下面是小編為大家整理的《沼渣循環農業論文(精選3篇)》僅供參考，希望能夠幫助到大家?！菊俊昂幽蠘s華牧業有限公司”（以下簡稱榮華牧業）以沼氣工程為紐帶，在自然調控與人工調控相結合的條件下，利用種植業產生的廢棄物—農作物秸稈飼養奶牛，奶牛養殖場產生的糞污通過沼氣工程發酵產生再生能源沼氣及優質有機肥沼渣、沼液，沼氣作為熱源用于發電，沼渣沼液作為優質有機肥還田。
沼渣循環農業論文 篇1：
養植—沼氣—食品—種植生態循環農業模式探討
【摘 要】本文通過對河南盛豐農業發展有限公司養殖—沼氣—食品加工—種植生態循環農業模式背景、沼氣工程工藝原理選擇及特點的論述，闡明了農業廢棄物秸稈、養殖場糞便、污水經沼氣工程才能做到資源最大化利用，并得到清潔能源—沼氣（CH4）、沼渣和沼液（優質有機肥），并生產出高品位無污染的優質的農產品。沼氣工程在生態農業發展中起著重要的技術支撐和橋梁的作用。
養殖（豬、鴨）—沼氣—食品加工—種植（果、菜、糧）生態循環農業模式是利用種植業生產的糧食做飼料，供養殖場和農戶的畜禽使用，沼氣工程是利用養殖場生產過程中產生的廢棄物糞便、污水和種植業生產過程中產生的廢棄物—農作物秸稈經沼氣工程厭氧發酵將種植、養殖所產生的廢棄物中的有害物質轉化為無害可利用的資源型物質：沼氣、沼渣和沼液。產生的沼氣（CH4）是可再生能源，沼氣發電可將沼氣中的熱能轉化為電能，用于生產和生活有利于養殖場及周邊農村大氣環境的治理和改善;沼渣、沼液經處理后可作為優質的肥源返回農田利用，減少農作物化肥的使用量，并提高土壤中有機質的含量。通過合理的資源配置，形成以沼氣為能源，以沼渣、沼液為肥源的種植業、養殖業、食品加工業相結合的有機廢棄物合理利用的新型農業發展模式、即保護了生態環境，綜合效益又明顯提升的新型農業生產方式。
一、河南盛豐農業：養殖—沼氣—食品加工—種植生態循環農業的模式背景
人類自進入21世紀后，一方面以煤炭和石油等不可再生性能源為基礎的世界經濟對大氣環境造成了嚴重的破壞和污染，生態災害頻繁發生，并隨著煤炭和石油的過量開采，競爭加劇，世界范圍內的不穩定因素極具增加。因此，各國政府都在不斷地尋求可替代性的能源資源。另一方面，有大量的農業廢棄物—秸稈、養殖場糞便、污水產生并污染著大氣環境。就我國而言，每年光農作物秸桿產生量就達6億噸，養殖場糞便污水20億噸，僅許昌市每年就產生農作物秸稈400多萬噸，養殖場糞便、污水一千多萬噸這些即是嚴重的污染源，但又是寶貴的可再生性資源，通過合理科學的加工和處理就能夠轉化為農業和工業生產不可或缺的生產資料，并能產生出可再生的清潔能源—沼氣。
隨著我國國民經濟的高速發展，人們生活水平的不斷提高，對食品安全和生活休閑提出了更高的要求。因此，建設美麗許昌，滿足城市生態環境建設的需要、滿足市民對生活質量提高的要求，是農業園區發展的重要目標。都市生態農業園區建立多層次資源間相互循環的農業生產模式，強化人與自然和諧相處的環境，在強化生態功能的基礎上，為用戶提供優質的水果、蔬菜等食品供應，同時豐富市民的文化休閑生活。發展綠色環保、休閑娛樂的生態型、觀光型、休閑型、體驗型農業，將與許昌的文化底蘊相輔相成，滿足人們對食品安全和返樸歸真的休閑需要，為許昌市的人文景觀旅游再增添新的自然情趣和美景，為許昌增添新的生機。
河南盛豐農業發展有限公司成立于2011年，其養殖—沼氣—食品加工—種植一體化生態循環農業模式位于許昌市建安區艾莊鄉袁莊村，養殖場場區周圍均為農田，總占地面積400多畝，主要內容包括標準化畜禽（豬、鴨）養殖區、農產品（食品）加工區、蔬菜水果種植區、休閑觀光農業采摘區、農業廢棄物循環綜合利用區五大功能區。
1、標準化養殖區占地115畝，其中：
年出欄生豬2萬頭，標準化豬舍5棟、鴨存欄100000只，配套國內先進的自動供料供水系統和溫控系統。
2、農產品加工區占地25畝，其中：
農產品加工生產車間10000平方米，辦公樓1000平方米，4000噸冷庫一座，沼氣鍋爐一座，以及其他生產配套設施。
3、蔬菜水果種植區占地200畝，主要包括：
蔬菜大棚區占地50畝，主要種植有茄子、辣椒、西紅柿、黃瓜等瓜類、茄果類、葉菜類以及根菜類蔬菜生產。
水果種植區占地150畝，主要種植水果柿子、軟籽石榴、桃、草莓等。
4、休閑觀光采摘區占地60畝，主要內容包括：
休閑農莊集餐飲、休閑、娛樂為一體，為現代都市人群營造一個自然、優美、和諧的人居生活環境，為人們提供一個可以相互舒緩神經、陶冶心情、充分享受自然、放松自我的休閑娛樂場所。，現已成為市區人們周末休閑場所及去處。
5、占地10畝的1500立方米沼氣工程項目位于養殖場南側空地，臨近養殖場區，場區外部交通便利。場區周圍有3000多畝農田，每年產生的1362.00噸農作物秸稈可作為沼氣工程的原料使用，并可消納吸收沼氣工程發酵后產生的沼渣、沼液，避免造成生態環境的二次污染。沼氣發電用于食品廠加工生產用電和食品廠鍋爐用氣，沼渣用于制作有機肥還田，沼液用于澆灌果園和農田。
公司依托沼氣工程為紐帶，利用沼氣工程產生的可再生能源（沼氣），保護地栽培（果園）、沼渣，沼液等因子，通過對資源的合理配置形成了以沼氣為能源，以沼渣、沼液為肥源，實現種植業（糧、果、菜）、養殖業（豬、鴨）和食品加工業相互結合的能流，物流的良性生態循環系統，實現資源的高效利用，綜合效益明顯提升的新型生態農業發展模式。
