陕西省畜禽养殖沼气产业化发展
沼气工程通过厌氧发酵获取沼气、沼渣沼液制有机肥来实现畜禽粪污的资源化综合利用，沼气、沼渣、沼液均具备商品化、产业化条件，因此沼气工程是一项利于实现畜禽养殖污染防治产业化的资源化技术。随着养殖的规模化发展，养殖业沼气工程也呈规模化发展趋势，规模化养殖能为沼气工程保证充足的原料，资金、技术、设备、管理等条件都有利于沼气产品实现高值高效利用。国家“十二五”规划大力支持推动大型沼气工程建设，陕西省农业厅已经将规模化养殖场的大型沼气工程确定为“十二五”期间全省沼气普及的重点任务之一，颇具前景的沼气产业势必推动畜禽养殖污染防治向资源化、产业化方向发展。
１畜禽养殖业潜在的沼气产量与分布
２０１０年陕西省畜禽粪便产生量约４３８１．７万ｔ，若将畜禽养殖业粪便资源全部进行沼气化开发利用，陕西省畜禽养殖粪便资源可产生约２２．５亿ｍ３沼气（替代煤炭量［６］约为２２５．０万ｔ）。沼气的开发利用价值与养殖规模和粪便收集程度相关，因此规模化养殖场畜禽粪便更具备实际开发利用价值，２０１０年陕西省规模化养殖畜禽粪便产生总量约３７４万ｔ，可产生约２．１亿ｍ３沼气（替代煤炭量约为２１．０万ｔ）。２０１０年陕西省各市规模化养殖场和养殖小区潜在的沼气产生量从多到少依次为宝鸡（０．５１亿ｍ３）、渭南（０．４２亿ｍ３）、西安（０．３５亿ｍ３）、咸阳（０．２９亿ｍ３）、榆林（０．１５亿ｍ３）、铜川（０．１４亿ｍ３）、延安（０．１２亿ｍ３）、商洛（０．０８亿ｍ３）、汉中（０．０５亿ｍ３）、安康（０．０２亿ｍ３）。沿渭河四市（即宝鸡、渭南、西安、咸阳）所在的关中平原经济条件好、城市发展迅速，种植业、养殖业较为发达，是全省集约化养殖水平较高的区域，该区潜在的沼气产量占到全省总数的７３％。陕北两市（即延安、榆林）及渭北的铜川属于煤炭资源富集区和工业集中区，工矿业发达，规模化养殖活动开展较晚，但凭借雄厚的经济基础和广阔的地域，近年来该区规模化养殖发展较快，潜在的沼气产量占到全省总数的２０％。陕南三市（即商洛、汉中、安康）整体规模化养殖水平不高，近年来政府一直倡导陕南养殖业以区域适度集中、家庭适度规模养殖为主，这与陕南经济实力薄弱、可利用土地资源有限、位于南水北调中线水源区等因素有一定关联，该区潜在的沼气产量只占到全省总数的７％。
２规模化养殖沼气产业优先布局区域
养殖业沼气工程的分布受其载体规模化养殖企业分布的限制，关中平原沿渭四市是目前陕西省发展沼气产业最有潜力的地区。沿渭四市所在的关中地区人口数量、粮食产量、耕地面积分别占到全省总量的６２％、７７％和５３％。区内布局有大中城市群和渭河干流，２０１０年渭河干流水质属重度污染（以劣Ⅴ类水质为主），为了减少畜禽养殖活动对城镇环境和渭河水质的影响，该区应该积极发展沼气产业。根据《全国优势农产品区域布局规划２００８－２０１５年》，关中地区是我国小麦、棉花、苹果等农产品的优势产区，丰富的耕地资源有利于粪污资源化利用。２０１０年沿渭四市范围内仅１４％的规模化畜禽养殖企业建有沼气工程，沼气产业的发展空间很大。根据沿渭四市畜禽养殖规模化水平、种养结合程度，划定沼气产业优先布局区域，涉及西安市临潼区、长安区、周至县、户县；宝鸡市陈仓区、岐山县、眉县；咸阳市杨凌区、渭城区、三原县、泾阳县、乾县、礼泉县、武功县、兴平市；渭南市临渭区、大荔县、合阳县、澄城县、蒲城县等区县。规模化养殖沼气产业优先布局区域在养殖区域集中化进程中应该充分考虑畜禽粪污沼气化开发利用，逐步推进集中养殖、集中收集粪污和集中沼气化利用；积极培养沼气发电、有机肥加工等相关产业，与种植业、养殖业、社会服务、工业生产等形成产业链条，促进沼气产业化进程。
