養殖場企業考察報告精選(九篇)

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第1篇：養殖場企業考察報告范文

Abstract：Development， technology and equipment of biogas engineering technology and biogas power generation for agricultural organic waste treatment in China and Germany were described. As a result， the technology difference between two countries was compared. By referencing the advanced engineering technology and industrialization idea from Germany， the article puts forward some suggestions on improving integrated biogas engineering capacity in China.

Keywords: agricultural organic waste；biogas engineering；biogas power generation

1工程特色與發展現狀

中國和德國是世界上處理農業廢棄物沼氣工程（含沼氣發電工程）發展最快的兩個國家。

就沼氣工程建設質量和工業化水平而言，德國比較突出。德國的可再生能源發展的激勵政策和機制強有力地刺激了德國沼氣及其發電工程產業的快速發展[1]，沼氣工程數量從1996年的370座增加到了2005年的3800多座（其中處理農業廢棄物沼氣工程約2700座），發電裝機容量約970MW（其中處理農業廢棄物的沼氣發電工程約650MW）。特別是2005年新建的沼氣工程數量幾乎是2000年以前的3倍（見圖1）。

由于德國政府嚴格控制畜牧業與種植業的協調發展，區域性的土地資源基本能消納所在地的沼氣工程產生的沼渣、沼液。因此，處理農業廢棄物的沼氣及其發電工程的建設目標是以能源效益為主，工程模式比較單一，即：沼氣用于發電，沼氣發酵后的殘留物（沼液）經儲肥池貯存幾十天后，直接由拖拉機罐車運輸到田間進行噴灌。少數大型沼氣工程的沼液也以還田為主，剩余的沼液實行固液分離，脫水后的沼渣制成有機固體肥料，清液按工藝要求部分循環回流入沼氣池，部分經滅菌處理后用作畜舍的沖洗水或再經過深度處理后排放。

受法律的規范和經濟利益的驅動，德國處理農業有機廢棄物的沼氣工程所產生的沼氣98%用于發電，并實行熱電聯供。因此，系統工程中的資源與能源轉化效率都比較高。

中國處理農業有機廢棄物的沼氣工程很有特色。根據不同的養殖規模、 環境容量、土地資源條件和污水排放標準等條件，處理農業有機廢棄物的沼氣工程按沼液的出路形成了各種適宜模式，其中最有代表性的模式有三種：

（1）綜合利用型沼氣工程， 即沼氣工程周邊配套有較大面積的作物農田、 魚塘、植物塘等，能夠就地消納沼氣發酵的殘留物（沼液），沼氣工程成為生態農業園區的紐帶，上承養殖業，下聯種植業，促進了農業種、養一體化，降低了種植和養殖業的生產成本，廢棄物真正實現了零排放。由于不需要對沼液進行深度處理，系統工程比較簡單，投資和運行成本均較低，是一種最為經濟的工程模式。

（2）自然處理型沼氣工程，即養殖場周圍環境不太敏感，沼氣工程周邊有一定量的農田和配套有較大面積的穩定塘。因此，該模式對沼液采用部分還田或分季節還田，多余的沼液進行低能耗或無動力的自然處理（氧化溝、氧化塘、人工濕地等），達到控制污染物總量減排的目的。

（3）環保達標型沼氣工程，即沼氣工程周邊環境無法直接消納沼液，必須將沼液進行固液分離，分離出來的沼渣和人工干清糞制成商品固體有機肥料，分離后的清液經過好氧或物化等深度處理達到行業排放標準后直接排放。該模式是以處理畜舍沖洗污水達標為主要建設目標，工程投資和運行費用都較高。但由于采用了沼氣技術，可回收一定量能源，同時又去除了污水中的大部分有機物（COD去除率90%左右），這比單純使用好氧處理方法處理這類污水要經濟得多（產能、節能）。

中國處理農業有機廢棄物的沼氣工程由于相對規模小，又遠離城鎮，產生的沼氣僅有少量用于發電和集中供氣（沼氣發電用氣量約占總產氣量的2.53%，集中供氣約占總產氣量的1%左右），大量的沼氣用于養殖場自身的生產、生活燃料。