二、盛豐農業：養植—沼氣—食品加工—種植模式流程和實物圖
1、流程圖
2、實物圖
養殖業：河南盛豐農業發展有限公司自2008年成立以來，采取以公司加農戶加合作社的運營模式，先后以：種鴨養殖---種蛋回收----孵化鴨苗----發放養殖戶----簽訂回收合同，以統一供鴨苗，統一飼料，統一防疫，統一合同回收這種經營管理模式，輻射周邊近百公里。公司旗下的養殖戶在公司帶動下，用自己的辛勤勞動，在短短的2-3年內就改變了貧窮面貌，走向了富裕之路;2016年又投資興建了年出欄生豬2萬頭，標準化豬舍5棟，配套國內先進的自動供料供水系統和溫控系統。
三、養殖（豬、鴨）—沼氣—食品加工—種植（果、菜、糧）生態循環農業模式的配套措施
（1）、大型沼氣工程項目的工藝原理選擇
目前，我國大中型沼氣工程，在工藝技術方面已日漸成熟，已達到或接近了國際領先水平。在沼氣工程的配套技術方面，可根據牛糞、豬糞、鴨糞和農作物秸桿等原料特性的不同，對包括原料前期的預處理系統、中期厭氧發酵系統、沼氣工程的輸配和凈化處理系統，后期沼渣的有機肥制作、沼液的后處理系統進行差異化的研究、設計和開發。在發酵工藝方面，生物厭氧發酵機理的研究、對不同生物質原料高效能發酵工藝（CSTR、UASB、HCPF、USR工藝）的制定，沼氣工程的產期率，有機廢棄物中的污染物（COD/BOD）去除率已達到國際領先水平。根據沼氣工程的目的和養殖場周邊環境條件的不同，去選擇和制定不同的沼氣工程工藝處理工藝。
根據盛豐農業養殖場所排放的糞污成分的特點，并結合盛豐農業養殖場及周邊的實際情況，確定選擇“預處理系統+CSTR厭氧處理工藝”。
（2）、盛豐農業養殖場大型沼氣工程（CSTR）工藝流程：
盛豐農業養殖場沼氣工程是以CSTR厭氧消化工藝為核心的技術環節。集豬（鴨）糞便、污水、農作物廢棄物—秸稈的收集和預處理、能源化沼氣生產、沼渣、沼液的資源化利用為一體的系統工程。
盛豐農業養殖場沼氣工程的生產工藝分為三個部分，即前期預處理工程包括發酵原料（糞污、秸稈）的收集和處理、中期（CSTR）厭氧發酵部分、后期所產沼氣的凈化儲存及厭氧發酵殘留物沼渣、沼液的處理和利用等環節。
前期預處理階段分為：農作物秸稈粉碎、沉沙池和調節池調節濃度三個部分。
1、首先將所收集的農作物秸稈在秸稈粉碎機里進行粉碎以達到沼氣工程厭氧發酵的設計要求。
2、沉砂池：將收集的（豬、鴨）糞便和沖洗污水先經格柵處理后，進入沉砂池中去除糞便和污水中的沙子和部分雜物，以便于后期處理。
3、調節池：所收集的糞便、污水和秸稈需要在調節池內進行調整濃度6-12%后進入厭氧消化池內近行厭氧反應。調節池內設置攪拌機，糞便、污水和秸桿應在調節池內滯留一定的時間，利用攪拌機使糞便、污水和秸稈充分攪拌混合均勻，以防止糞污、秸稈沉積，并在此調節到一定的濃度，然后將調節好的物料，經進料泵輸送到CSTR厭氧反應器內進行厭氧消化。
中期CSTR厭氧發酵部分：厭氧發酵部分是整個沼氣工程的核心部分，在沼氣工程中起著非常重要的作用。為提高該沼氣工程的運行效率，我們將其設計為38度的中溫發酵。因此，在該沼氣工程內部設置有加熱和攪拌裝置，在（CSTR）厭氧反應器內其熱源為沼氣發電的余熱和沼氣鍋爐提供的熱量，以供冬季或溫度低于中溫發酵溫度時加熱，以保持38度的恒定溫度，來保證厭氧發酵的高效運行，提高沼氣工程的發酵效率。厭氧發酵階段是整個沼氣工程的關鍵環節，此過程是通過厭氧微生物的降解作用，在三大細菌群的作用下，使發酵原料進行水解、酸化、產氫產乙酸、耗氫產乙酸，將大分子的多糖、蛋白質、氨基酸轉化為小分子的乙酸、氫氣，然后在產加完菌的作用下將乙酸、氫氣轉化為可再生能源沼氣。整個過程就是在（CSTR）厭氧反應器內，利用厭氧微生物的新陳代謝功能，將進入沼氣工程厭氧反應器內的有機廢棄物中的具有污染的有機物質去除掉，在這一厭氧反應過程中可產生出大量的沼氣、沼渣和沼液。
后期即沼氣、沼渣和沼液的處理過程：
沼氣工程（CSTR）厭氧發酵產生的沼渣經泵并過慮后，進入沼渣儲存池存儲，然后可制作為有機肥自用或出售給周邊需要的農戶，沼液經泵流進沼液儲存池存儲，作為液體肥料用于農田灌溉使用，沼氣工程厭氧反應過程中產生的沼氣經脫水、脫硫后儲存于濕式儲氣柜中，經過阻火器作為發電機或余熱鍋爐和食品加工廠鍋爐的能源進行燃燒利用。其工藝流程如下圖：
（3）、盛豐農業沼氣工程CSTR厭氧發酵工藝特點：
傳統的完全混合式厭氧消化器（CSTR）即普通厭氧消化池，是通過沼氣工程厭氧反應池內的微生物厭氧活性污泥來凈化和處理有機污染物，能夠對高濃度及含有大量懸浮固體的原料進行消化和處理。它是在常規厭氧消化器的基礎上，在厭氧消化池內部加裝了攪拌裝置，使發酵原料與厭氧微生物處于完全混合狀態，與常規消化器相比，活性污泥區域均勻分布在整個消化器內，比常規消化器相比，具有較高的運行效率，其優點如下：
1、沼氣工程的CSTR厭氧消化工藝，可以完全讓具有高懸浮固體含量的原料直接進入厭氧消化器內進行消化處理。
2、由于加裝了攪拌裝置，沼氣工程CSTR厭氧消化器內的機廢棄物原料分布均勻，避免出現原料的分層狀態，大大增加機廢棄物原料和微生物相互接觸的機會，提高沼氣工程的厭氧消化效率。
