大中型畜禽养殖场沼气工程模式及投资效益分析华永新，，朱剑平２（１．杭州市农村能源办公室，浙江杭州３１００２０；　２．浙江省能源研究所，浙江杭州３１００１２）

摘要：为探索大中型畜禽养殖场沼气工程商业化发展的可行性，结合不同沼气工程模式，以典型案例对畜禽养殖场沼气工程的投资及效益进行了分析，指出大中型畜禽养殖场沼气工程参与市场的能力目前还很弱，需要政府投资政策的支持。关健词：沼气工程；模式；投资；效益中圈分类号：５２１６．１文献标识码：Ａ文童编号１００４一３９５０（ＭＭ）（ｎ　－　（Ｘ１１１　－　０５

Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　ｂｉｏｇａｓ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｍｏｄｅ　ｏｆ　ｌａｒｇｅ＆ｍｅｄｉｕｍ－ｓｃａｌｅｈｕｓｂａｎｄｒｙ　ｆａｒｍｓ　ａｎｄ　ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ　ｒｅｓｕｌｔｓ ＲＵＡ　Ｙｏｎｇ－ｌｉｎｔ，　ＺＨＵ　Ｊｉｍ－ｐｉｎ梦 （１．１－Ｉａｎｇｚｈｏｕ　Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ　Ｒｕｒａｌ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｏｆｆｉｃｅ，　Ｉｆａｎｇｓｈｏｕ　３１００２０，　Ｃｈｉｎａ； ２．　Ｚｈｅｊｉａｎｇ　ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，　Ｈａｎｇｈｏｕ　３１００１２，　Ｃｈｉｎａ）Ａｂｅｈ＇ａｃｔ：Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｓｅａｒｃｈ　ｔｈｅ　ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｌａｒｇｅ　＆　ｍｅｄｉｍｎ－ｓｃａｌｅ　ｈｕｓｂａｎｄｒｙ　ｆａｒｍ＇ｓ　ｂｉｏｇａｓ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，

ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｓｅｖｅｒａｌ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｂｉｏｇｅｓ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｍｏｄｅ，　ａｎａｌｙｓｅｓ　ｔｈｅ　ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｈｕｓｂａｎｄｒｙ　ｆａｒｍ＇ｓ　ｂｉｏｇａｓ　ｅｎ－ｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，　ｐｕｔｓ　ｆｏｒｗａｒｄ　ｔｈｅ　ａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔａｋｉｎｇ　ｐｅｒｔ　ｉｎｔｏ　ｔｈｅ　ｍａｒｋｅｔ　ｉｓ　ｓｔｉｌｌ　ｗｅａｋ，　ｉｔ　ｎｅｅｄｓ　ｔｈｅ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ　ｐｏｌｉｃｙ场９ｏｖｅｎｍｒｅｎｔ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：　ｂｉｏｇａｓ　ｅｎｇｍｅｅｎｎｇ；　ｍｏｄｅ；　ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ；　ｒｅｓｕｌｔｓ

０概述 随着全国各大中城市“菜篮子”工程的建设，大批规模化畜禽养殖场相继建成，这些畜禽养殖场产生了大量高浓度、高氨氮、高悬浮物、处理难度较大的畜禽粪水，成为水体最大的污染源。应用沼气技术处理畜禽废水，将污染环境的有机物转变成沼气，形成协调、转化、再生、增值的良性循环，越来越受到国内外的广泛重视。２０世纪８０年代以来，我国畜禽场沼气工程技术已形成较为完善的高效的且具有多种功能的工程技术系统。 根据养殖规模、资源量、污水排放标准、投资规模和环境容量等条件的不同，畜禽场沼气工程项目可以有综合利用型、生态型和厌氧一好氧达标型三种不同的工艺类型因地制宜地选用。Ａｆｔｉ＂ｓ＊综合利用模式 工艺流程（见图１） 圈１沼气壕合利用型工艺流程１．２工艺适用条件 ・日处理污水量５０　ｔ以下，如年出栏５０００头以下的养猪场。 ・养殖场周围应有较大规模的鱼塘、农田、果园和蔬菜地，可供沼液、沼渣的综合利用。 ・沼气用户与养殖场距离较近。１．３工艺特点 ・畜禽粪便污水可全部进人处理系统，进水