３沼气产业化关键技术
大型沼气工程分为能源环保型和能源生态型，能源环保型以沼液达标排放为目的，能源生态型以沼液不排放为目的，因此能源生态型沼气工程更符合生态学理念和绿色、低碳经济发展的要求，是沼气产业的发展对象。能源生态型沼气工程整个的能量物质循环过程包括畜禽饲养、粪污产生、沼气产生、沼气利用、沼渣沼液利用等［７］，围绕能源生态型沼气工程，综合考虑成本投资、运行费用、环境效益、技术成熟先进性等因素，选择适用于发展沼气产业化的关键技术。（１）沼气发酵技术。沼气的产业化要求原料处理量和产气量都要大，其核心技术发酵工艺的选择应该满足这些条件。ＣＳＴＲ（连续搅拌反应器）技术是目前欧洲等沼气工程发达地区的主流发酵工艺，可使畜禽粪便污水全部进行发酵处理，优点是：原料适应性广；处理量大；沼气产量大；运行费用低；利于热电联产。因其资源利用率高、经济效益好，特别适用于规模化养殖企业的大型沼气工程，适宜引进并国产转化，例如在此基础上增加有机肥加工［８］。（２）沼气利用技术。针对沼气的利用方式，沼气要实现产业化必须突破自产自用的小沼气模式，逐渐转向社会服务、工业生产等领域。沼气的社会服务类应用包括发电并网、天然气并网、车用天然气等，工业生产以制取ＣＨ４和ＣＯ２工业气体及其合成气等为代表［９］，这些是未来沼气产业的发展趋势。就目前产业发展条件来看，除了满足企业自身及户用需求之外，沼气发电、净化后补充天然气源等利用途径较为可行。（３）沼渣沼液利用技术。沼渣、沼液等发酵后残留物质具有良好的肥料效应，传统农业将其直接还田，但在养殖规模化发展的今天，种养脱节现象突出，沼渣沼液的肥料效应趋向于通过制造有机肥来实现。通过固液分离、沼液抽渣分离出来的沼渣用于生产有机复合肥；沼液浓缩制肥工艺生产液体有机肥［１０］，沼渣沼液制取有机肥提高了肥效、且方便运输和使用。结论
为了实现生态环境质量改善与养殖业可持续发展的双赢，畜禽养殖污染防治应该转换思路，通过利用畜禽粪污的农业资源禀赋发掘其产业特性，从而实现畜禽养殖污染防治产业化。以资源化利用为核心的产业化方式能最大程度提升粪污的利用价值和治理工程的经济效益。沼气工程是一项利于实现畜禽养殖污染防治产业化的资源化技术，颇具发展前景。规模化养殖场能为沼气工程保证充足的原料、资金投入、技术支持等，实现沼气产品的高值高效利用。关中平原沿渭地区是全省规模化养殖企业较为集中的区域，区内畜禽粪便资源、耕地资源丰富，最有潜力发展沼气产业，出于对城市环境和渭河水质的保护，该区应该优先发展畜禽养殖沼气产业。该区在养殖区域集中化进程中应该兼顾畜禽粪污沼气化开发利用，积极培养沼气发电、有机肥加工等相关产业，与种植业、养殖业、社会服务、工业生产等形成产业链条，根据沼气产业化方向选择合适的关键技术，如ＣＳＴＲ发酵技术、热电肥联产等，以促进畜禽养殖污染防治产业化和沼气产业化进程。（本文作者：徐楠、林启才、成西娟 单位：陕西省环境科学研究院）
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