3、其內部溫度分布均勻，避免因溫差過大而影響沼氣工程的發酵效率。
4、使進入CSTR厭氧消化反應器內的任何一種具有抑制的物質，都能夠分散開來，并能使其保持在最低水平。
5、可避免CSTR厭氧消化反應器頂部出現浮渣、結殼和堵塞、溝流及氣體逸出不暢現象的發生。
四、盛豐農業養殖（豬、鴨）—沼氣—食品加工—種植（果、菜、糧）生態循環農業模式關鍵技術
1、盛豐農業養殖場大型沼氣工程豬、鴨糞、秸稈沼氣能源化處理技術
針對養殖場豬、鴨糞和農作物秸稈的特點，許昌盛豐農業生產過程中所排放的糞污預處理后和粉碎后的秸稈在合理配比后可直接進入USTR厭氧反應器中進行厭氧發酵，根據盛豐農業養殖場的規模和條件，設計建設1500立方米的發酵池，采用完全混合型CSTR厭氧發酵工藝，有效控制耐高氨氮菌種的培養條件，將中溫38℃的厭氧發酵氨氮耐受濃度從常規的3，000 mg/L提升到5，000 mg/L以上，容積產氣率達到1.5 m3/m3·d以上，這樣就能夠達到和實現高氨氮有機廢棄物原料厭氧發酵系統的高效穩定運行，
2、盛豐農業的沼氣發電和燃氣鍋爐熱利用技術
將經沼氣工程厭氧發酵過程中產生的沼氣凈化處理后，大部分通過沼氣發電機組燃燒發電，該工程的發電機組采用山東濰坊億達能動力有限公司生產的YDNGFZ-180發電機組，把沼氣的熱能轉化成便于利用的電能，用于養殖場和食品加工廠的生產和生活用能;剩余部分送往沼氣鍋爐用于沼氣工程厭氧反應罐內發酵升溫或盛豐農業食品加工廠燃氣鍋爐作燃料使用。
3、沼液、沼渣的資源化利用技術
沼氣工程厭氧反應后的殘留物沼液、沼渣是一種優質的有機肥料，其中含有多種易被植物吸收的營養成分，既有速效性，又兼具緩效性，在農作物增產提質、抗病防蟲方面也具有明顯的效果。在作物增產的同時，實現農作物品質、土壤有機肥含量的提升，在抗病防蟲、提高農作物抗逆性上也呈現出突出功效，可大大地減少化肥、農藥的使用量，符合國家要求“化肥農藥減施增效”健康綠色農業發展的方向。通過厭氧發酵工藝技術的應用，使養殖場糞便資源化利用率達90%以上;采用沼液、沼渣作肥料使農作物的化肥使用量減少20%以上，農藥使用量減少達10%-15%，農作物增產率可提高20%以上，并可顯著地提升農作物的品質。
盛豐農業養殖場廢棄物沼氣能源化處理CSTR厭氧發酵工藝的應用，促進了盛豐農業養殖場廢棄物資源的合理、循環利用，其中所產沼氣用于發電供廠區生產、生活用電;沼液、沼渣做肥料還田利用。這樣種植業—養殖業（鴨、豬養殖）--食品加工業（電、燃料）—種植業（沼渣、沼液還田）的整個良性的生態循環農業模式，無污染、零排放、并產生出清潔能源--沼氣，用于生產和生活，為養殖場創造出更高的附加值，并帶來一定的經濟、社會和生態效益。
五、盛豐農業發展有限公司的運行機制
河南盛豐農業發展有限公司成立于2011年，地處河南省許昌市建安區艾莊鄉袁莊村，是一家集特色農業種植、家禽養殖、及農產品深加工的河南省農業產業化重點龍頭企業。公司在生產管理上有著嚴格的科學管理制度和完善的質量管理體系，目前公司已通過了ISO9001、HACCP、ISO14001、OHSMS18000四個體系的認證，在糧食、食品安全與管理上真正做到了放心工程。
河南盛豐農業發展有限公司2011年被河南省人民政府任命為“河南省農業產業化重點龍頭企業”，瑞康盛養殖合作社養殖行業頗具規模，被河南省農業廳評為河南省農民專業合作社優秀示范社。
2017年榮獲“許昌市知名品牌”，公司農產品“瑞康盛”品牌2018年榮獲“河南省著名商標”，2017年河南省工商管理局“授予重合同守信用企業。
榆林小米，榆林花生在許昌小有名氣，公司現有花生種植面積5000畝，小米種植面積5000畝。公司於2013年申請無公害農產品，注冊品牌“榆林香”“瑞康盛”商標，2017年榮獲“許昌市知名品牌”、河南省工商管理局“授予重合同守信用企業，2018年公司農產品“瑞康盛”品牌已通過“河南省著名商標”認證，榮獲“河南省著名商標”，并且公司產品以優質的質量和信譽，成功地打入了北京市場。
2016年公司與新希望六合集團、正大集團、眾品集團合作，在原有養殖基礎上，有了新的思路。公司的肉制品加工以前是以手工加工雞、鴨、鵝熟食，分割的肉類，工作量大，車間生產管理難度大，現已改造為全自動化食品生產線，大大提高了工作效率，并能保證產品質量。多年以來的風風雨雨，盛豐農業在行業當中贏得了“河南省重合同守信用企業”?！霸S昌市發展畜牧先進單位” “許昌市發展現代農業先進單位”。等榮譽稱號。
六、河南盛豐農業養殖—沼氣—食品加工—種植生態循環農業的推廣利用情況
河南盛豐農業發展有限公司：種植—沼氣—食品加工—種植生態循環農業模式，覆蓋袁了莊村周圍3000多畝農田、果園200多畝、蔬菜100多畝。
1、經濟效益。沼氣工程通過將養殖場糞污與秸稈的厭氧消化處理提高了糞污、農作物秸稈的資源化利用率，變廢為寶，為企業增加收益每年達100多萬元，其主要經濟效益如下：
（1）、本項目年產沼氣54.75萬立方，其中29.20萬方沼氣用來發電，年發電60.70萬kwh，每度電按0.46元計算，折合年收益28.4萬元;剩余10.95萬方沼氣折算標煤為97.09t，以標煤的單價為820.00元/t，年收益7.96萬元，年綜合收益36.36萬元。
