畜禽粪便厌氧消化沼气发电行业的现状分析

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1、畜禽粪便厌氧消化沼气发电行业的现状分析作者：徐晓秋王钢刘伟李北城秦国辉发布时间：2012.05.17来源：黑龙江省科学院科技孵化中心0前言畜禽粪便是畜禽排泄物的总称，是粮食、农作物、秸秆和牧草等形态生物质的转化形式，主要包括畜禽排出的粪便、尿及其与杂草和冲洗废污水的混合物。随着国家政策的大力扶植和养殖业技术水平的不断提高，我国畜禽饲养量不断增加，畜禽粪便排放量也必然增加，由此造成的环境污染将会更加严重。沼气是有机物经微生物厌氧消化而产生的可燃性气体，由于这种气体经常产生于沼泽地和池沼中，因此称为沼气。沼气是多种气体的混合物，其中甲烷(CH4)含量通常在

2、55%～70%之间，其余为二氧化碳和少量的氮、氢和硫化物，是一种良好的气体燃料，其特性与天然气相似，可以完全代替汽油或柴油进行发电。随着大型沼气工程的大量建设和沼气综合利用的不断发展，沼气发电技术逐渐被广泛利用，这种技术是将厌氧发酵处理产生的沼气用于装有综合发电装置的发动机上，以产生电能和热能。沼气发电技术是实现畜禽粪便、农作物秸秆、有机生活垃圾以及生活污水等各类生物质资源能源化利用的有效途径之一，具有高效、节能、安全和环保等综合效益。1畜禽粪便处理的必要性随着人们生活水平的不断增加，人们对畜禽产品的需求量不断增大，国家兴建了许多集约化的畜禽养殖场，由

3、此产生了大量的畜禽粪尿不经处理就排放到环境中，不仅污染了地表水和地下水，而且也会导致病原菌的扩散，对畜禽及人类的健康构成威胁，因此，变废为宝，将畜禽粪便无害化和资源化，最大限度地满足环境的可接受性和经济上的可行性，成为人们追求的目标。1.1对土壤的影响畜禽粪便中富含有农作物生长所需的营养元素，如有机物和氮、磷、钾等养分，还含有钙、镁、硫等多种矿物质及微量元素，在满足作物生长需要的同时，对提高土壤肥力改良土壤性质和增加作物产量都有很好的作用。但由于畜禽粪便的产生量过大，如大量使用粪便作为肥料会危害农作物土壤表面水和地下水水质2003年全国畜禽粪便产生量约

4、31．9亿t，超过农业废弃物的60%，是工业废弃物的3．2倍，且畜禽粪便中含有大量的氮磷钾和部分重金属元素，处理不当容易造成对土壤水源空气的污染，危害人类健康。1.2对水体的污染畜禽粪便淋溶性极强，远远超过化肥的淋溶性，若不及时采取措施，便会污染地表水，进而通过土壤渗滤污染地下水，畜禽粪便中含有大量的有机物氮、磷、钾等营养元素，同时含有大量的致病菌等污染物，还伴有恶臭气味我国每年畜禽粪便总量超过10亿t，其中有25%的畜禽粪污流失到水体中未经处理的高浓度有机废水的集中排放，大量消耗水体中的溶解氧，使水体变黑发臭；水中N、P等营养物促使水体富营养化，或使

5、地下水中的硝态氮或亚硝氮浓度增高，这些因素是造成江河湖泊水体污染的重要原因之一。1.3对空气的污染畜禽粪尿中含有碳水化合物和含氮有机化合物，在有氧和无氧条件下都可分解有机碳水化合物在有氧条件下分解生成二氧化碳和水并释放热能，在无氧条件下分解不完全，产生甲烷、有机酸和各种醇类，这些物质略带臭味和酸味。氮沉降是构成当前环境危害的重大因素，它可造成酸雨、水体富营养化，甚至导致同温层臭氧浓度的变化。畜禽粪便大量堆积发酵产生的有害气体，含有氨、硫化氢、甲基硫醇等，严重影响空气质量。这些气体不仅使人产生不愉快的感觉，而且引起家畜的呼吸道疾病，使动物的免疫力下降，影

6、响畜禽产品质量。1.4造成寄生虫、有害微生物的传播畜禽粪便中含有大量的病原微生物和寄生虫卵，如不及时处置，会滋生蚊蝇，使环境中的病原种类增多，病原菌和寄生虫蔓延、这些病原微生物和寄生虫卵进入水体，会使水体中病原种类增多，菌种和菌量加大，且出现病原菌和寄生虫的大量繁殖和污染，导致水传染病的传播和流行，特别是在人畜共患病时，会引发疫情，给人、畜带来灾难性危害。1.5药物残留污染畜禽在养殖过程中都需要添加饲料，饲料中通常添加一定量的药物添加剂，添加剂的过度使用和滥用药物添加剂的现象越来越普遍，许多药物添加剂会随畜禽尿液排出，混合在粪便当中这种粪便废弃物若不经

7、任何有效处理就作为肥料施用，其中的药物添加剂被植物吸收后残留在其组织中，最终会对人畜产生毒副作用2畜禽粪便沼气发电技术的行业现状沼气发电始于上世纪70年代初期，沼气发电一个系统工程，它包括沼气生产，沼气净化与储存，沼气发电及上网等多项单元技术的优化组合2.1国外沼气发电技术现状沼气发电行业在国外发达国家受到了广泛的重视和积极的推广，如美国的能源农场。德国的可再生能源促进法的颁布，日本的阳光工程，荷兰的绿色能源等。德国是目前世界上沼气工程发展最为成功的国家之一，在该国《可再生能源法》等相关法律、法规的引导和刺激下，沼气主要用于发电上网。截止至2008年，

8、德国已建成沼气工程3900处，总装机容量达1400MW，其中装机容量在2MW的沼气厂有40家，