王 宇

（武漢南茗科技有限公司，湖北 武漢 437004）

隨著農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展，養(yǎng)豬業(yè)以較快的速度向集約化方向發(fā)展，但隨之產(chǎn)生了豬場的環(huán)境保護、豬糞尿及豬場污水處理的問題。豬場污水處理的最好方法是采用生態(tài)學(xué)及生物學(xué)處理，在生物學(xué)處理過程中，需要經(jīng)過厭氧發(fā)酵。厭氧發(fā)酵過程中，污水中的有機物分解產(chǎn)生沼氣及含氮、磷等物質(zhì)。

沼氣是極好的能源物質(zhì)，其熱值較高，燃燒后僅產(chǎn)生二氧化碳和水。如果豬場中沼氣的產(chǎn)量充足，就可以作為發(fā)電的能源。據(jù)我國的技術(shù)條件，沼氣發(fā)電仍需輔以15%的柴油，余者皆為沼氣。因此，還可以節(jié)省柴油，這對解決我國能源缺乏，改變農(nóng)村面貌，改善農(nóng)民生活質(zhì)量有重大意義。

探討利用豬場污水處理過程中產(chǎn)生沼氣進行發(fā)電的可行性。以下以年出欄10萬頭商品豬的豬場為例進行分析。

1 厭氧發(fā)酵及沼氣發(fā)電的設(shè)備與裝置

1.1 發(fā)酵池

污水厭氧裝置有很多類型，可根據(jù)豬場規(guī)模、所要求的發(fā)酵效率及投資能力等綜合因素考慮。年出欄10萬頭商品豬的豬場，養(yǎng)豬規(guī)模大，污水處理量也大。因此，采用了 1 700 m3的鋼筋混凝土臥式發(fā)酵池，日處理污水可達850 m3，產(chǎn)氣量隨氣溫變化，冬季產(chǎn)氣少一些，但不低于500 m3，最高可產(chǎn)1 500 m3以上。

1.2 脫硫塔、貯氣罐、輸送裝置

除發(fā)酵池(包括固液分離池、調(diào)節(jié)池)外，沼氣要經(jīng)過脫硫塔入貯氣罐，再進入發(fā)電機系統(tǒng)，為防腐蝕，輸氣管一般用塑料管比較好。

1.3 發(fā)電設(shè)備

發(fā)電設(shè)備為1臺改裝后的柴油發(fā)電機(現(xiàn)增為2臺)，每臺功率為100 kW。

2 設(shè)備投資

設(shè)備投資包括：

1）發(fā)酵裝置、脫硫塔及管道共投資71萬元；

2）貯氣罐為18萬元；

3）100 kW發(fā)電機(包括改裝的二手55 kW柴油機)8.4萬元。

總計投資97.4萬元。

此投資額包括污水處理及發(fā)電2個部分。按年產(chǎn)10萬頭肥豬計算，一次性投資每頭豬僅占9.7元；分10年攤銷，10年共生產(chǎn)100萬頭，則每頭豬支出僅為0.97元。

3 運行情況及成本分析

本項目運行至今已6年多，運行一直良好，運行成本較低。厭氧發(fā)酵部分全部采用自流方式，只需1人操作，發(fā)電部分也只有3人，其中包括發(fā)電機管理及維修。

沼氣發(fā)電在啟動時要用一部分柴油，耗油量為柴油發(fā)電的15%，發(fā)動機啟動后，就不再需要柴油。6年多的運行成本分析如下(以年計算)。

3.1 柴油成本

根據(jù)測算，每千瓦時電需耗用柴 油0.073 L， 按 時 價 3.3 元 ／ L 計算，其柴油成本為0.241元（ 3.3元／L×0.073 L）。

3.2 人工成本

1）按3人管理計算，年人工成本為 45 600 元。

技工 1 人，年工資 18 000 元（1 500元／月 ×12）；

管理人員1人，年工資18 000元（1 500 元／月 ×12）；

工人1人，年工資9 600元（800元／月×12）。

合計 ：45 600 元。

2）按年發(fā)電量48萬kW·h計算，每千瓦時電人工成本為0.095元（45 600元 ÷480 000 kW·h）。

3.3 潤滑油(機油)支出

據(jù)測算，每千瓦時電耗機油0.012元。

3.4 修理費

每千瓦時電平均支出修理費0.021元。

3.5 折舊攤銷

總計投資97.4萬元，按10年期限攤銷完畢，以每年沼氣發(fā)電量48萬kW·h計算，每千瓦時電應(yīng)承擔折舊費用0.203元。

3.6 成本合計

每千瓦時電實際成本為0.572元（0.241+0.095+0.012+0.021+0.203），其中折舊費占總費用的35.49%。如果將污水處理的費用也攤銷一部分折舊費，則發(fā)電費用至少可減少0.1元，發(fā)電成本則為0.472元／kW·h。在折舊費用中，豬糞尿處理的全部費用都計入沼氣發(fā)電之內(nèi)。實際上，沼氣發(fā)電僅是豬場污水處理的一種副產(chǎn)品。因此，發(fā)電成本還有很大的降低潛力，為了計算方便未將污水處理的費用分出。

4 討論

1）本文主要討論豬場污水處理過程中利用沼氣發(fā)電的可行性，因此，不包括污水處理的效果。本文的分析結(jié)果認為，利用豬場污水厭氧發(fā)酵處理產(chǎn)生的沼氣，可作為能源進行發(fā)電，費用僅為0.47～0.57元／kW·h，低于國家電綱的0.6～0.9元／kW·h，而且這個費用包括了整個豬場的污水處理成本，如充分發(fā)揮豬糞尿及污水產(chǎn)沼氣的潛力，成本還可降低，因此經(jīng)濟上切實可行。

2）在建立污水厭氧消化池時，成本的降低空間也較大，萬頭以下的豬場及農(nóng)村的小型豬場，完全可以用其他建筑材料代替，關(guān)鍵是厭氧池要耐一定壓力，不漏氣即可。

3）利用柴油發(fā)動機改造成沼氣發(fā)動機的技術(shù)已經(jīng)過關(guān)，多個豬場使用結(jié)果證明這項技術(shù)是完全可行的。

4）多個豬場經(jīng)驗證明，豬場污水完全可以利用厭氧發(fā)酵技術(shù)處理，產(chǎn)生的沼氣可進行發(fā)電，發(fā)電量很大程度上可滿足豬場用電需要，當然還取決于豬場規(guī)模及厭氧發(fā)酵技術(shù)、原料及自然條件等。

5）豬場污水采用厭氧發(fā)酵技術(shù)進行處理，既可控制污染，又可產(chǎn)生沼氣供豬場和農(nóng)戶使用，同時降低污水處理及保護環(huán)境的成本，一舉多得，這也是建立生態(tài)養(yǎng)豬業(yè)中的一個重要環(huán)節(jié)。