（2）、年產沼渣約2115.91噸，制成有機肥用于附近農田施肥;全部以150.00元/噸的價格自用或出售給周邊村莊農戶，年增收益約為31.74萬元。
（3）、年產沼液約18629.60噸，自用或用于臨近村莊農田施肥;以20.00元/噸計，年增收益37.26萬元。
2、社會效益。大型沼氣工程的建成使用，使河南盛豐農業養殖場養殖所產生的糞便污水和周邊3000多畝農田產生的農作物秸稈全部都得到了有效的利用，這樣，不僅使公司養殖場區生產環境得到了明顯改變，同時，也改善了周邊的生態環境，由養殖生產過程中因污染問題所造成的不安定因素也得到了有效的解決。
3、生態環境效益。沼液、沼渣的有效合理利用，沼液作為液態肥料使用，變農業有機廢棄物為寶貴的農業生產資料。沼液中含有多種氮磷鉀、微量元素、氨基酸和活性物質等營養成份，且功效獨特，可以滿足農作物、蔬菜、花卉等植物的不同養分需要，沼渣和沼液在農業上的使用既無污染，又肥效顯著，還可抑止農作物的有些病蟲害，并能夠極大地提高農產品的產量和品質，增強農產品的市場競爭力，為社會提供優質、高品位的農產品，促進農業增效、企業增效和生態環境的良性循環。
沼氣工程項目的應用，既可有效殺滅病菌、病毒和寄生蟲卵，又可減少人畜病害，改善附近居民生活和同公司養殖場之間的關系，起到改善公司形象，同時又保護了生態環境，減少了溫室氣體的排放。
4、示范帶動效益：
2017年，許昌盛豐農業1500立方米沼氣工程建成投入使用后，公司以沼氣工程為紐帶，利用沼氣工程產生的可再生能源（沼氣）、保護地栽培（大棚蔬菜）、日光溫室養殖場、沼液、沼渣肥田等5個因子，通過合理的資源配置，形成了以沼氣工程為紐帶的以沼氣為能源，以沼渣、沼液為肥源的農業資源的合理利用，實現了種植業（果、菜、糧）、養殖業（畜、禽）、食品加工業相結合的能流、物流良性循環的生態循環農業的新模式，是現代農業發展的必由之路。
河南盛豐農業是河南省農業產業化龍頭企業，以養植—沼氣—食品加工—種植模式的生態循環農業經營模式經營，不僅解決了企業生產與環境之間的矛盾，還帶動周邊農戶及貧困戶11家，并使他們全部脫貧，走上了富裕之路，使企業與農戶都或得了良好的經濟效益。
作者簡介：
杜英杰，性別，男，出生年月，1967年2月15日籍貫：河南，民族：漢。單位：許昌市農村能源管理工作站，學歷：本科，職稱：中級，研究方向：農業，新能源。
（作者單位：許昌市農村能源管理工作站）
作者：杜英杰
沼渣循環農業論文 篇2：
奶牛--沼--糧（飼）生態農業循環模式探索
【摘 要】“河南榮華牧業有限公司”（以下簡稱榮華牧業）以沼氣工程為紐帶，在自然調控與人工調控相結合的條件下，利用種植業產生的廢棄物—農作物秸稈飼養奶牛，奶牛養殖場產生的糞污通過沼氣工程發酵產生再生能源沼氣及優質有機肥沼渣、沼液，沼氣作為熱源用于發電，沼渣沼液作為優質有機肥還田。通過合理配置資源，形成以沼氣為能源，以沼渣沼液為肥源的種植業--養殖業相結合，實現廢物綜合利用、生態效益，社會效益，經濟效益三贏的新型生態循環農業模式。
【關鍵詞】奶牛;沼氣工程;農作物秸稈;生態循環農業
1、模式簡介
榮華牧業奶牛--沼氣--糧（飼）生態循環農業典型模式位于長葛市古橋鎮魏莊村。利用奶牛養殖場生產過程中產生的糞污發酵產生沼氣，以沼氣工程為紐帶，在自然調控與人工調控的相結合的條件下，利用農業種植后產生的廢棄物—農作物秸稈飼養奶牛、沼氣工程利用奶牛養殖場產生的廢物—糞污，可再生出新能源（沼氣）和優質農家肥沼渣、沼液還田，通過合理配置資源，形成以沼氣為能源，以沼渣沼液為肥源的種植業、養殖業相結合，實現廢物綜合利用、保護生態環境，綜合效益明顯的新型生態循環農業模式。
2、模式成因及目標
2.1.治理環境污染
榮華牧業場區占地255畝，主要以養殖奶牛為主，奶牛存欄1600多頭，日產鮮奶25噸左右。公司現有標準牛舍9棟25000平方米，秸稈青儲池6個，容積18000立方米，辦公、獸醫室、化驗室、職工宿舍等2600 平方米。榮華牧業奶牛養殖場日產糞污25噸左右。若養牛場牛糞和污水處理不好，不僅對周邊環境造成污染，而且嚴重影響到周邊村民的生產和生活。公司于2017年建設1500立方米CSTR厭氧大型沼氣工程，用于處理榮華牧業奶牛養殖場每天所產生的糞便污水。
2.2.發展有機農業
隨著人們生活質量的提高，人們對食品安全和生活環境有了更高的要求。因此，建設有機生態農業，滿足居民對有機農產品的需要、滿足市民對生活質量提高的需求。建設生態循環農業發展的模式，一方面可形成人與自然和諧相處的環境，在強化生態功能的基礎上，提供優質的農產品，另一方面也保護了農村的生態環境，意義重大。
2.3.節能減排
榮華牧業沼氣項目整體運行良好，所產生的沼氣用于發電供廠區生產和生活用能。構建以沼氣為“紐帶”的“綠色種植--養殖-生物質能源高效利用”的 生態循環農業產業摸式，真正達到實現廢棄物利用資源化、資源利用高效化、項目節能低碳化、農業投入減量化的目地。
2.4.變廢為寶
奶牛場的奶牛糞便污水雖然是嚴重的污染源，但卻又是可開發的寶貴性資源。通過科學的加工和處理，便可轉化為不可缺少的生產資料即治理了污染又獲得了大量的有機肥料用于改良土壤。
2.5.改善環境
