污水處理工程在養(yǎng)豬場應(yīng)用經(jīng)濟(jì)效益評價

一、 我國各地的養(yǎng)殖業(yè)環(huán)保形勢十分嚴(yán)竣

 

 

 

 

隨著2003年大中華地區(qū)和東南亞國家出現(xiàn)的非典災(zāi)難以及2003年1月23日最先在廣西隆安縣丁當(dāng)鎮(zhèn)發(fā)生的H5N1亞型高致病禽流感，使人們越來越重視從根本上防治類似傳染病的各種環(huán)保技術(shù)。2004年的缺水與缺電從本質(zhì)上看都與環(huán)保和能源密切相關(guān)。人口增加和工廠過度消耗能源就破壞了森林，破壞了森林就使水源干枯，從而影響水電。一個大力發(fā)展可產(chǎn)能源的環(huán)保技術(shù)的最佳時機(jī)已經(jīng)到來。大型養(yǎng)殖場的發(fā)展所帶來的環(huán)境污染問題不容忽視， 就我公司做過的工程，廣東江門市鵬飛畜牧有限公司存欄5600頭而言，大型豬場的排放糞便水COD（化學(xué)耗氧量）超過最新的《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染排放標(biāo)準(zhǔn)》20倍，（7400~8300/400）BOD（生物耗氧 量）超標(biāo)24倍(3700~4100/150)，SS（水中懸浮物）超標(biāo)3倍(570~580/200)，污染十分嚴(yán)重。環(huán)保部門對養(yǎng)殖場的排污處罰各地不盡相同，但從趨勢來看將會愈加嚴(yán)格。近年來國家和地方政府為此已經(jīng)專門下達(dá)了限期治理的文件。因此，養(yǎng)殖企業(yè)如何利用環(huán)境政策盡快盡早推動大中型沼氣工程的發(fā)展，如何更好地使用國家的排污費(fèi)和科技開發(fā)研究經(jīng)費(fèi)，這是養(yǎng)殖企業(yè)亟需研究和制定的重要政策。

 

表1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

表2

1、處理養(yǎng)豬場廢水的五種模式

a.三級化糞池+15~50畝魚塘（原始的處理方式）

b.沉淀池+曝氣池+15~50畝魚塘（傳統(tǒng)的有動力曝氣處理方式）

c.大中小型沼氣池（環(huán)形厭氧池）

d.沉淀池+環(huán)形厭氧池（傳統(tǒng)的老式沼氣池）+自然接觸好氧池+15畝魚塘

e.沉淀池+環(huán)形厭氧池（傳統(tǒng)的老式沼氣池）+小動力曝氣池池+15畝魚塘

 

在這里我們重點(diǎn)介紹一種可產(chǎn)能源的環(huán)保技術(shù)環(huán)形生活污水高效凈化沼氣裝置，該技術(shù)已于2004年3月2日獲得國家發(fā)明專利證書。下面我們先來看一下老式沼氣工程的技術(shù)功能特性。畜禽場沼氣工程是以畜禽場的糞便為原料，在隔絕氧氣的條件下，通過微生物的作用，將其中的碳元素分解為可燃?xì)怏w（沼氣）的一種轉(zhuǎn)換裝置。一個完整的沼氣工程應(yīng)同時具備消除污染、產(chǎn)生能源和綜合處置三大功能，也就是說，畜禽糞便和污水經(jīng)過厭氧消化后，既可獲得優(yōu)質(zhì)能源（沼氣），又能處理廢棄物、凈化環(huán)境，還可進(jìn)行生物質(zhì)資源的多層次利用和綜合利用。這也是畜禽場興建沼氣工程的基本目的和要求。

 

首先是已形成較完善的具有多種功能的系統(tǒng)。目前常規(guī)的流行工藝系統(tǒng)一般由以下五大部分組成，即：前處理裝置，包括預(yù)處理池、調(diào)節(jié)池、增濕裝置和固液分離設(shè)備等裝置。這些裝置 對于保證沼氣工程系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行具有重要作用。厭氧消化器，如AF、UASB、擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的環(huán)形生活污水高效凈化等消化裝置已被廣泛應(yīng)用，顯著地提高了工程系統(tǒng)技術(shù)功能的發(fā)揮。沼氣的收集、貯存及輸配系統(tǒng)。它包括氣水分離、凈化脫硫、貯氣輸氣和沼氣燃燒等設(shè)備。這對于保證向用戶提供高質(zhì)量的燃料和保證高效率地使用具有關(guān)鍵性的作用。沼液后處理裝置，如發(fā)酵液沉淀池、好氧厭氧處理設(shè)施以及廢液的排放設(shè)施如無塔水泵等，是確保達(dá)標(biāo)排放不可缺少的組成部分。沼渣處理系統(tǒng)，包括發(fā)酵后固體殘余物的干燥、固液分離和制造顆粒肥料和飼料等設(shè)備，改善了整個工程的經(jīng)濟(jì)性和實現(xiàn)資源的綜合利用�？傊�，工藝系統(tǒng)的完善和設(shè)備的不斷改進(jìn)，為保證工程系統(tǒng)技術(shù)功能的發(fā)揮奠定了基礎(chǔ)。

