生態(tài)養(yǎng)殖案例分析及節(jié)能減排措施
時(shí)間:2022-01-04 03:46:59
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1養(yǎng)殖業(yè)的規(guī)模化發(fā)展及污染問題
近30年來,隨著改革開放和經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,我國“菜籃子”工程建設(shè)成了各地畜牧業(yè)發(fā)展的重頭之一,既豐富了人民的餐桌,也提升了農(nóng)民的收入[1]。養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展不可避免地產(chǎn)生了大量的“畜產(chǎn)公害”:畜禽養(yǎng)殖糞便、養(yǎng)殖污水任意堆棄、排放現(xiàn)象普遍存在,養(yǎng)殖場集中地區(qū)環(huán)境惡化,間接地對水源、土壤空氣等產(chǎn)生污染[2]。
根據(jù)《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃的建議》,國家要大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),提出要節(jié)約資源能源、堅(jiān)持資源開發(fā)與節(jié)能并重,節(jié)約為主,采取經(jīng)濟(jì)、行政、法律等手段和措施,逐步取得節(jié)約資源與能源的重要進(jìn)步。因此,加強(qiáng)畜牧業(yè)的節(jié)能減排是規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖業(yè)當(dāng)前面臨的一個(gè)重要議題。解決這一問題,國家與企業(yè)不僅要加快畜禽規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化、集約化養(yǎng)殖場建設(shè),更要注重畜禽生態(tài)養(yǎng)殖和節(jié)能減排,實(shí)現(xiàn)畜禽養(yǎng)殖、生態(tài)、環(huán)保的有機(jī)統(tǒng)一。所謂畜禽生態(tài)養(yǎng)殖通常是指在小規(guī)模養(yǎng)殖場內(nèi)根據(jù)自然界物質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)規(guī)律,利用不同生物間產(chǎn)生的共生或互補(bǔ)關(guān)系,在一定的、狹小的、規(guī)模化的畜禽養(yǎng)殖空間及區(qū)域內(nèi),通過標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)方法和管理手段,使不同生物在同一環(huán)境中共同生長,以達(dá)到既保持生態(tài)平衡、環(huán)境保護(hù)的作用,同時(shí)也提高畜禽養(yǎng)殖效益的一種方式。這種方式可歸納為沼氣利用和“有機(jī)肥生產(chǎn)+種養(yǎng)結(jié)合”兩大模式[1,4]。
3天津某養(yǎng)殖企業(yè)的生態(tài)養(yǎng)殖效益分析
據(jù)統(tǒng)計(jì),目前天津市有規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖企業(yè)1531家,對河道等水系有較大影響的820家。根據(jù)2014年1月1日起正式實(shí)施的《畜禽規(guī)劃養(yǎng)殖污染防治條例》,天津市已經(jīng)開始治理畜禽污染企業(yè),主要采取“干清糞和污水治理”相結(jié)合的治理方式,即將畜禽糞便進(jìn)行收集,然后由利用單位進(jìn)行清運(yùn),制作有機(jī)肥。天津夢得集團(tuán)有限公司是天津規(guī)模較大的一家奶牛企業(yè),對于其新建的“年產(chǎn)8400t優(yōu)質(zhì)牛奶及350頭良種奶牛繁育基地”項(xiàng)目,擬采用“干清糞+污水治理”方案,可年產(chǎn)沼氣量14.78萬m3,用于企業(yè)自身采暖熱源、物料保溫?zé)嵩春蜔崴疅嵩矗瑫r(shí)減少污水排放13000t,處理出水部分在場區(qū)內(nèi)回用,部分作為農(nóng)田灌溉水資源化利用。3.1企業(yè)的污水處理工藝流程污水采用“UASB厭氧發(fā)酵+斜板沉淀池+SASS好氧處理”的處理工藝,設(shè)計(jì)處理能力50t/d,處理后的出水可以回用。企業(yè)的污水處理工藝流程見圖1。3.2企業(yè)的節(jié)能減排效益本項(xiàng)目污水處理系統(tǒng)設(shè)置的沼氣發(fā)酵罐平均每天進(jìn)料量為20.17t,設(shè)計(jì)停留時(shí)間為20~25d,則發(fā)酵罐內(nèi)容積為450m3。本項(xiàng)目發(fā)酵溫度屬于中溫發(fā)酵(約35℃),產(chǎn)氣率約為0.9m3/d,即沼氣產(chǎn)生量為405.0m3/d。3.2.1綜合樓、擠奶廳和食堂冬季采暖項(xiàng)目綜合樓、擠奶廳和食堂冬季采暖,熱源由沼氣鍋爐提供,沼氣為企業(yè)自身生產(chǎn)過程產(chǎn)生的。