在大中型畜禽養殖場中建設沼氣工程，可以從根本上解決了奶牛養殖場產生的糞污的污染問題。奶牛養殖場產生的糞污經過固液分離后，在沼氣工程中經過厭氧消化處理，排出的液體可以達到我國農田灌溉一級排放標準（COD≦200毫克/升），從而使榮華牧業奶牛養殖場區域的污染得到有效治理，在根本上改善了養殖場周邊的生態環境。榮華牧業奶牛養殖場1500立方米大型沼氣工程項目的建成和投入使用，使養殖場每天產生的糞便污水能夠得到及時的處理，即改善了養殖場的生態環境，又減少了養殖疫病的發生和傳播，保障了養殖場奶牛的生命安全，保障優質奶源供應;同時又改善了奶牛養殖場工作人員的工作環境，保障工作人員身心健康;在很大程度上減少了奶牛養殖場周邊的臭味，使奶牛養殖場周邊的生態環境有了明顯的改善和提高。
總之，榮華牧業奶牛養殖場的糞污對周邊環境、生態平衡造成了極大的破壞，但通過沼氣工程的建設和投入和使用，使種植業---沼氣--養殖業----種植業實現了良性循環，即保護了環境又維持了生態平衡。
3.榮華牧業大型沼氣工程項目建設地點、模式流程圖和實物圖
3.1.建設地點
榮華牧業的大型沼氣工程項目，位于養殖場區北側，即臨近養殖場區，又交通便利，遠離居民區。種植基地與沼氣工程鄰近，養殖場產生的糞便污水經沼氣工程處理后的沼液、沼渣便于還田利用。
3.2.模式流程圖
4.榮華牧業生態循環農業大型沼氣工程項目的配套措施
4.1.榮華牧業大型沼氣工程項目的工藝原理選擇
我國大中型沼氣工程工藝技術目前已日趨成熟，業已達到或接近國際先進水平。在沼氣工程的配套技術方面，可根據牛糞、豬糞、雞糞、農作物秸桿等原料特性的不同，對包括原料預處理系統、厭氧發酵系統、沼氣工程輸配系統，制肥、厭氧消化后的消化液后處理系統進行差異化的設計和開發。在發酵工藝方面，生物厭氧發酵機理研究、不同生物質原料高效能發酵工藝（CSTR、UASB、HCPF、USR工藝）的制定，沼氣工程產氣率，COD/BOD去除率已居國際領先水平。根據沼氣工程的目的和養殖場周邊環境條件的不一樣，選擇不同的沼氣工程處理工藝。
根據榮華牧業生產過程所排放的糞污的成分，并結合河南榮華牧業奶牛養殖場的實際情況，確定選擇“預處理+CSTR厭氧處理工藝”。其工藝流程圖如下：
CSTR厭氧發酵工藝特點：
傳統的完全混合厭氧消化器（CSTR）即普通厭氧消化池，借助于消化池內的厭氧活性污泥來凈化有機污染物，適合于高濃度及含有大量懸浮固體原料的處理。它是在常規消化器內安裝了攪拌裝置，使發酵原料和厭氧微生物完全處于混合狀態與常規消化器相比是活性區分布在整個消化器內，其效率遠遠大于常規消化器。其優點如下：
（1）CSTR厭氧消化工藝可以讓高懸浮固體含量的原料直接進入厭氧消化器內消化。
（2）CSTR厭氧消化器內消化原料分布均勻，避免了分層狀態，大大增加了消化底物和微生物接觸的機會。
（3）CSTR厭氧消化器內溫度分布均勻。
（4）進入CSTR厭氧消化器內的任何一種抑制物質，都能夠分散保持在最低水平。
（5）避免了浮渣、結殼、堵塞、氣體逸出不暢和溝流現象的發生。
4.2.榮華牧業大型USTR沼氣工程工藝流程：
榮華牧業奶牛場污水和收集后的糞便首先進入集污池內，通過提升泵進入沉沙池，并在此調節水質和水量，沉砂池內設置攪拌機，使物料充分混合均勻，以防止糞污沉積，攪拌到一定程度的糞污，經過進料泵輸送到CSTR厭氧反應器內進行厭氧消化。在USTR厭氧反應器中，通過中溫發酵，利用厭氧微生物的新陳代謝作用，將大部分有機物質去除，并產生出大量的沼氣、沼渣和沼液。利用發電機余熱及熱水鍋爐來保證厭氧反應器罐體內物料的發酵溫度。厭氧發酵產生的沼渣自流進入沼渣儲存池存儲，可作為有機肥出售給周邊需要的農戶，沼液經自流進入沼液儲存池存儲，用于農田灌溉和施肥，厭氧反應產生的沼氣經脫硫脫水后暫時存于濕式儲氣柜中，主要用于發電機發電、余熱用于鍋爐和食品加工廠鍋爐的熱源進行燃燒利用。
4.3.關鍵技術
4.3.1.榮華牧業奶牛養殖場牛糞沼氣能源化處理技術
針對奶牛養殖場牛糞的特點，榮華牧業生產過程中所排放的糞污可直接進入USTR厭氧反應器—沼氣池進行厭氧發酵，根據榮華牧業奶牛場的規模和條件，建設1500立方米的發酵池，采用完全混合高濃度厭氧發酵工藝（CSTR），有效控制耐高氨氮菌種培養條件，將中溫38℃的厭氧發酵氨氮耐受濃度從常規3，000 mg/L提升至5，000 mg/L以上，容積產氣率達1.5 m3/m3/d以上，實現高氨氮物料厭氧發酵系統的高效穩定運行。
4.3.2.沼氣發電利用技術
通過沼氣熱能轉換，通過沼氣燃燒推動發電機運轉，把熱能轉化成電能，便于輸送和使用。本項目所產沼氣每天800立方用于發電，每立方沼氣發電量為1.5kwh，每天產電量為1200kwh，平均每天工作12個小時，需要配備的發電機組容量為1200除以12等于100，即發電機組容量需100kwh，本項目選擇使用一臺100kwh的發電機組。
4.3.3.沼液、沼渣資源化利用技術
沼液、沼渣是一種優質的有機肥料，其含有多種易被植物吸收的營養成分，既有速效性，又兼具緩效性，在增產提質、抗病防蟲方面效果顯著。在作物增產的同時，實現農作物品質提升、土壤有機肥含量的提升，在抗病防蟲、提高農作物抗逆性上也呈現出突出功效，可有效減少化肥、農藥使用量，符合我國“化肥農藥減施增效”健康綠色的農業發展方向。通過厭氧發酵，養殖場糞便資源化利用率達90%以上;采用沼液、沼渣作肥料使農作物的化肥使用量減少20%以上，作物主要病蟲害防治農藥使用量減少達10%-15%，作物增產率可提高20%以上，并可顯著提高農作物的品質。