 

其次，產(chǎn)氣功能不斷改善，已基本達(dá)到實用水平。據(jù)估計，當(dāng)前中國正在運(yùn)行的畜禽場沼氣工程每天每立方米產(chǎn)氣達(dá)0.4立方米。這一水平比農(nóng)村家用沼氣池的產(chǎn)氣水平提高了3倍。近年來興建的一些沼氣工程，由于一般都采取了新技術(shù)新措施，產(chǎn)氣率普遍較高。綜合處理功能取得實際經(jīng)濟(jì)成效。目前已實現(xiàn)并取得成效的綜合功能主要有以下幾方面：一是利用固液分離設(shè)備及其相關(guān)設(shè)備，將畜禽污水制成再生飼料以供畜禽養(yǎng)殖業(yè)使用，每出售一噸再生飼料可獲得100～1000元的收入；二是可將畜禽糞便污水制成顆粒肥料用以作為果園和花卉種植的高級有機(jī)肥料，每噸可獲得 80～100元的收入； 三是沼液用于農(nóng)田肥料和無土栽培，既可替代化肥，又能增產(chǎn)增肥，具有無公害栽培的良好效果；或通過好氧厭氧處理設(shè)施，還可實現(xiàn)無害化排放。

 

第三，主體設(shè)備性能可靠，具有較長的使用壽命。由于大多數(shù)沼氣工程的主體設(shè)備（厭氧消化塔等設(shè)施）一般系由鋼筋混凝土等材料構(gòu)筑而成，具有抗酸堿、抗腐蝕、強(qiáng)度較高的特點(diǎn)，對用于處理糞便污水等具有腐蝕性的廢棄物是一項有效的設(shè)備。如上海長江農(nóng)場1984年建造的83個50立方米的沼氣池、杭州浮山養(yǎng)殖場1988年始建的200立方米沼氣池，迄今仍在正常運(yùn)轉(zhuǎn)中。廣東四會豬場1982年用沼氣和柴油混合發(fā)電至今，發(fā)電成本為0.25~0.35元/度。這些事實說明，一個高質(zhì)量的鋼筋混凝土消化器穩(wěn)定運(yùn)行15年甚至更長的時間將是完全可能的。

 

另外在社會和環(huán)境影響分析方面，清華大學(xué)顧樹華教授等先行了一步，他們以杭州浮山和上海星火農(nóng)場養(yǎng)殖場沼氣工程為點(diǎn)，完成了包括社會和環(huán)境影響在內(nèi)的分析評價。其特點(diǎn)是通過費(fèi)用、效益轉(zhuǎn)換的方法（即將外部不經(jīng)濟(jì)性轉(zhuǎn)換為工程的成本，外部經(jīng)濟(jì)性問題轉(zhuǎn)換為工程的效益）實現(xiàn)了費(fèi)用效益的分析。見表3

 

表3

兩個沼氣工程環(huán)境影響

	浮山工程	星火工程
不包括處理工藝：
凈現(xiàn)值（萬元）	71.63	49.10
內(nèi)部收益率（%）	26.44	13.81
包括處理工藝：
凈現(xiàn)值（萬元）	102.00	144.25
內(nèi)部收益率（%）	31.45	16.90

表3的計算結(jié)果表明，從社會、環(huán)境的角度來看這兩個沼氣工程都是可取的。無論其系統(tǒng)工藝是否包括后處理工藝，其內(nèi)部收益率和凈現(xiàn)值均在理想的范圍內(nèi)。（當(dāng)然，系統(tǒng)設(shè)計包括后處理工藝時，其經(jīng)濟(jì)性更好。）這說明，沼氣工程對社會環(huán)境作出了很大貢獻(xiàn)，而且這類工程為不斷富裕起來的農(nóng)民提供了優(yōu)質(zhì)、潔凈的沼氣燃料和生物質(zhì)資源的多層次利用提供了可能，是一項應(yīng)給予積極支持的項目。

 

