污水處理工程在養豬場應用經濟效益評價

一、 我國各地的養殖業環保形勢十分嚴竣

 

 

 

 

隨著2003年大中華地區和東南亞國家出現的非典災難以及2003年1月23日最先在廣西隆安縣丁當鎮發生的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保技術。2004年的缺水與缺電從本質上看都與環保和能源密切相關。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。一個大力發展可產能源的環保技術的最佳時機已經到來。大型養殖場的發展所帶來的環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（化學耗氧量）超過最新的《畜禽養殖業污染排放標準》20倍，（7400~8300/400）BOD（生物耗氧 量）超標24倍(3700~4100/150)，SS（水中懸浮物）超標3倍(570~580/200)，污染十分嚴重。環保部門對養殖場的排污處罰各地不盡相同，但從趨勢來看將會愈加嚴格。近年來國家和地方政府為此已經專門下達了限期治理的文件。因此，養殖企業如何利用環境政策盡快盡早推動大中型沼氣工程的發展，如何更好地使用國家的排污費和科技開發研究經費，這是養殖企業亟需研究和制定的重要政策。

 

表1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

表2

1、處理養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（傳統的有動力曝氣處理方式）

c.大中小型沼氣池（環形厭氧池）

d.沉淀池+環形厭氧池（傳統的老式沼氣池）+自然接觸好氧池+15畝魚塘

e.沉淀池+環形厭氧池（傳統的老式沼氣池）+小動力曝氣池池+15畝魚塘

 

在這里我們重點介紹一種可產能源的環保技術環形生活污水高效凈化沼氣裝置，該技術已于2004年3月2日獲得國家發明專利證書。下面我們先來看一下老式沼氣工程的技術功能特性。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氣體（沼氣）的一種轉換裝置。一個完整的沼氣工程應同時具備消除污染、產生能源和綜合處置三大功能，也就是說，畜禽糞便和污水經過厭氧消化后，既可獲得優質能源（沼氣），又能處理廢棄物、凈化環境，還可進行生物質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。目前常規的流行工藝系統一般由以下五大部分組成，即：前處理裝置，包括預處理池、調節池、增濕裝置和固液分離設備等裝置。這些裝置 對于保證沼氣工程系統的穩定運行具有重要作用。厭氧消化器，如AF、UASB、擁有自主知識產權的環形生活污水高效凈化等消化裝置已被廣泛應用，顯著地提高了工程系統技術功能的發揮。沼氣的收集、貯存及輸配系統。它包括氣水分離、凈化脫硫、貯氣輸氣和沼氣燃燒等設備。這對于保證向用戶提供高質量的燃料和保證高效率地使用具有關鍵性的作用。沼液后處理裝置，如發酵液沉淀池、好氧厭氧處理設施以及廢液的排放設施如無塔水泵等，是確保達標排放不可缺少的組成部分。沼渣處理系統，包括發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備，改善了整個工程的經濟性和實現資源的綜合利用。總之，工藝系統的完善和設備的不斷改進，為保證工程系統技術功能的發揮奠定了基礎。

 

其次，產氣功能不斷改善，已基本達到實用水平。據估計，當前中國正在運行的畜禽場沼氣工程每天每立方米產氣達0.4立方米。這一水平比農村家用沼氣池的產氣水平提高了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新措施，產氣率普遍較高。綜合處理功能取得實際經濟成效。目前已實現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備及其相關設備，將畜禽污水制成再生飼料以供畜禽養殖業使用，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肥料，每噸可獲得 80～100元的收入； 三是沼液用于農田肥料和無土栽培，既可替代化肥，又能增產增肥，具有無公害栽培的良好效果；或通過好氧厭氧處理設施，還可實現無害化排放。

 

第三，主體設備性能可靠，具有較長的使用壽命。由于大多數沼氣工程的主體設備（厭氧消化塔等設施）一般系由鋼筋混凝土等材料構筑而成，具有抗酸堿、抗腐蝕、強度較高的特點，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備。如上海長江農場1984年建造的83個50立方米的沼氣池、杭州浮山養殖場1988年始建的200立方米沼氣池，迄今仍在正常運轉中。廣東四會豬場1982年用沼氣和柴油混合發電至今，發電成本為0.25~0.35元/度。這些事實說明，一個高質量的鋼筋混凝土消化器穩定運行15年甚至更長的時間將是完全可能的。

 

另外在社會和環境影響分析方面，清華大學顧樹華教授等先行了一步，他們以杭州浮山和上海星火農場養殖場沼氣工程為點，完成了包括社會和環境影響在內的分析評價。其特點是通過費用、效益轉換的方法（即將外部不經濟性轉換為工程的成本，外部經濟性問題轉換為工程的效益）實現了費用效益的分析。見表3

 

表3

兩個沼氣工程環境影響

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

表3的計算結果表明，從社會、環境的角度來看這兩個沼氣工程都是可取的。無論其系統工藝是否包括后處理工藝，其內部收益率和凈現值均在理想的范圍內。（當然，系統設計包括后處理工藝時，其經濟性更好。）這說明，沼氣工程對社會環境作出了很大貢獻，而且這類工程為不斷富裕起來的農民提供了優質、潔凈的沼氣燃料和生物質資源的多層次利用提供了可能，是一項應給予積極支持的項目。

 