截至2005年末（中國農業部統計數據）， 中國處理農業廢棄物的沼氣工程數量已達到3556座[2]（見圖2），比德國同期建造的農業廢棄物沼氣工程高出800多座，但其工程規模及產生的效益卻遠不如德國。中國的農業沼氣工程平均池容只有283m3/處，池容在100m3以下的小型沼氣工程大約占66%；池容在100~1000m3之間的中型沼氣工程大約占25%；池容在1000m3以上的大型沼氣工程僅占9%左右。而德國沼氣工程的平均池容約1000m3/處。另外，就沼氣產量和沼氣發電量而言，中國農業沼氣工程的沼氣年總產量只有德國的17.6%，沼氣發電工程的裝機容量僅為6.7MW，是德國的1%左右，年沼氣發電量只有德國的0.16%。

2工程技術與裝備水平

2.1 發酵原料與典型工藝

德國的農業沼氣工程所處理的有機廢棄物比較廣泛，如：畜禽糞便、青貯飼料、過期的殘糧、廚余殘渣、生活有機垃圾、動物屠宰的廢棄物、農副產品加工的廢棄物等，或由上述幾種有機廢物混合構成。沼氣工程的厭氧消化工藝是根據處理規模、發酵原料的性質和濃度以及發酵溫度等因素選擇的。發酵料液TS濃度為8%～10%，采用完全混合式中溫厭氧消化工藝（CSTR）居多；TS濃度10%～20%，牛糞或有機垃圾采用塞流式中（高）溫厭氧消化工藝（HCPF）；TS濃度≥30%，采用中溫半干式厭氧消化工藝；全秸稈采用中溫干式厭氧消化工藝。由于實施熱電聯用（依靠發電余熱給厭氧消化裝置增溫、保溫），即使在冬季環境氣溫低至-20℃，處理農業有機廢棄物的沼氣工程仍然運行良好，中溫裝置產氣率1.2～1.8 m3/（m3.d），高溫裝置產氣率2.0～3.0m3/（m3.d），經濟效益顯著。

中國的農業沼氣工程主要是處理畜禽糞便及其沖洗污水，也有極少部分是處理農作物秸稈與畜禽糞便的混合原料。

由于中國近十年畜牧養殖發展很快，土地資源緊缺，種、養不匹配的問題日趨突出，畜禽糞便排放總量遠遠超過環境承載能力。中國政府希望通過沼氣工程建設項目的實施，基本解決重點區域畜禽養殖場對周圍環境的污染問題，改善項目實施區農業生產和人民生活的環境質量。因此，中國沼氣工程要發揮多功能的作用（生產能源、綜合利用及環境保護等），這使得沼氣工程的工藝技術比較全面發展，幾乎所有常規的和高效的厭氧消化工藝在中國都有示范工程應用，如：完全混合式厭氧反應器(CSTR)、厭氧接觸反應器(AC)、厭氧序批式反應器(ASBR)、厭氧擋板反應器(ABR)、厭氧復合反應器(UBF)、上流式厭氧污泥床(UASB)、升流式固體床(USR)、內循環厭氧反應器(IC)等。為了節約水資源，并減輕后續達標處理的負荷及難度，對規模畜禽養殖場提倡先采用人工干清糞，沖洗污水進入厭氧消化系統進行沼氣發酵。這樣，發酵原料濃度很低（TS 1%～3%），厭氧消化過程基本沒有升溫（常溫發酵），裝置產氣率也低，僅為0.1～0.5 m3/（m3.d），工程運行效果受環境溫度影響很大，因此上述諸多工藝的效率在工程應用上沒有顯著差異。盡管有少數的畜禽場沼氣工程采用TS 4%～6%的中溫或近中溫厭氧消化，但由于未有實施熱電聯用，所產生的沼氣在冬季大部分用于發酵原料的增溫和裝置的保溫，甚至有的工程出現能量入不敷出。因此，沼氣工程常年運行穩定性差，經濟效益低。

近些年，中國開始認真研究德國、丹麥等發達國家的沼氣工程高效技術與裝備。通過關鍵技術與設備的引進創新，開始在中國嘗試高濃度、高效率的熱電肥聯產的沼氣發電工程，如正在建設中的蒙牛澳亞示范牧場大型沼氣發電綜合利用工程（設計日處理10000頭奶牛糞便，日沼氣發電量達到18000 kWh以上），以及北京德清源農業科技股份有限公司處理雞糞的沼氣發電工程（設計日處理260萬羽蛋雞糞便，日沼氣發電量為38000kWh）。

