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沼氣產業化發展研究論文

實用文 時間:2021-08-31 手機版

沼氣產業化發展研究論文

  從全國水平來看,陜西省的畜禽養殖總量和規模化養殖程度均不高[1]。雖然畜禽養殖方式仍以散戶養殖和適度規模為主,但近年來陜西省規模化養殖場數量也大幅度增加,2010年規模化養殖場數量比2009年翻一番。關中平原渭河流域是全省畜禽養殖業集約化程度最高的區域,區域內規模化養殖場和養殖小區的數量占到全省規模化養殖總數的52%。近年來,干清糞工藝在陜西省規模化養殖場得到了積極推行,全省約86%的規模化養殖場采用了干清糞工藝或采用干清糞與水沖糞、墊草墊料等相結合的方式,仍有過半數的養殖場不同程度的保留水沖糞工藝。國家標準《畜禽養殖業污染物排放標準》(GB18596-2001)由于制定時間較早,未涉及“干清糞工藝”定義及要求,在之后發布實施的一些地方性畜禽養殖業污染物排放標準中,例如山東、浙江、廣東等省均要求規模化養殖企業必須采用干清糞工藝、實現雨污分流。陜西省在加強普及干清糞工藝的同時,應該針對渭河流域、南水北調區、城鄉飲用水水源地周邊等水污染防治重點區域內的規模化養殖企業強制推行干清糞和雨污分流。根據2010年全省畜禽養殖業污染源調查情況統計,93%的規模化畜禽養殖場對畜禽糞便進行了收集利用,其中直接還田的方式占主導,而采取厭氧發酵制沼氣、生產有機肥的比例僅占到11%和6%。傳統的直接還田方式要求種養緊密結合,對于規模化養殖來說,由于養殖行為過于密集,大量糞便排放至養殖區域,該區域可能會因缺少作物植被而導致養分過量負荷[2],低效、野蠻的施肥行為在浪費資源的同時會對作物生長產生不利影響、對環境造成二次污染,因此糞便的利用應借助科技手段和裝備,將其高效的轉化為可用、安全、潔凈的資源。根據2010年全省畜禽養殖業污染源調查情況統計,約84%的規模化養殖場將養殖廢水用于農業灌溉,其中采用厭氧、好氧等方法處理養殖廢水的養殖場比例不到10%,主要原因是畜禽養殖廢水屬于高濃度有機廢水,使用單一方法很難實現達標排放,污水處理工程的建設、運行、維護資金需求較大,導致很多養殖場更傾向于將其直接還田甚至違法排放,因此必須設法提高畜禽養殖污染防治工程的經濟性,目前看來一味的降低治理成本并不能收到良好效果,應該從治理行為本身創造經濟效益這個方面探索新的治理思路。

畜禽養殖污染防治存在的問題

  從總體情況來看,陜西省畜禽養殖污染防治落后于養殖業發展,畜禽糞污資源的綜合利用效率偏低,造成這種局面的原因可以總結為兩點:一是忽視畜禽糞污的生物質資源特性而采取工業廢水治理模式,工業治污模式投資大且商業化產品回報率低,養殖業自身缺乏大量資金進行糞污處理,從而導致企業治污積極性下降、糞污處理效率低;二是雖然認識到了畜禽糞污的生物質資源特性但沒能采取合適的方式進行有效且高效的利用,在一定程度上也是造成了資源浪費和環境污染。由于畜禽養殖業利潤空間較小,又存在高風險,畜禽養殖污染防治措施必須考慮經濟性。一般工程的經濟性體現在對投資成本和運行成本的控制,但畜禽養殖污染的實質是生物質資源的浪費。如果將畜禽糞污進行資源化利用,產生的再生資源效益可以一定程度上彌補投資成本,從而提高畜禽養殖污染防治工程的經濟性。因此,畜禽養殖污染問題的解決必須通過采取合適的畜禽糞污資源化技術來實現。