如上海星火農(nóng)場沼氣工程，它以市場經(jīng)濟(jì)為基礎(chǔ)，按價值法則定價，1995年其沼氣價格定為1.2元每立方米，與煤氣或天然氣相當(dāng)，并且需求量大，從而導(dǎo)致銷售沼氣的收益占工程效益的73％，項目內(nèi)部收益率達(dá)到12％。若價格上升或下降10％，項目內(nèi)部收益率的變化范圍在11％～15％之間，其經(jīng)濟(jì)性仍然可行。

 

中國現(xiàn)有各類規(guī)模型養(yǎng)殖場15000多個中（廣西大約有112個養(yǎng)豬場），絕大多數(shù)沒有沼氣工程設(shè)施，已建沼氣工程的不足5％，潛力還很大。所有這些都為沼氣工程的發(fā)展提供了充足的資源基礎(chǔ)

 

按經(jīng)濟(jì)效益分析市場潛力。沼氣工程的經(jīng)濟(jì)效益主要包括3個方面：一個方面是可以減少糞便污水的排污費(fèi)。這方面經(jīng)濟(jì)效益在收排污費(fèi)的地方有，在不收排污費(fèi)的地方則沒有；第二是制取的沼氣可以作為民用或鍋爐燃料，或用來發(fā)電供養(yǎng)殖場自己使用，多余的還可以上網(wǎng)出售，這方面的經(jīng)濟(jì)效益在能源價格高的地方大，在價格低的地方就��；第三方面是沼氣池的渣和液可以作為肥料出售。從已經(jīng)建的沼氣工程來分析，在能源價格較高、沼渣及沼液有銷路的情況下，經(jīng)濟(jì)效益都不差。如果沼氣能按市場石油液化氣價出售，其投資一般可以在5年以內(nèi)回收。但目前已建的沼氣工程，由于沼氣僅供農(nóng)場職工使用，售價較低，沼渣沼液也由養(yǎng)殖場的農(nóng)場自己使用，所以經(jīng)濟(jì) 效益常常顯示不出來。

 

杭州西子養(yǎng)殖場是浙江省西子電梯集團(tuán)公司創(chuàng)辦的養(yǎng)殖基地，年產(chǎn)商品豬10萬頭，第一期規(guī)模為1萬頭。豬場采用國內(nèi)一流的飼養(yǎng)工藝和設(shè)備，配套建設(shè)有飼料廠、屠宰廠、養(yǎng)鱉廠、魚場、無公害蔬菜園及果園。解決了糞便對環(huán)境的污染，開發(fā)新能源，1996年該養(yǎng)殖場興建了大型沼氣 綜合利用工程，采用目前國內(nèi)流行的工藝路線，將回收資源、開發(fā)能源、保護(hù)環(huán)境與改善生態(tài)環(huán)境有機(jī)地結(jié)合起來，為從根本上解決能源、資源和環(huán)境問題創(chuàng)造了條件。該工程的工藝流程如圖所示。

 

西子養(yǎng)殖場新能源示范工程流程圖

 

2、各種污水處理工程的經(jīng)濟(jì)效益評價

處理養(yǎng)豬場廢水的五種模式中，只有c、d、e三種模式中的沼氣工程部分能夠產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，使工程投資逐步或全部收回或在工程使用5~10年后可以贏利。用國家計委推薦使用的動態(tài)分析法來評估處理養(yǎng)豬場廢水的五種模式，表3的計算結(jié)果表明，從社會、環(huán)境的角度來看沼氣工程都是可取的。無論其系統(tǒng)工藝是否包括后處理工藝，其內(nèi)部收益率和凈現(xiàn)值均在理想的范圍內(nèi)。（當(dāng)然，系統(tǒng)設(shè)計包括后處理工藝時，其經(jīng)濟(jì)性更好。）這說明，沼氣工程對社會環(huán)境作出了很大貢獻(xiàn)。資金短缺是制約環(huán)保和大型沼氣工程發(fā)展的重要因素。加之，工程造價較高，甚至比養(yǎng)殖場自身建設(shè)的投資還大，這就限制了一般養(yǎng)殖場采用這種技術(shù)。通常，大型沼氣工程的日產(chǎn)氣量為1000～2000立方米，其工程總投資在300～1000萬元；中型沼氣工程的日產(chǎn)氣量為500～1000立方米，其工程總投資在80萬～300萬元。今后的發(fā)展方向是向大型集約化養(yǎng)殖發(fā)展，因此，2000年以后重點(diǎn)是發(fā)展大型沼氣工程。國家經(jīng)貿(mào)委和農(nóng)業(yè)部有關(guān)部門和地方財政對于大中型沼氣工程在融資方面盡管給予一定數(shù)量的貼息，但是目前中國沼氣工程的融資渠道是使用銀行貸款，而銀行在進(jìn)行項目評估時，通常采用一般工業(yè)項目的評估方法；由于沼氣工程的經(jīng)濟(jì)效益與其社會環(huán)境效益相比，后者更為突出，但并未以貨幣形式體現(xiàn)出來，而用常規(guī)財務(wù)評價的結(jié)論往往導(dǎo)致貸款評估失敗。因此我建議企業(yè)家們按環(huán)保達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的要求來設(shè)計規(guī)劃，跟據(jù)企業(yè)自身的財力和環(huán)境情況來因地制宜分步分期地逐步完善，優(yōu)先發(fā)展投資在10~30萬元的中小型環(huán)形沼氣工程或改造原有沼氣工程。使新建小型形沼氣工程投資在3~5年內(nèi)收回全部投資。爭取使用國家的排污費(fèi)和科技開發(fā)研究經(jīng)費(fèi)，在工程投資前做好用動態(tài)分析法來評估工程經(jīng)濟(jì)效益的工作，進(jìn)行科學(xué)決策。