2.2 工程裝備

德國、丹麥、荷蘭等發達國家的沼氣工程裝備已達到了設計標準化、 產品系列化、生產工業化，質量得到有效控制。工程裝備的組裝技術也達到模塊化、規范化。德國的大型厭氧消化裝置（容積為2000～5000m3）為圓柱型立式罐，多為鋼結構（Lipp罐居多，見圖3）；中小型厭氧消化裝置（容積在200～1500m3）多為圓柱型立式罐、鋼結構或鋼筋混凝土結構。二級厭氧消化裝置（立式罐）頂部常常裝有雙膜儲氣罩，構成了發酵、儲氣一體化裝置，既節省了單獨設立儲氣裝置的費用(比分體式降低15%左右)和占地面積，又解決了在寒冷地區冬季儲氣裝置水封防凍的問題（圖4、圖5）。

配套設備，如帶切割裝置的高固形物的進料泵、低速混合攪拌器、 增溫保溫設施、生物脫硫裝置等已形成專用、系列化產品，制造工業水平較高，產品性能穩定，很有實用價值和市場競爭力。

德國的低速機械攪拌器[3]（圖6、圖7、圖8）的選型是依據發酵原料的性質、厭氧消化工藝類型、消化裝置的形態和容積以及混合料液的粘度等諸多參數確定。

德國的節能型增溫、保溫設施（圖9、圖10）[3]。

另外，德國的沼氣工程的機電設備操作基本實行自動控制，工程運行管理也實施遠程在線監測，工程運行管理人員很少（是中國同等規模工程的1/4），工程運行效果可控性強，能保證全年穩定運行。

在中國，處理農業有機廢棄物的大中型沼氣工程的厭氧消化裝置也是立式罐居多（鋼結構或鋼筋混泥土結構均有），少部分采用地埋折流式裝置（鋼筋混凝土結構或磚混結構）。由于中國沼氣工程工藝種類較多，目前還沒有達到標準化設計與制造。近些年已有部分企業（如杭州能源環保公司、山東十方圓通環保有限公司等） 引進德國的加工技術和設備，率先在中國工業化制造厭氧消化裝置和污水處理裝置（Lipp罐、搪瓷拼裝罐），所占的比例只占已建工程的百分之幾。

“十五”以前，中國比較重視厭氧消化工藝本身的研究開發， 對其配套設備研發投入很少，如：高濃度的進料泵、混合攪拌器等沒有根據發酵原料性質和厭氧消化工藝類型進行針對性設計與制造，多數是沿用其它行業的設備（如城市污水處理、化工、制藥等行業），因而應用中有一定的缺陷，性能不穩定，效率偏低。有些關鍵部件質量未過關，造成維修率高、使用壽命短；設備操作和工程運行管理以手動為主。因此，中國沼氣工程的專用設備與工裝水平和發達國家有比較大的差距，特別是已建的三千多個處理農業有機廢棄物的沼氣工程，能維持全年穩定運行的不多（特別是冬季），設備故障率和維修率也比較高。

2.3 熱電聯用

在德國，處理農業有機廢棄物的沼氣工程有98%實施熱電聯用。熱電聯用的好處在于：

（1）沼氣發電工程系統能量轉換率最高。沼氣發電熱效率33%～37%，發電余熱回收率40%～45%，總熱效率達到80%左右。

（2）系統能量循環利用與互補。厭氧消化工序既是產能也是用能的單元。為了實現高效率產沼氣，必須給厭氧微生物營造一個適合它快速生長繁殖的環境（溫度是重要因素之一）。實驗室研究和工程應用結果表明，厭氧消化溫度每升高10℃，厭氧消化反應速率約增加1倍。但實際應用中，在進行厭氧消化溫度段選擇時，不僅要考慮產氣量的多少，還應考慮為保持適宜溫度所消耗熱能的多少。因此在歐洲，處理農業有機廢棄物的沼氣工程多以中溫消化工藝為主（38～45℃），當發酵料液濃度TS在8%左右時，冬季發電系統余熱回收量的100%用于厭氧消化系統的增溫、保溫；TS在10%左右時，發電系統余熱回收量的60%～80%用于厭氧消化系統的增溫、保溫；TS在12%左右時，發電系統余熱回收量的50%～60%用于厭氧消化系統的增溫、保溫；剩下的余熱輸入當地的采暖系統[3]。