新環境形勢下的畜禽養殖污染防治思路

  1面臨的新環境形勢

  (1)嚴格的排放標準。2011年陜西省發布實施《黃河流域(陜西段)污水綜合排放標準》(DB61/224-2011)(以下稱新標準),在新標準出臺之前陜西省畜禽養殖廢水排放執行《畜禽養殖業污染物排放標準》(GB18596-2001),從表1來看,新標準的COD、BOD5、NH3-N三種主要污染物的排放限值均嚴于國家行業標準,分別比國家行業標準排放限值嚴格了87.5%、86.7%、85%。由于新標準取消執行行業標準,所有排污單位執行統一標準,因此新標準的出臺使得全省尤其黃河流域地區畜禽養殖污染防治面臨更加嚴峻的形勢,排污成本將大幅度增加。(2)嚴峻的減排形勢。據第一次全國污染源普查公報,農業污染排放主要來自畜禽養殖業,其COD、TP、TN排放量分別占農業源污染排放總量的96%、56%和38%,畜禽養殖污染問題已經給環保施加了巨大壓力,“十二五”期間國家將畜禽規模化養殖場納入水污染物總量減排體系。2010年陜西省農業源污染物COD與NH3-N排放基數分別為19.9萬t和1.5萬t,按照2015年COD與NH3-N排放量分別下降7.6%和9.8%的減排目標測算,2015年COD與NH3-N排放量分別為18.4萬t和1.4萬t,其中畜禽養殖業的COD與NH3-N目標排放量為18.3萬t和1.1萬t,相比2010年排放基數降幅分別達到7.6%和8.3%。隨著污染物減排約束性指標的導向作用逐漸凸顯,“十二五”期間陜西省畜禽養殖業污染物減排面臨的壓力不小。

  2畜禽糞污資源能源化技術方向

  畜禽糞污的資源化綜合利用是新環境形勢下畜禽養殖污染防治的方向,也是推動畜禽養殖業可持續發展的關鍵。根據畜禽糞污的資源特性,其資源化利用的形式包括肥料化、飼料化和能源化[3],畜禽糞污資源化利用形式的代表工藝及其局限性見表2。從表2可以看出,畜禽糞污的肥料化利用和飼料化利用形式是單純的固體糞便資源化利用,不能對養殖廢水進行處理,未能全面考慮畜禽養殖污染防治。就目前看來,龐大的市場需求使得高溫堆肥和烘干技術會繼續存在發展,但在越來越嚴格的環境要求和嚴峻的減排形勢下它們并不是全面防治畜禽養殖污染的最佳選擇。以沼氣發酵為代表的.能源化利用方向,通過厭氧發酵獲取沼氣,沼氣用于燃料、發電等,沼渣沼液制有機肥來實現畜禽糞污的資源化綜合利用,沼氣工程兼具能源效益、肥料效益、環境效益,能夠實現畜禽糞污處理從單純的用肥用能、末端治理向綜合利用轉變。對于規模化養殖企業,實現熱、電、肥聯產的沼氣工程將會有良好的經濟效益[4]。因此沼氣化是理想的畜禽糞污資源化途徑,是全面應對畜禽養殖污染的重要技術發展方向。

  3畜禽養殖污染防治產業化思路

  近年來,我國養殖業水平不斷提高,畜禽產品需求日益增長,加快了畜禽養殖業規模化、產業化進程,在成本控制、管理水平、產品質量保障、抵御市場風險等方面規模化養殖比散戶養殖優勢明顯。規模化、產業化是我國畜禽養殖業的發展方向,規模化養殖場成為環境保護與節能減排的主戰場。針對規模化養殖發展趨勢及其帶來的環境問題,采取以資源化利用為核心的畜禽糞污處理產業化方式能夠實現生態環境質量改善與養殖業可持續發展的雙贏。相比單純的污染防治行為,以資源化利用為核心的產業化方式能夠將畜禽糞污從產生到消納的整個過程形成產業鏈條,協調上下游物質能量的流動,最大程度提升糞污的利用價值;同時產業化方式有利于將污染治理成本轉化為經濟投入,將治理投資轉化為產業投資,促進環保產業與養殖業共同發展[5]。綜上所述,按照畜禽糞便資源化綜合利用的防治方向,選擇合適的資源化技術,并借用商業運作模式使畜禽養殖污染防治形成產業,將是未來陜西省畜禽養殖污染防治的重要思路。陜西省畜禽養殖污染防治思路見圖1。


本文來源http://www.nvnqwx.com/shiyongwen/2473388.htm
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