 

二、各種污水處理技術(shù)的篩選和鑒別

 

1 、從設(shè)計工藝上判斷，沼氣工程不是家用沼氣的簡單放大。

 

2、從產(chǎn)氣率、安全、環(huán)保、衛(wèi)生、可升級換代、維修、機(jī)械化出渣方便、使用壽命等方面綜合考慮。

 

3、從工程業(yè)績上判斷。從現(xiàn)像看本質(zhì)。例如家用和大中沼氣的調(diào)查，如何在參觀時深入實際了解真相。例如我公司的一個工程實例。2001年7月由廣西綠源環(huán)保工程有限責(zé)任公司將該技術(shù)的應(yīng)用拓展到了禽畜養(yǎng)殖廢水治理領(lǐng)域，取得了成功。

 

工程于2001年12月20日完成土建和安裝調(diào)試，并投入使用。由于采用生物處理技術(shù)，一般要從開始產(chǎn)沼氣算起6個月以后才能達(dá)到最佳狀態(tài)，經(jīng)過半年的運(yùn)行，植物好氧塘的出水水質(zhì)基本達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）二級排放標(biāo)準(zhǔn)，滿足設(shè)計要求。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

在豬場存欄量達(dá)到2000頭的情況下，廢水處理后的出水水質(zhì)經(jīng)江門市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站監(jiān)測，除氨氮一項外的其他指標(biāo)完全達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）的一級排放標(biāo)準(zhǔn)。2002年6月19日在植物好氧塘排放口監(jiān)測結(jié)果如下：

分析項目	監(jiān)測結(jié)果	GB8978-1996 一級排放標(biāo)準(zhǔn)
PH	7.5	6~9
SS	42mg/l	70mg/l
CODcr	39mg/l	100 mg/l
BOD5	11mg/1	20 mg/l
NH3-N	31.94mg/l	15 mg/l
總P	——	——

在豬場存欄到5000頭的情況下，2002年9月30日在植物好氧塘排放口監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果所有指標(biāo)完全達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）的二級排放標(biāo)準(zhǔn)。在養(yǎng)殖場沒有按環(huán)保工程運(yùn)行規(guī)定，在該環(huán)保工程運(yùn)行一年沒有及時清掏沉渣的情況下，在2002年12月12、13日的驗收監(jiān)測中，在植物好氧塘排放口的監(jiān)測結(jié)果除NH3-N外，其它指標(biāo)完全達(dá)到國家《禽畜養(yǎng)殖業(yè)污染物排

放標(biāo)準(zhǔn)》，驗收監(jiān)測結(jié)果如下： （濃度單位：mg/L）

 

 

 

 

 

 

 

 

 

工程的實踐應(yīng)用表明環(huán)形生活污水高效凈化沼氣裝置在處理餐飲生活污水和禽畜養(yǎng)殖廢水時，CODcr、BOD₅的去除效率均達(dá)到90%以上。應(yīng)用該項技術(shù)可以解決禽畜養(yǎng)殖企業(yè)的廢水污染問題，使處理后的污水達(dá)到國家環(huán)�？偩�2003年1月1日起將執(zhí)行的國家《禽畜養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》或《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）二級排放標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

最后歡迎有優(yōu)越的開展沼氣民用燃料或鍋爐用燃料及沼液沼渣的綜合利用條件的企業(yè)與我們聯(lián)系。謝謝。