綜合樓和擠奶廳供熱負(fù)荷為45W/m2、食堂供熱負(fù)荷60W/m2,面積分別為1000m2,1000m2,400m2。則本項(xiàng)目總熱負(fù)荷為114kW。鍋爐熱效率以80%計(jì)算,沼氣燃燒效率以80%計(jì)算。經(jīng)計(jì)算,項(xiàng)目采暖耗熱量為883.01GJ/a。項(xiàng)目內(nèi)熱力輸送效率按0.92計(jì),則本項(xiàng)目采暖季共需消耗熱力959.80GJ/a,折合32.75t標(biāo)準(zhǔn)煤/a。3.2.2食堂沼氣項(xiàng)目設(shè)置小型食堂一座,食堂用氣為企業(yè)自身污水處理站運(yùn)行過程中產(chǎn)生的沼氣。項(xiàng)目食堂燃用沼氣,設(shè)有2個(gè)灶頭。根據(jù)建設(shè)單位提供的資料,食堂用餐人數(shù)約為50人,提供員工一日三餐。根據(jù)《天津市城市總體規(guī)劃(2005—2020年)》,天津市居民用氣耗熱指標(biāo)7.45MJ/人•d,沼氣熱值按21MJ/m3計(jì)算,則居民用沼氣量為0.35m3/d,則食堂沼氣總耗量為17.5m3/d。3.2.3擠奶廳、產(chǎn)房耗熱水項(xiàng)目擠奶廳、產(chǎn)房用水量為3.0t,溫度約為60℃,加熱用熱源為沼氣燃燒產(chǎn)熱。取水的初始溫度夏季為15℃,冬季8℃,平常季節(jié)為10℃,則加熱所需沼氣量為:夏季:4.2×(60-15)×3÷21÷0.8=33.75m3/d;冬季:4.2×(60-8)×3÷21÷0.8=39m3/d;平常季:4.2×(60-10)×3÷21÷0.8=37.5m3/d。3.2.4厭氧發(fā)酵罐物料加熱沼氣發(fā)酵罐每天進(jìn)料量為20.17t,設(shè)定物料冬季平均溫度為2℃,春秋季節(jié)平均溫度為15℃,夏季平均溫度為30℃,加熱采用加熱排管與鍋爐構(gòu)成的一套自然循環(huán)加熱系統(tǒng),加熱目標(biāo)溫度為35℃,物料比熱為4.2MJ/t•℃。經(jīng)計(jì)算,各季節(jié)用于加熱的沼氣量為:采暖期:4.2×(35-2)×25÷21÷0.8=206.25m3/d;夏季:4.2×(35-30)×25÷21÷0.8=31.25m3/d;其他季節(jié):4.2×(35-15)×25÷21÷0.8=125m3/d。根據(jù)上述各項(xiàng)用氣統(tǒng)計(jì),可知本項(xiàng)目年消耗沼氣量:56.54m3/d×118+17.5m3/d×365+39m3/d×120+33.75m3/d×91+37.5m3/d×154+206.25m3/d×120+31.25m3/d×91+125.0m3/d×154=72921.8m3
4規(guī)模化生態(tài)養(yǎng)殖的節(jié)能減排措施
畜禽養(yǎng)殖場要做到節(jié)能減排,就要從養(yǎng)殖的每個(gè)環(huán)節(jié)著手。4.1減少污水排放(1)將生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污水經(jīng)過污水處理站進(jìn)行處理后,達(dá)到《城市雜用水標(biāo)準(zhǔn)(道路清掃)》標(biāo)準(zhǔn),可回用于廠區(qū)內(nèi)擠奶廳地面沖洗,多余尾水可回用于周圍農(nóng)田灌溉,減少污水排放,提高水的利用率。(2)采用干清糞工藝,減少牛舍內(nèi)地面沖洗水使用,同時(shí)降低污水處理廠的處理負(fù)荷。(3)夏季采用噴霧降溫方式,比傳統(tǒng)的噴淋系統(tǒng)節(jié)省水資源,并達(dá)到相應(yīng)的降溫效果。(4)生活用水設(shè)施選用節(jié)水型設(shè)備和潔具。所有設(shè)備、管材、衛(wèi)生潔具均有效選用低阻力、節(jié)能節(jié)水型、防跑冒滴漏的產(chǎn)品。座便器沖洗水量小于6L,小便斗采用感應(yīng)沖洗閥。供、用水裝置定期檢測和維修,使處于完好狀態(tài),嚴(yán)防泄漏。4.2合理利用熱源如制冷方法采暖熱源為沼氣鍋爐熱水,熱水循環(huán)利用,減少補(bǔ)水量;采暖管道采用離心玻璃棉保溫;加強(qiáng)鍋爐的保溫,減少熱量損失。
5結(jié)語
通過應(yīng)用實(shí)例可以看出,對畜禽養(yǎng)殖場糞便的資源化利用,可明顯節(jié)省企業(yè)的能耗,同時(shí)減少化學(xué)肥料使用,不僅對作物有益,也能減少土壤的板結(jié)。規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場可以進(jìn)一步研究,實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗,資源再利用。
參考文獻(xiàn)
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作者:張芮 陳偉 武曉燕 單位:1.天津環(huán)科環(huán)境咨詢有限公司 2.中華全國供銷合作總社天津再生資源研究所