畜禽粪便厌氧消化沼气发电行业的现状分析
徐晓秋，王钢，刘伟，李北城，泰国辉
（黑龙江省科学院科技孵化中心，黑龙江哈尔滨150090）
发展酒气发电所面临的困难，预测了我国富禽类使厌氧消化沼气发电的前景. 描要：分绍了大型养殖场言禽类便处理的必要性，分析了沼气发电的技术现状以及我国
关键词：富禽卖使：沼气发电：发电机
中图分类号：S157.3文献标志码：A文章编号：1009-3230（2011）06-0001-03
Status Analysis on Biogas Power Generation by Anaerobic Digestion of Livestock Manures
XU Xiao-qju WANC Gang LIU Wei LI Bei-cheng QIN Guo-hui(S&T Incubation Center of Heilongjiang Academy of Sciences Harbin 150090 China)
Abstract; The paper introduces the necessity of disposing the livestock maures by large fm d analyzes the techology status of biogas power generation snd the diffiulty of biogas power generationmanures.
Key words: Livestoek manures; Biogas power generation; Generstor
畜禽粪便是畜禽排泄物的总称，是赖食、农作机上，以产生电能和热能.招气发电技术是实现 酵处理产生的沼气用于装有综合发电装置的发动畜禽类便、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.
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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离粪便排放量也必然增加，由此造成的环境污染 术水平的不断提高，我国畜禽饲养量不断增加，畜将会更加产重.
1畜禽粪便处理的必要性
产品的需求量不断增大，国家兴建了许多集约化 随着人们生活水平的不断增加，人们对畜禽的畜禽养殖场，由此产生了大量的畜禽类尿不经处理就排放到环境中，不仅污染了地表水和地下水，面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，将畜禽类便无害化和资源化，最大限度地病足环境的可接变性和经济上的可行性，成为人们追求的目标.
招气是有机物经微生物厌氧消化面产生的可招中，因此称为沼气.招气是多种气体的混合 燃性气体，由于这种气体经常产生于沼泽地和池物，其中甲烷（CH）含量通常在55%-70%之间，其余为二氧化碳和少量的氮、氢和硫化物，是完全代替汽油或荣油进行发电.随着大型沼气工 一种良好的气体燃料，其特性与天然气相似，可以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
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2".
便作为肥料会危害农作物、土壤、表面水和地下水灾难性危害（"].过农业废弃物的60%，是工业废弃物的3.2倍，且畜禽类便中含有大量的氮、磷、钾和部通常添加一定量的药物添加剂，添加剂的过度使空气的污染，危害人类健康. 分重金属元素，处理不当容易造成对土壤、水源、
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，进面通组织中，最终会对人畜产生毒副作用.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：，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，大量消耗水体中的落解氧，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_. 素是造成江河期泊水体污染的重要原因之
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，它浓度的变化（. 可造成酸雨、水体富营养化，甚至导致同温层臭氧
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，面影响高禽产品质量. 且引起家备的呼吸道疾病，使动物的免疫力下降，
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，如不及时处置，会滋生蚊姆，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人水体，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.特但由于畜禽粪便的产生量过大，如大量使用粪别是在人畜共患病时，会引发疫情，给人、畜带来
水质.2003年全国畜食粪便产生量约31.9亿t，超1.5药物残留污染
畜禽在养殖过程中都需要添加饲料，饲料中物添加剂会随畜禽尿液排出，混合在粪使当中.这种粪便废弃物若不经任何有效处理就作为肥料
用和滋用药物漆加剂的现象越来越普遍.许多药施用，其中的药物添加剂被植物吸收后残留在其
的2畜禽粪便沼气发电技术的行业现状
一个系统工程，它包括沼气生产、沼气净化与储 沼气发电始于上世纪70年代初期，招气发电存、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
重视和积极的推广，如美国的能源农场、德国的可 招气发电行业在国外发达国家受到了广泛的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，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，最小装机容量为50kw美国在沼气发电领域有许多成熟的技 术和工程，处于世界领先水平，装机容量已达7.5MW，现有61个填埋场使用内燃机发电.提克Tedom公司生产的燃气内燃发电机目前已通布欧洲地区.其产品的显著特点是将发电、供热 于一体，机体内部包含了发动机、发电机、余热回收换热装置，及自控系统（"）.
2.2我国畜禽粪便沼气发电技术现状
期，有30年的历史，在这期间，我国有大量的技术人 沼气发电行业在我国起步于20世纪80年代初员对沼气发电技术进行研究及沼气发电设备的开发.1998年全国沼气发电量为1055160kWh.在此期间，先后有一些科研机构进行过沼气发动机 的改装和提高热效率方面的研究工作.2003年我国已有100多个留气发电项目，装机容量达3936kW.北京高碑店污水处理厂采用的就是沼气内燃发电机
动机械厂生产的发电机组.
组，其中有7台进口发电机组，3台500kW的山东胜来越大.
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3发展沼气发电需要解决的问题
3.1发电机技术问题
我国对沼气发电机的研究起步较晚，初期主要是改装小功率内燃机为双燃料式或全烧沼气式 招气发动机.90年代中期以后，随着一些大型沼气工程、垃圾填埋场的建成，沼气发电已具有稳定的充足的气源，促成了招气发电技术研究的逐步深人，使沼气发动机的性能得到较大改善，发电机 组的单机功率也有所增大.不过，目前国内已在使用的国产招气发电机组，在燃料发电效率上以及部分零件寿命上与国外先进机组相比有一定差距，从而影响其发展进程.
3.2发电机余热利用效率低
招气发电机在发电的同时，产生出大量的热量，烟气温度一般在550℃左右.通过利用热回收技术，将燃气内燃机中的润滑油、中冷器、缸套 水和尾气排放中的热量充分回收利用，一般从内燃机热同收系统中吸收的热量以90℃的热水形热水[.据有关资料表明，效率较高的沼气发电 式供给热交换部分使用，用于冬季采暖以及生活机，只能把沼气总含能量的30%左右转化为电能，并可把总含能量的40%左右以余热的形式回收，其余的能量以各种形式被损失掉”，如果将 这部分损失掉的能量加以充分回收利用，将为我国北方发展沼气工程提供有力的技术保障.
3.3市场法规不够规范
但由于我国起步较晚，致使沼气发电技术相对落 招气作为一种新兴能源正被各个国家重视，后，使沼气发电市场不规范，没有相应的较为完善的行业标准，也不利于其商业化开发和利用.
产沼气能源是处理大型养殖场畜禽粪便的国际主 由以上分析可以看出，采用厌氧发酵技术生流方法，但由于我国发展沼气发电起步时间较晚，技术相对落后，导致我国沼气发电技术相对落后.随着国家的重视，加之国内许多科研学者加大对 这一行业的研究，在原料供给、设备技术研发、沼气产量等发面都会得到提升，这将会使沼气发电行业有大的发展.可想面知，在若干年后，我国也 会出现国际沼气发电行业先进国家的情景.可以预见，沼气发电产业的形势越来越好，发展空间越