奶牛養殖場廢棄物沼氣能源化處理的CSTR厭氧發酵技術的利用，促進了奶牛養殖場廢棄物資源的合理循環利用，其中所產沼氣用于發電供廠區生產、生活用能;沼液、沼渣做肥料還田。這樣種植業（農作物秸稈小麥、玉米秸稈）—養殖業（奶牛養殖）--沼氣--種植業（沼渣、沼液還田）的整個生態良性循環農業模式，無污染、零排放、并產生出清潔能源--沼氣，用于生產和生活，為養殖場創造出更高的附加值，并帶來一定的經濟效益。
5.榮華牧業的運行機制
榮華牧業是嚴格按照《奶牛養殖場技術規范》規劃、設計、施工建設的大型標準化奶牛養殖企業，集良種奶牛養殖、生鮮乳銷售于一體，是許昌市規模最大的新型現代化農牧養殖企業之一，許昌市農業產業化重點龍頭企業、農業產業化創新先進單位。被河南省畜牧局評定為標準化奶牛規模養殖場，被長葛市工商局授予“誠信企業”，是伊利集團河南伊利乳業有限公司、君樂寶乳業的優秀供應商之一。
公司現存欄奶牛1600頭，其中能繁育母牛1200頭，日產鮮奶25噸左右，年產鮮奶9000多噸。公司建設有1500立方米沼氣工程一座，可日處理養殖場糞便25噸，產生的沼氣發電用于養殖場生產、生活用能。沼液、沼渣用于流轉土地施肥，生產出來的小麥用作商品糧，玉米青儲用作奶牛養殖飼料，形成了一個良好的平原生態循環農業模式，即為企業節省了大量的投資，也改善了養殖場周邊的環境。企業正常運行后，將積極主動地使用沼氣工程。
6.榮華牧業生態循環農業效益分析
榮華牧業沼氣工程項目正常運行情況下，沼氣發電每年可為公司節省電費，通過養殖場糞便廢水與秸稈的綜合處理提高了糞便的資源化利用率，變廢為寶，沼渣沼液作為優質農家肥銷售，年最終收益110.53萬元，2017年流轉土地500畝，全部種植小麥玉米，小麥收獲后作為商品糧出售，玉米全株青儲做奶牛飼料，每年可為公司增收節支50多萬元，同時也取得了良好的生態效益和社會效益。
6.1.經濟效益。
6.1.1.沼氣經濟效益。本項目年產沼氣36萬方左右，其中29萬方沼氣用來發電，年發電43.5萬kwh，每度電按0.46元計算，折合年收益20萬元;剩余7萬方沼氣折算標煤為93.1t，以標煤的單價為820.00元/t，年收益7.63萬元，年收益27.63萬元。
6.1.2.沼渣經濟效益。本項目年產沼渣約0.29萬噸，用于附近農田施肥;全部以150.00元/t出售給周圍村莊果園、菜園農戶，年收益約為43.5萬元。
6.1.3.沼液經濟效益。年產沼液約1.97萬噸，用于臨近村莊農田施肥;全部以20.00元/t出售給周圍的蔬菜種植基地和周圍農戶，年收益39.4萬元左右。
6.2.社會效益。大型沼氣工程的建成，規?；B殖場的糞便全部得到處理，農村部分農作物秸稈通過集中處理后變成了有機肥，不僅使公司養殖場區生產環境明顯改善，同時，也改善了周邊的農村生態環境，因養殖場污染問題所造成的不安定因素得到有效解決。
6.3.生態環境效益。沼渣沼液的合理使用，變廢為寶。特別是沼液含有多種微量元素、氨基酸和活性物質等營養成份，功效獨特，可以滿足農作物、蔬菜、花卉等植物的不同養分需要，沼渣和沼液的使用既無污染，又肥效顯著，可有效殺滅病菌、病毒和寄生蟲卵，抑制農作物部分病蟲害，減少人畜病害，改善附近居民生活和公司養殖場區關系，改善公司形象，同時起到保護生態和減少溫室氣體排放作用。同時可大大提高農產品的產量和品質，增強農產品市場競爭力，促進農業增效、農民增收和生態循環農業的發展。
參考文獻：
[1]成磊、蔡智宇、夏建林 《可再生能源沼氣綜合利用技術》;
[2]付俊杰、李遠 《我國畜禽養殖業污染防治對策》;
[3]朱鳳連、馬發華等 《我國畜禽糞便污染和利用現狀分析》;
[4]高立英、孫芳 《農牧復合系統種養業交互效應分析-以北方農牧交錯帶為例》;
[5]費新東、冉奇嚴 《厭氧發酵沼氣工程的工藝及存在問題》。
作者簡介：
晁建立：許昌市農學會常務理事。男，漢族，1965年12月出生于河南省扶溝縣。1990年畢業于“河南農業大學”農學專業，本科學士學位，同年分配到許昌市農技站工作，1993年入黨，1999年任農技站副站長，2001年獲高級農藝師職稱。2010年任許昌市農廣校校長、黨支部書記，2017年至今任“許昌市農村能源管理工作站”站長。曾獲河南省政府科技進步二等獎兩項，三等獎三項，許昌市科技進步獎五項，發表學術論文數篇。
（作者單位：許昌市農村能源管理工作站）
作者：晁建立
沼渣循環農業論文 篇3：
重慶市江津區大型沼氣工程建設現狀及發展對策
摘 要 大型沼氣工程是一種成本低、效果好的使畜禽糞便資源化再利用的工程模式。分析重慶市江津區大型沼氣工程建設現狀和存在的問題，提出加快江津區大型沼氣工程建設的建議：加強宣傳大型沼氣工程的重要作用；以市場化運作的方式進行沼氣工程建設；加大科技投入，鼓勵創新；加強沼氣工程安全運行的培訓和監督。
關鍵詞 大型沼氣工程；建設；現狀；發展對策；重慶市江津區