ＣＯＤ，，为１０００（）一２００００　ｍｇ／Ｌｏ ・厌氧工艺可采用全混合厌氧池、厌氧接触反应器（ＡＣＲ）、升流式污泥床反应器（ＵＳＢ）。有机

收稿日期：２００３一１２一１８作者简介华永新（１９７２一），男浙江东阳人，本科学历，工程师。

２ＪＸ②能派工程一ｎ一

万方数据负荷１一２．５　ｋｇＣＯＤ／ｍ３　＂　ｄ，　ＨＲＴ　＝　８￣１０　ｄ，发酵温度３５℃，池容产气率。．６一１．０砰／耐．ｄ，厌氧出水ＣＯＤ１５００一３０００　ｍｇ／Ｌ，　ＣＯＤ去除率７５％－８５％ ・沼气利用方式为民用或小规模集中供气 ・沼液、沼渣进行综合利用，建立以沼气为纽带的良性循环的生态系统，提高综合效益１．４工程规模及投资分析（见表１）

表１工程规模及投资分析 养猪场规模（年出栏数）／头日处理粪便污水

／ｌ厌饭罐规模综合利用

配套面积日产沼气量工程投资

／万元１０２５４５

耐一８０２５０绷８０亩农田、鱼塘和果园ｕ！亩农田、鱼塘和果园４００亩农田、鱼塘和果园竺明绷翎

１０刃印

１．５优点 ・工艺简单，管理、操作方便。

・沼气的可获得量高。 ・工程投资小，运行费用低，投资回收期短。１．６缺，点 ・工艺处理单元的效率不高 ・处理后的浓度仍很高，就地消化综合利用，配套所占用的土地资源多。１．７典型案例：杭州浮山养殖场沼气综合利用工程 该项目应用生物技术对畜禽粪便进行资源化开发和多层次利用，既制取了优质气体燃料，又开发了再生饲料和优质有机肥料，同时治理了污染，净化了环境，从而建立起以沼气为纽带的良性生态循环。１９８８年建成２００时沼气工程，处理３万只蛋鸡的粪便污水；随后在１９９１〕年又建成刃）甘沼气工程，处理５００（）头商品猪的粪便污水。 工程的投资费用主要是建筑工程、设备和安装费用以及土地费用。 （１）２００时鸡粪沼气工程：１６．９万元； （２）５００扩猪粪沼气工程：６０．３万元； （３）合计：７７．２万元（按１９９０年的造价）。 该工程年运行成本和经济效益见表２和表３｝ 表２杭州浮山沼气工程的年运行成本①

表３杭州浮山沼气工程产品及效益①１００－３７１００

名称沼气沼液沼浩

产量实际利润率／％年效益／万元２６．２８时２．８０　Ｘ０３ ４７５ｔ６．５７１３．５３４．０８①１９９１】年价格

年多项目

从表２和表３可以看出工程动态回收期是５，这表明它是一个经济效益较好的能源环保

２沼气生态模式

项目２００时沼气工程ｙｏｕ　ｍ３沼气工程耗用量费用／元耗用量费用／元９６６１３１４阶

心６５７０原料八

电／ｋｗ・ｈ 煤ｉｓ 水／／ｔ脱硫剂八２ ４６００ ２ ４６００ 人工４０５０ ４０５０ 维修１５８９ ５９０ 合计１６６３３竺塑一①１９９：年价格

图２沼气生态模式工艺派程２．１工艺流程（见图２）

２．２工艺适用条件 日处理污水量５０　－　１５０　ｔ，如年出栏５０００－

１５０００头的养猪场。 ・养殖场周围应配套有较大稳定塘面积。 ・养殖场周围应有一定的环境容量，环境不太敏感。 ・排放水质要求一般的地区。２３工艺特点 ・养殖场必须实行清洁生产、粪水分离，畜

禽粪便直接用于生产有机肥料，尿和冲洗污水进人处理系统，进水〔；ｏｎｅ，为７０００　－　１２０００　ｍ『Ｌ｝ ・厌氧工艺可采用厌氧滤器（ＡＦ）、上流式厌

梢８７６姗

哪４３ｓｏｌｏｄｓ

一１２一ＥＮＥＲＧＹ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　２００４）万方数据氧污泥床反应器（ＵＡＳＢ）。有机负荷２．４一４　ｋｇ－ＣＯＤ／时＂　ｄ，　ＨＲＴ二５ｄ，发酵温度３５　｀Ｃ　，　ＣＯＤ去除率８０％一８５％，池容产气率１．０一１．２　ｍ３／而＂ｄ，厌氧出水ＣＯＤ在７００一１５００　ｍｇ／Ｌ． ・污水后处理采用稳定塘或自然生态净化设