如上海星火農場沼氣工程，它以市場經濟為基礎，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，并且需求量大，從而導致銷售沼氣的收益占工程效益的73％，項目內部收益率達到12％。若價格上升或下降10％，項目內部收益率的變化范圍在11％～15％之間，其經濟性仍然可行。

 

中國現有各類規模型養殖場15000多個中（廣西大約有112個養豬場），絕大多數沒有沼氣工程設施，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展提供了充足的資源基礎

 

按經濟效益分析市場潛力。沼氣工程的經濟效益主要包括3個方面：一個方面是可以減少糞便污水的排污費。這方面經濟效益在收排污費的地方有，在不收排污費的地方則沒有；第二是制取的沼氣可以作為民用或鍋爐燃料，或用來發電供養殖場自己使用，多余的還可以上網出售，這方面的經濟效益在能源價格高的地方大，在價格低的地方就小；第三方面是沼氣池的渣和液可以作為肥料出售。從已經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，經濟效益都不差。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年以內回收。但目前已建的沼氣工程，由于沼氣僅供農場職工使用，售價較低，沼渣沼液也由養殖場的農場自己使用，所以經濟 效益常常顯示不出來。

 

杭州西子養殖場是浙江省西子電梯集團公司創辦的養殖基地，年產商品豬10萬頭，第一期規模為1萬頭。豬場采用國內一流的飼養工藝和設備，配套建設有飼料廠、屠宰廠、養鱉廠、魚場、無公害蔬菜園及果園。解決了糞便對環境的污染，開發新能源，1996年該養殖場興建了大型沼氣 綜合利用工程，采用目前國內流行的工藝路線，將回收資源、開發能源、保護環境與改善生態環境有機地結合起來，為從根本上解決能源、資源和環境問題創造了條件。該工程的工藝流程如圖所示。

 

西子養殖場新能源示范工程流程圖

 

2、各種污水處理工程的經濟效益評價

處理養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生經濟效益，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分析法來評估處理養豬場廢水的五種模式，表3的計算結果表明，從社會、環境的角度來看沼氣工程都是可取的。無論其系統工藝是否包括后處理工藝，其內部收益率和凈現值均在理想的范圍內。（當然，系統設計包括后處理工藝時，其經濟性更好。）這說明，沼氣工程對社會環境作出了很大貢獻。資金短缺是制約環保和大型沼氣工程發展的重要因素。加之，工程造價較高，甚至比養殖場自身建設的投資還大，這就限制了一般養殖場采用這種技術。通常，大型沼氣工程的日產氣量為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氣量為500～1000立方米，其工程總投資在80萬～300萬元。今后的發展方向是向大型集約化養殖發展，因此，2000年以后重點是發展大型沼氣工程。國家經貿委和農業部有關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，而銀行在進行項目評估時，通常采用一般工業項目的評估方法；由于沼氣工程的經濟效益與其社會環境效益相比，后者更為突出，但并未以貨幣形式體現出來，而用常規財務評價的結論往往導致貸款評估失敗。因此我建議企業家們按環保達到排放標準的要求來設計規劃，跟據企業自身的財力和環境情況來因地制宜分步分期地逐步完善，優先發展投資在10~30萬元的中小型環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年內收回全部投資。爭取使用國家的排污費和科技開發研究經費，在工程投資前做好用動態分析法來評估工程經濟效益的工作，進行科學決策。

 

二、各種污水處理技術的篩選和鑒別

 

1 、從設計工藝上判斷，沼氣工程不是家用沼氣的簡單放大。

 

2、從產氣率、安全、環保、衛生、可升級換代、維修、機械化出渣方便、使用壽命等方面綜合考慮。

 

3、從工程業績上判斷。從現像看本質。例如家用和大中沼氣的調查，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月由廣西綠源環保工程有限責任公司將該技術的應用拓展到了禽畜養殖廢水治理領域，取得了成功。

 

工程于2001年12月20日完成土建和安裝調試，并投入使用。由于采用生物處理技術，一般要從開始產沼氣算起6個月以后才能達到最佳狀態，經過半年的運行，植物好氧塘的出水水質基本達到《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）二級排放標準，滿足設計要求。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

在豬場存欄量達到2000頭的情況下，廢水處理后的出水水質經江門市環境保護監測站監測，除氨氮一項外的其他指標完全達到《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）的一級排放標準。2002年6月19日在植物好氧塘排放口監測結果如下：

分析項目	監測結果	GB8978-1996 一級排放標準
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測，監測結果所有指標完全達到《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）的二級排放標準。在養殖場沒有按環保工程運行規定，在該環保工程運行一年沒有及時清掏沉渣的情況下，在2002年12月12、13日的驗收監測中，在植物好氧塘排放口的監測結果除NH3-N外，其它指標完全達到國家《禽畜養殖業污染物排

放標準》，驗收監測結果如下： （濃度單位：mg/L）

 

 

 

 

 

 

 

 

 

工程的實踐應用表明環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殖廢水時，CODcr、BOD₅的去除效率均達到90%以上。應用該項技術可以解決禽畜養殖企業的廢水污染問題，使處理后的污水達到國家環保總局2003年1月1日起將執行的國家《禽畜養殖業污染物排放標準》或《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）二級排放標準，實現達標排放。

最后歡迎有優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與我們聯系。謝謝。