（3）節能。降低了運行成本，提高了工程運行穩定性和總體效益。

在中國已建的三千多座農業沼氣工程中， 具有一定規模的沼氣發電工程屈指可數，發電總裝機容量約6.7MW，且都是企業內部用電，無一例上網（2005年以前建造的工程）。在相當一部分沼氣發電工程中（特別是農業沼氣工程）， 與其產氣量相適應的發電規模遠大于企業內部用電總負載，也有內部用電負載短時間大于或等于裝機容量，發電機組也只是間隙性地滿負荷運轉。對于具有一定規模的沼氣發電工程而言，若所發的電不能與地方電網連接、調節，不但其經濟性大打折扣， 同時也會帶來運行負荷匹配和發電余熱供應不穩定等諸多問題（間接影響厭氧消化工序的運行效果）。2005年以前，中國建造的農業廢棄物沼氣發電工程中未見有沼氣發電余熱利用好的工程范例報道。2006年，相繼開工的日沼氣發電量18000 kWh的蒙牛澳亞示范牧場牛糞處理沼氣發電工程和日沼氣發電量38000 kWh的北京德清源農業科技股份有限公司雞糞處理沼氣發電工程有望突破這一瓶頸。

3啟示與建議

綜上所述，發展沼氣及其電力不單純是建設多少個沼氣工程項目的問題，而是一個綜合性基礎產業建設的問題[4]，這就需要從法律、政策、融資、市場、技術和裝備等全方位進行研究與運作。筆者建議從三個方面著手：

一是需要進一步完善各項激勵政策，使得這類工程能從多方面獲利，提高它的經濟生存能力。

目前，沼氣工程或沼氣發電工程的終極產物（沼氣或電力、熱能、有機肥料）還沒有形成實際產品進入市場，不能完全體現出它的經濟價值，投資者無法靠這些終極產品獲得應有的收益。2006年出臺的可再生能源發電上網的電價補貼政策，對大型沼氣發電上網工程有一定的調節作用，但對中、小規模的沼氣工程或沼氣發電不能上網的工程是沒有實際作用的（主要是中、小規模工程的沼氣或其電力產品目前無法進入市政燃氣供氣系統和地方公共電網）。另外，沼氣工程或沼氣發電工程對環保的貢獻（特別是對水體的保護和溫室氣體的減排）只有公益社會效益，沒有獲得相應的經濟效益。因此需要政府扶持（特別是對中、小規模養殖場的沼氣工程）， 主要包括允許具有一定規模的中型沼氣發電工程與局網連接、利用貸款貼息、財政直接補助和產品（沼氣及其電力、沼渣、沼液）的市場流通機制的建立等。為了減輕國家財政的負擔，可以借鑒歐洲一些國家的做法，從消耗的礦物能源中適當加價和提取的排污費用中予以解決。

二是聯合攻關，解決生產實際需求的一些關鍵技術問題。

通過對中、德處理農業有機廢棄物沼氣工程的綜合比較，筆者發現，中國沼氣工程的工藝技術研究比較全面深入，但一些關鍵裝備技術如高固體料液高效傳質技術及設備、沼氣生物凈化與提純技術、沼氣發電及其余熱利用的高效轉化設備、遠程在線監測與自動調控技術等還有缺陷，不能從各個環節保證工藝參數的實現，造成工程運行穩定性和經濟效益低下。目前，從實驗室得到的能源轉化效率遠遠高于工程應用的轉化效率，應加大這方面的研發力度，努力把這種潛力轉化為現實生產力。

三是要實行工程裝備與設備的專業化、規模化生產，逐步形成產業鏈，以保證建造質量，降低工程成本。

中國處理農業有機廢棄物的沼氣工程建造目前仍處于低效率、高成本和非標準化階段，嚴重制約著沼氣工程產業化的發展。解決問題的有效途徑是， 參照德國的做法，不但要認真研究沼氣工程中每種專用設備和裝備的制造技術，還要研發出各種設（裝）備的工廠化生產技術，以及工程組裝技術，并實行專業化、規模化生產。只有這樣，才能推動沼氣工程技術的進步，帶動相關產業的發展，逐步實現沼氣工程標準化建造和降低工程造價，減少項目實施企業的投資風險和不確定性，提高沼氣及其發電工程的綜合競爭能力，最終達到全面提升中國沼氣工程整體技術水平和經濟效益的目的。

參考文獻

[1] 倪慎軍. 政策支持 法律保障 德國沼氣工程發電成氣候--關于德國沼氣發電技術應用的考察報告.河南農業，2005，(2). 【DOI】 cnki:ISSN:1006-950X.0.2005-02-013

[2] 農業部科教司. 農村能源統計資料，1999年～2005年.