随着农村经济发展与农业供给侧改革的推进，至2015年福建省生猪出栏量已达到1707.76万头（出栏率148.6%），年生猪存栏数1066.16万头，生猪销售总产值达284.34亿元，占农业总产值的17.57%［1］。目前生猪养殖已经成为福建农村的支柱产业，是农业增效、农民增收的重要途径，并随着畜牧业的迅速发展，畜禽养殖规模、养殖方式也发生了显著变化，由原来的散户养殖向规模化、集约化养殖转变，随之产生养殖技术的制约和猪场粪便污染的新问题。当下利用沼气工程不仅可以有效解决畜禽粪污问题，还可以通过沼气发电形式提供清洁能源，具有良好的环境、经济效益。

沼气发电是指利用规模化养殖场产生粪污经过厌氧发酵产生的沼气经脱硫、气水分离等过程，按照比例与空气混合后通过涡轮增压装置输送至发动燃烧室，凭借电子控制的技术及发动机的力量把机械能变换为电能的过程。沼气发电机组进行有效发电，把发出的电能传输至控制系统，通过配电室用于养殖场日常用电或并网供电。沼气发电不但可消纳大量废弃物，保护环境，还可产生大量热能、电能，推动循环农业可持续发展 ［2］。我国沼气工程中沼气发电的比例不足3%，远不足国外利用情况［3］。本文以福建省福清市某规模化养殖场为例，简要介绍沼气发电工艺流程与运营维护情况。

1 工程概况

（1）基本情况。福建省福清市某规模化养猪场，现有生猪存栏1.5万头，日产生粪尿量为60t，日污水排放量在300t左右。日产沼气1500m3以上，2台75kW沼气发电机组，实现日发电2500kW。其他设备配置具体如表1所示：

表1 摇设备配置序号 设备名称 数量／m3序号 设备名称 数量1 酸化调节池 400 7 脱硫塔 2台2 厌氧发酵池 2400 8 除水器 1台3 厌氧发酵塔 1500 9 阻火器 1台4 贮气柜 600 10 75kW发电机组 2套5 常压贮气罐 200 11 电力并网系统 1套6 高压贮气罐 20 12 配电室 1间

（2）工艺流程。福清市某规模化养猪场粪污处理流程如图1所示。

图1 规模化养猪场粪污处理流程

该项目粪污前处理采用机械清粪清洁模式，通过机械刮粪机及时清理猪舍的粪便，减少猪舍内恶臭气体产生，减少冲洗猪舍产生的粪便污水，按其存栏量算，每百头生猪存栏日平均污水产生量可以降到0.8m3以下，实现粪污减排68%，便于后续处理；粪污减量化处理应用固液分离机（60目）及沉淀联合前处理方法，实现粪便污水污染物减量化效果更好；全混式厌氧发酵系统，可以提高系统产气量，提供杂质较少、沼气量大的沼气发电条件。

（3）沼气资源特点。沼气是畜禽粪便、污水、秸秆等有机物在密闭沼气池中，经厌氧发酵所产生的一种混合性、可燃性的气体。沼气成分主要为甲烷（55%～70%）、二氧化碳、硫化氢等，特性与天然气类似［4］。空气中如含有8.6%～20.8%（按体积计）的沼气时，则容易发生爆炸，因而沼气工程主要用密闭性强的贮气柜、储气气囊储存。沼气中的大部分含量为甲烷、二氧化碳，甲烷和二氧化碳是主要的温室气体，控制沼气的排放也是保护大气的重要方面。加之，沼气是性能较好的燃料，其纯燃气热值为21.98MJ/m3，为中等热值燃料，是生物质可再生能源［5］。因此，经济高效利用沼气，不仅是环境保护，也是清洁能源的开发利用。

2 沼气发电模式

福清市某规模化养猪场沼气发电模式如图2所示。

2.1 沼气发电机组选择

沼气发电大部分属于中小功率性，其发电动力设备，国际上普遍采用发动机发电机组进行发电，因为功率在4000kW以下范围的，利用发动机具有较高的效率。且利用发动机方式具有结构简单、投资省、操作简单等优点。

图2 沼气发电模式

沼气发动机发电机组通常分为单燃料沼气发电机组和双燃料沼气-柴油发电机组。将沼气与空气按一定比例混合，输送至气缸内压缩，用火花塞使其燃烧，通过火塞的往复运动得到动力，然后连接发电机发电。具有不需要辅助燃料油及其供给设备、控制简单、价格较低等优点。双燃料沼气-柴油发电机组工作原理是将"空气燃烧气体"的混合物在气缸内压缩，用点火燃料使其燃烧，通过火塞的往复运动得到动力，然后连接发电机发电。对沼气产量、甲烷浓度变化适应性强、燃料适用面大，但是工作受供给的沼气数量、质量影响、控制机构复杂、价格较单燃料式贵。因此，根据实际情况选择，本文分析猪场选用单燃料式沼气发电机组各2台，沼气的耗气量为80～100m3/h。

文章来源：《畜禽业》 网址: http://www.cqybjb.cn/qikandaodu/2020/0709/364.html