近年來，隨著農村分散養殖的農戶減少，集中養殖的農戶增多，畜禽糞污等環境問題日益凸顯。為解決畜禽糞污問題，改善生態環境，農村沼氣工程應運而生。大型沼氣工程是一項利用養殖場糞污為對象，獲取能源和治理環境污染為目的，實現農業生態良性循環的農場能源工程，日產沼氣量在500～5 000 m3，且厭氧消化裝置單體容積在500～2 500 m3的沼氣工程[1]，是近年來國家重點推廣項目，不僅能處理工業、農業及養殖業等各種廢棄物，產生沼氣、沼渣和沼液[2]，為農業生產提供有機肥，還能解決部分環境污染問題，提高養殖場的經濟效益。筆者從事農村能源工作多年，結合江津區大型沼氣工程發展情況，分析存在的問題，提出加快江津區大型沼氣工程建設的建議，為大型沼氣工程建設發展提供參考。
1 江津區大型沼氣工程建設現狀
黨的十九大對生態文明建設作出新的重大部署，明確了指導思想和原則，部署了重點任務和舉措。在區委、區政府高度重視生態文明建設的領導下，江津區2013—2017年共建設大型沼氣工程17個（因鐵路建設拆除1個），實際存在16個，其中2013年建設2個，2015年6個，2016年5個，2017年4個?，F江津區建有厭氧消化裝置共14 703 m3，年處理畜禽糞污24.848萬噸，其所產的沼渣、沼液能滿足周邊約490.1 hm2的農田灌溉。江津區是百萬生豬養殖大區，據2017年江津統計年鑒結果，2013年以來每年的生豬出欄量幾乎都在100萬頭以上，擁有豐富的畜禽糞污資源，為沼氣工程的建設創造了良好的資源條件。2013年以來，17個大型沼氣工程總投資6 333.78萬元，其中政府投資2 549萬元，企業自籌3 784.78萬元，充足的資金也推動了沼氣工程發展?？v觀江津區沼氣工程的分布，發現有8個沼氣工程分布在江津區的現代農業園區內，占比47%，沼氣工程的建設推動了園區的循環農業發展。
2 主要成效
2.1 促進生態農業發展，減輕農業面源污染
畜禽糞污經過沼氣工程的厭氧發酵變為植物所需的有機肥料，解決了畜禽糞便亂排對生態環境的破壞，杜絕了水體富營養、環境惡臭、病菌滋生等現象發生，促進了畜牧產業的發展。大力發展以沼氣為紐帶的生態循環農業，現已發展以沼氣為紐帶的生態循環農業500多公頃以上，減少了化肥、農藥的使用量，為實現化肥農藥雙減工作作出了積極貢獻。
2.2 推進供給側結構性改革，增加農民收入
沼氣工程的建設將畜牧業與種植業緊緊聯系在一起，通過沼渣、沼液的綜合利用，減少了化肥、農藥的使用量，不僅降低了農業投入品成本，還能保證農產品的產量和品質，生產出綠色安全的農產品，增加了種植業的經濟效益，保障了農產品質量安全，有效推進了農業供給側結構性改革。據筆者調查，江津區丑豐農業開發有限公司，在生豬價錢不景氣的情況下，通過大型沼氣工程厭氧發酵后的沼渣沼液種出的蔬菜在重慶主城區被一搶而空，供不應求，不僅填補了當年生豬造成的虧損，還實現了蔬菜生產利潤30余萬元。
2.3 減少化肥農藥施用，促進耕地可持續發展
過去幾十年，為了解決溫飽問題、提高農產品產量，農民施用了大量農藥、化肥，掠奪式地經營，導致了土壤中大量營養元素流失，未得到及時補充，造成了土壤板結、鹽漬化的發生。沼氣工程發酵后的沼渣、沼液能替代農藥、化肥，且含有豐富的大量元素、微量元素和有機質，施用后可增加土壤有機質含量，改善土壤理化指標，逐漸修復土壤，使耕地能可持續良性發展。
2.4 鍛煉了工作隊伍，提高了行業影響力
隨著環保理念的提升和大型沼氣工程的建設，農村能源環保工作機制已逐漸完善，人才隊伍不斷充實，得到了較好的鍛煉，對環境保護、農業產業發展的貢獻越來越大，在社會上的影響力也越來越大。
2.5 綜合效益顯著
2.5.1 經濟效益
江津區每年通過沼氣工程發酵產生的初級有機肥有1.434 3萬噸，按1噸500元計算，每年能產生經濟效益717.15萬元；每天通過沼氣工程產出沼氣6 922 m3，1年按正常運行300 d算，能產出沼氣207.66萬立方米，每立方米沼氣按市場價1元計算，能產生經濟效益207.66萬元；產出的沼液能灌溉約533.3 hm2的農田，按每667 m2需消耗農藥化肥1 800元計算[3]，共節約農藥化肥支出1 440萬元。綜上，沼氣工程的建設，每年為江津區產生2 364.81萬元的經濟價值，經濟效益顯著。
2.5.2 生態效益
養殖糞污通過沼氣工程的資源化利用，避免了因糞污亂排對生態環境的破壞。通過輸氣到戶、灌溉到田，緩和了養殖場因污染問題與周邊老百姓之間的矛盾。老百姓用上了清潔的沼氣能源，改善了傳統燒柴火用于炊事煙熏火燎的環境，沼渣、沼液的灌溉，節約了肥料和人力投入，提高了農產品品質，生態效益顯著。
大型沼氣工程若要長久運行，積極發揮效益，其原料一定要保證充足。但實際情況下，養殖業主會根據市場行情，提前出售牲畜或者一段時間不養殖，導致沼氣工程原料短缺，從而使沼氣工程停止運轉，不能發揮積極作用。
3 存在的問題
近五年來，江津區大型沼氣工程的發展取得了一些成效，為鄉村振興和經濟發展作出了一定的貢獻，但是目前還存在以下問題亟待解決。
3.1 養殖規模與扶持政策之間的矛盾
目前，國家只對養殖生豬存欄當量在1 500頭以上規模的養殖業主，予以資金支持，而江津區養殖場以中小型為主，缺乏相應的政策扶持，制約了中小型沼氣工程的發展。
3.2 沼渣、沼液儲存與利用之間的矛盾