施，ＨＲＴ二，一１００　ｄ，出水ＣＯＩ〕在１５０一４００　ｍｇ／Ｌｏ “沼气利用方式：民用、烧锅炉或小型发电。 ・有机肥的生产一般采用简单的堆肥生物发酵工艺。２．４工程规模及投资分析（见表４）

表４工程规模及投资分析养猪场规模日处理粪便污水厌氧罐规模

稳定塘面积日产沼气量工程投资

／万元 ６０ ｌｍ

竺姗朋现

川刃５０

亘２５０５００７５０

／ｔ－５０

明１５０

〔年出栏数）／头

２．５优点工艺处理单元的效率较高，管理、操作方便。处理后排放的污水浓度较低，基本满足农田灌溉的要求，对周围环境的影响较小。・工程投资较小，运行费用低，投资回收期

节约燃料开支１２．７万元，发电用气５５．８万矽，发电９３万ｋＷ＂ｈ，电费按当地０．７５元／／ｋＷ＂ｈ计算，电费收人可达５３．５万元。合计两项共增收节支６６万元。 表７沼液养鱼增产汇总较短。２．６缺 Ｊ点

配套的后处理设施稳定塘占地面积大，处

１９９３ １９９４ １９９５ １９９６ １９９７ １９９８合计１６ ３３ ３３ ３３ ３５ ３９ １８９增产量

理效果气候条件影响大。 ・由于猪粪直接生产有机肥，沼气的获得量相对较低。 ・处理后的污水仍需要一定的自然生态环境消纳。２．７典型案例：萧山龙翔养殖公司沼气工程 萧山龙翔养殖公司沼气工程１９９３年建成，采用二步厌氧消化和复合式上流厌氧污泥床发酵工艺，处理高浓度猪粪废水，制取沼气用于发电和民用炊事，用生物环境工程技术处理沼渣和沼液。 沼气发电效果良好。经检测，沼气一柴油双燃料发电机节油率达７０％一８０％（见表５）０ 表５沼气发电汇总万ｋｗ击

从表７可以明显看出，沼液养鱼具有明显的增产作用，累计增产１３６６６５吨，增值６０万元。沼渣用于果园共节约化肥４８．３　ｔ，节约生产成本９．６６万元。 沼气工程不仅解决了环境污染、用能紧张等问题，也带来了明显的经济效益（见表８），扣除工程运行成本（见表９），净增收节支８２．７万元。 表８沼气工程经济效益汇总元

项目沼气炊事发电沼液养鱼沼渣施肥合计

效益１２６７７１ ５３４６３７６０１３２６ ９６６００１３５９３３４

表，沼气工程运行成本汇总妙姗和粼朋妙２５００种器朋妙粼到

发电量９９４１６．５

１９９５ １９９６ １９９７ １９９８合计

１７．３ １７．３ １７．６ １７．８ ９３．０１ｆ　ｆ｝柴油１９９５２１３００１９９７２３１００三合计２３９００　１１９１００ 由于燃料改用沼气，不仅减轻了食堂炊事的环境污染及劳动力浪费，同时也取得了良好的经济效益（见表６）０ 表６炊事用沼气汇总才人工费用 折旧其他合计８２０１３０００２１（ｎ〕１２０１刀３３４１洲刀

年份１９９３ １９９４ １９９５ １９９６ １９９７ １９９８合计用气量５３１１　１４７１５　１５１７４ １５９７４ １６４６８ １６８７２ ８４５１４ 从表５、表６可以看出，至１９９８年底，累计产沼气６４万多时，其中食堂炊事用气８．４５万砰，

３厌氧一好氧达标模式３．１工艺流程（见图３）３．２工艺适用条件 ．日产生污水量５０一１５００　ｔ，甚至更大的养殖场。如年出栏５０００一１００００１〕头的猪场，以及１０

既睡屹）能睬工程一１３一

万方数据