气暖热电肥联产的大中型沼气工程

-- 欧盟沼气工程的最新工艺与技术在中国新农村建设中的运用探析

法国兴业公司北京代表处首席代表                      薛兴民

北京兴星伟业科技开发有限责任公司董事总经理            博士

一、什么是沼气

在厌氧条件下细菌发酵生产出沼气，沼气主要由甲烷（65％）和二氧化碳（35％）组成。

二、生产沼气的原料

●动物粪便                                 ●农作物生物质

●厕厨浴废弃物                            ●有机垃圾（生活垃圾）等

三、沼气工程的作用与功能

●生产可再生能源――沼气 

●粪污、废弃物中温发酵过程是无害化处理的过程

-COD（化学需氧量）、BOD（生化需氧量）去除率分别在70％、75％以上；

-可避免缴纳超标准排污费；

-避免畜禽发病的损失；

●通过管道系统将沼气送往农户厨房      ●通过管道配送系统将暖气送到农户家里

●发电上网                                  ●或自用

●发电余热回收，给发酵罐增温补温       ●发酵后的沼渣、沼液制作有机复合肥

●沼气可提纯制成汽车燃油使用

四、沼气工程是实现生态农业循环经济的核心

欧盟国家的经验表明：大中型沼气工程不仅具有生态、环保和社会效益，而且如果气暖热电肥联产或组分联产会具有更好的经济效益，这就是生态农业循环经济的魅力之所在。

图1

图1表明：沼气工程不仅仅是一个独立的工程。它的建立实现了生态农业循环经济，带动了五环产业链的发展：科技，养殖，加工沼气和有机肥料。 

本公司结合中国新农村建设中的实际情况，根据欧盟粪污处理的标准与方法，采用五环产业并举和互补的生态农业良性循环观念，开发设计了以沼气工程为核心，沼气发电和有机肥生产为驱动力的大中型沼气工程，即气暖热电肥联产的沼气工程模式。

图2

我们认为：这种模式既可以实现粪污资源的合理开发与利用、生态环境保护和改变经济增长方式的战略目标，还能促进农业畜牧业走向产业化，真正实现经济、社会和生态效益的高度和谐与统一。

在可持续发展的生态农业循环经济中，沼气工程总起了核心作用。要保持沼气工程的核心作用，必须使用和借鉴最新的工艺技术。

五、欧盟沼气工程前沿工艺与技术的供应与利用

（1）采用半混气搅拌厌氧发酵方法，确保高寒地区全年恒定中温发酵

根据欧盟最新工艺和技术，采用半混气搅拌厌氧发酵方法，根据中国不同地区的实际气温情况进行设计，确保在高寒地区，实现全年恒定中温发酵，生产出稳产、 高产和高品位再生能源，其容积产气率可达1.2 - 1.5m³/ m³·d。

优点：

●产气率1.2立方米左右

●能耗低

●主要采用气搅拌

●水力搅拌时间短，防止固体沉淀

世界与中国流行的发酵工艺方法：1.完全混合厌氧发酵罐；2.升流固体床发酵罐；3.塞流式厌氧发酵罐。本公司采用的发酵方法：半混式气搅拌厌氧发酵。

（2）采用再生能源互补系统，确保高寒地区的沼气工程全年恒定中温发酵

为保证全年恒温发酵，采用的是最新的再生能源互补系统的增温保温技术，该技术具有产气稳定、原材料可再生、生产成本低廉等特点，取代了传统的使用常规能源给沼气增温补温的方式，更能体现再生清洁互补能源的特点。

（3）采用高新材料

工程采用的是全套的粪水厌氧发酵处理工艺、技术和设备。发酵罐采用的是拼装式搪瓷钢板，具有使用寿命长，可达30年以上，防腐性能好，施工周期短，工程造价低，运行费用低，可回收重复利用，利于环保，外观美观等特点。热交换装置、自控装置采用高效、节能材料，产品达到国际领先水平。

（4）使用热电联供技术

采用欧盟技术生产的专业沼气热电联供发电机组，不仅有效地解决了沼气的安全方便使用的问题，而且大大提高了沼气能量的转换率，每立方米沼气可以产生2.00～2.50 kw.h 的电和2.90~3.10kw.h的热，能量转换率达到82.0～88.6%。

（5）配备沼气管网供气供暖系统

（6）实现高效固液分离

采用欧盟生产的固液分离机，不仅生产效率高，而且使用寿命长。欧盟生产的固液分离机分离效率可达10～15吨/小时（功率匹配为4KW），分离出的固体物质含水率为50－60％，一般使用寿命都在二十年以上。

（7）生产全元素生物有机复合肥

采取分离出来的固态物质制取生物固体有机复合肥和液态物质制取叶面有机复合肥料与无土栽培营养液的方式，不仅实现了生产无废弃物（零排放）的目标，而且生产出来的是符合欧盟标准的全元素生物有机复合肥，市场前景非常可观。

六、大中型沼气工程的经济效益简析

大中型沼气工程是综合处理效益，更确切的说是综合处理＋规模效益。

（1）北京房山后石羊村集中供气项目工程方案：

●发酵罐：450m³

●供气：450户

（2）北京通州半截河村一期和二期项目工程方案

●发酵罐：950 m³×2

●供气：865户

●发电：55万度/年

●有机复合肥：1440吨/年

（3）辽宁锦州大兴牧业项目工程方案

●年出栏30万头猪

●发酵罐：11250m³

●年产沼气：437万立方米

●发电：656万度/年

●有机复合肥：13608吨/年

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