在春季，產出的沼渣沼液能夠很好地利用到種植業上，達到預期效果，然而隨著季節變化，到秋冬時節需求量減少，甚至不需要，儲存到次年的沼渣、沼液肥效將大打折扣，矛盾非常突出。
3.3 沼渣、沼液供與求之間的矛盾
很多養殖企業就單純發展養殖業，建設沼氣工程僅為了解決環保問題，而并未發展種植業，這就沒能充分發揮沼氣工程在種、養之間的橋梁作用，甚至由于沒有消納的土地導致亂排現象發生。
3.4 認識不到位
現已建成的大型沼氣工程也因認識不到位，未得到充分利用，導致利用率偏低、經濟效益低、運行穩定性差等局面。很多人對大型沼氣工程在發展循環經濟和改善農村人居環境、提高農民生活質量、發展綠色農業的作用思想認識不高，沒有引起社會力量的關注和支持。
3.5 運行維護較差
3.5.1 服務體系不健全
江津區農委設有沼氣工程的管理部門，但缺乏社會專業機構對其進行日常維護、監控，提供技術支撐，沼氣工程的運行管理人員基本都是養殖業主或者養殖工人，文化素質不高，掌握技術存在一定的困難。
3.5.2 運行培訓效果不好
雖然每年都有對沼氣工程安全運行管理的培訓，但參加培訓的人員由于本身年齡大、知識水平低的緣故，導致培訓效果不好，缺少能讓沼氣工程持續發展的人才隊伍。
3.5.3 維護管理技術低
在質保期內的沼氣工程，一旦有問題養殖業主會跟施工單位銜接進行維護，但是一旦過了質量保修期，養殖業主需自費請專業機構進行維護，成本高，往往會放任不管，導致有些沼氣工程閑置。沼氣工程運行管理的人員往往學歷不高，面對沼氣工程運行時出現的問題往往處置不當或不知如何處理，沼氣工程運行的長久性堪憂。
3.6 安全監管有待提高
近年來，重慶市還未有大型沼氣工程爆炸或泄露中毒事故發生，很多傷亡事故都是發生在中小型磚混結構的發酵池清池作業過程中的中毒事故。沼氣在密閉空間泄露致人中毒事故是高風險點，因此沼氣工程設備管理用房一定不要密閉，須通風良好，時常檢修。大型沼氣工程每天至少能產生500 m3的沼氣，沼氣中含有甲烷、二氧化碳、硫化氫、一氧化碳、氮等氣體，而甲烷（沼氣）是一種易燃、易爆、易擴散的甲類可燃性氣體，遇熱源、明火或雷電極易發生爆炸，產生嚴重的后果。沼氣工程監控系統對沼氣泄露的靈敏度有待提高，對脫硫塔、厭氧發酵罐等重點領域的監控還需加強。
4 加快江津區大型沼氣工程建設的對策
全面發揮農村沼氣工程在提供可再生清潔能源、防治農業面源污染和大氣污染、改善農村人居環境、發展現代生態農業、提高農民生活水平等方面的重要作用，促進沼氣事業健康持續發展[4]，以地定養走種養結合的生態農業之路。
4.1 加強宣傳大型沼氣工程的重要作用
多方式、多層面地宣傳大型沼氣工程在種養結合、走生態農業之路的重要作用，以具體事例引起社會各界對沼氣工程的關注，促進循環經濟的發展。積極探索其他沼氣原料的收集與處理。江津區是中國花椒之鄉，花椒種植面積達3.3萬公頃，有豐富的花椒桿資源，當前大部分花椒桿要么焚燒，要么丟棄掩埋，不僅污染大氣，還造成了資源的極大浪費。探索花椒桿、玉米稈等秸稈的收集、發酵利用，能豐富沼氣工程原料來源，從而保證沼氣工程原料充足，發揮持久效益。要想最大化發揮沼氣工程的經濟效益和生態效益，必須在養殖業的基礎上，配備種植業，養殖場的畜禽糞污才能就地就近被利用，種植業得到足夠的肥源，農藥、化肥減量使用，促進耕地可持續發展。
4.2 以市場化運作的方式進行沼氣工程建設
鼓勵第三方企業參與的畜禽養殖污染治理與綜合利用的市場化運行機制。在政府主導下，吸引農業循環經濟鏈條上各相關主體，以市場化方式構建大型農業循環經濟生態園，分工合作，實現資源共享及資源商品化[5]。
4.3 加大科技投入，鼓勵創新
4.3.1 設計工藝
政府倡導鼓勵社會機構和科研機構對沼氣工程工藝設計上的研究，提出科學的沼氣工程建設方案，根據問題導向重肥效還是重環保來設計沼氣工程最佳的工藝。
4.3.2 沼渣、沼液儲存
根據季節需求，開展沼渣、沼液儲存時效的研究。
4.3.3 遠程在線監控系統
創新研制出沼氣工程正常運行遠程監控系統。
4.3.4 安全管理系統
研制出沼氣工程安全隱患報警系統，便于沼氣工程安全管理。
4.4 加強沼氣工程安全運行的培訓和監督
加強對沼氣工程現場管理人員的技術培訓，提高沼氣工程運行管理人員的實際操作能力和突發狀況的應變能力。區、鎮兩級農村沼氣監管部門定期組織專業人員對轄區內的沼氣工程安全運行情況進行檢查，指出安全隱患并限期整改完畢，杜絕一切沼氣安全事故的發生。
參考文獻：
[1] 中華人民共和國農業行業標準NY/T 667—2011，沼氣工程規模分類[S].
[2] 盧新社，劉耕，袁建永，等.沼氣工程防雷設計探討[J].中國沼氣，2018，36（1）：94.
[3] 王玉法.大型沼氣工程沼氣、沼液、沼渣綜合利用效益分析[J].安徽農學通報，2011，17（17）：40.
[4] 中華人民共和國農業部.2015年農村沼氣工程轉型升級工作方案[EB/OL]. http：//www.china-nengyuan.com/news/80475.html，2015-07-23.
[5] 王火根，李娜，梁戈雯.農業循環經濟模型構建與政策優化[J].農業技術經濟，2018（2）：75.
（助理編輯：易 婧；責任編輯：丁志祥）
作者：徐川鋒 楊仕春 王君