西北高寒地区建设大型沼气工程探讨

·113·随着各地规模化养殖园区的迅速兴起,在养殖园区建设大型沼气工程已成为养殖业可持续发展的方向。目前,沼气建池技术由户用沼气向大中型沼气技术延伸,大中型沼气工程的建设也从开始的单纯获取能源向治理环境、综合开发利用转变。但在西北高寒、高地下水位地区建设大型沼气工程,首先遇到的技术难题是高地下水位及低气温给沼气池施工和沼气发酵带来的不利影响。为此,我们率先在地下水位较高的宁夏平吉堡奶牛场试点,采用竖井排水、地下池体保温、料液自动循环与太阳能自动循环加热升温技术相结合多项措施,依托自动化监控系统成功地解决了这一难题,为在西北高寒、高地下水位地区建设大型沼气工程开创了成功的范例。1工程建设背景条件1.1发酵原料充足工程选址的前提条件之一是发酵原料充足。宁夏平吉堡奶牛场属国有企业,是规模化奶牛养殖生产基地。奶牛场占地面积1.4万hm2,奶牛存栏数13000多头,千头集约化规模奶牛场4个,集约化、规模化个体奶牛养殖小区6个,日产粪尿520t,年产粪尿18.9万t,为发展大型沼气工程提供了充足原料。1.2粪污污染严重工程选址的前提条件之二是污染严重,急待处理。平吉堡奶牛场奶牛养殖的过度集中,带来牛粪尿量和冲洗水量的剧增,据统计,每年产生的畜禽粪便污水总量约达35万t。工程实施前,由于资金、技术等原因,粪便污水一直未得到有效利用,基本上未经处理就直接还田或排放,导致了周边地区环境污染加重、环境污染范围逐年扩大。区域环境内水质恶化、土壤变质、空气恶臭,并成为蚊蝇滋生、细菌繁殖和疾病传播的新源头,给当地群众生活带来严重影响,严重制约了奶牛养殖业的可持续发展。1.3可持续发展的需要工程建设的前提之三是有利于企业的可持续发展。利用奶牛养殖过程中产生的粪便和废水实施沼气工程,在解决环境污染问题、降低畜禽本身受污染的程度、控制疫病的同时又为企业提供清洁的能源,为场内和周边农民提供了无害化优质有机肥料,改善了农场居民生产和生活条件,产生直接经济效益,成为企业新的经济增长点。西北高寒地区建设大型沼气工程探讨马虎(宁夏农村能源工作站,宁夏银川750001)摘要:高地下水位和较低的气温对沼气池施工及沼气发酵会产生不利影响,如何克服这一技术难题,是高寒、高地下水位地区建设大型沼气工程的重要环节。文章通过探讨宁夏平吉堡奶牛场大型沼气工程建设中采用竖井排水、地下池体保温、料液自动循环、太阳能加热升温自动循环以及自动化监控系统等技术的成功经验,为西北高寒、高地下水位地区建设大型沼气工程积累了丰富的经验。关键词:大型沼气工程;竖井排水;高寒地下水位;料液自动循环中图分类号:S216.4;TK6文献标志码:C文章编号:1671-5292(2008)04-0113-03Thediscussiononlarge-scalebiogasprojectconstructioninthearctic-alpineareaofnorthwestChina收稿日期:2007-10-09。作者简介:马虎(1970-),男,农业工程师,主要从事农村能源技术推广工作。E-mail:nxncny138@sina.comMAHu(TheRuralEnergyStationinNingxia,Yinchuan750001,China)可再生能源RenewableEnergyResources第26卷第4期2008年8月Vol.26No.4Aug.2008·114·2工程建设概况2.1项目区自然条件宁夏平吉堡奶牛场座落在银川市西夏区沿山公路西南方向7km处,海拔高度为1230m,最大冻土深度为50cm,地下最高水位40cm,属典型的西北地下水位较高地区。年平均气温9.2℃,昼夜温差大,无霜期仅166d。解决发酵温度的问题是建设大型沼气工程第一要素。2.2工程建设规模平吉堡奶牛场沼气工程建设于2006年6月,属半地下半地上大型沼气工程。工程占地3000m2(60m×50m),设计能力为日处理畜禽粪水140t,日产沼气120m3,用沼气年发电量6.9万kWh,年生产有机生物复合肥7000t。建有厌氧发酵池850m3、沼气储气柜200m3、储液池375m3、升温池250m3、水解酸化池224m3、生物氧化塘5200m2、有机肥加工中心(太阳能暖房兼沼气发酵池保温)800m2、固液分离池120m2、控制室50m2。项目总投资317万元,其中:中央预算内投资180万元,地方配套30万元,企业自筹资金107万元。3工程技术措施3.1采用竖井排水技术降低地下水位地下水位高,给开挖沼气池带来不利影响。地下水渗入基坑,会使土体变软、重量增大、抗剪能力降低,容易造成塌方。大多做法均采用开挖盲沟与集水坑排水或采用深井、沉井集水排水的方法降低地下水位。平吉堡奶牛场大型沼气工程引用了被广泛用于水利工程的竖井排水技术,打竖井