檀時龍,陳惠皞,孟 琴,滕昆辰,鄭艾富
(1.江蘇省南京市浦口區農業技術推廣中心,南京 211800;2.江蘇省南京宏博環保實業有限公司,南京 211800)
秸稈沼氣集中供氣工程托管運行及效果
——以南京市浦口區永寧街道友聯社區秸稈沼氣站為例
檀時龍1,陳惠皞1,孟 琴1,滕昆辰2,鄭艾富2
(1.江蘇省南京市浦口區農業技術推廣中心,南京 211800;2.江蘇省南京宏博環保實業有限公司,南京 211800)
“十一五”以來,農村沼氣工程得到快速發展,促進了農村環境改善和生態農業發展。但普遍存在已建工程運行管理不規范、正常使用率低、綜合效益發揮不明顯等問題。南京市浦口區113處各類型沼氣工程中,處于較正常運行狀態的有58處、占51.3%;因養殖規模減少而導致進料不足,業主保養、維護和管理不善等原因處于棄用狀態的有38處,占33.6%;由于土地規劃調整,被整體拆遷16處、占14.2%。為探索沼氣工程安全高效運行管理機制和模式,2014年浦口區以永寧街道友聯社區三組秸稈沼氣工程開展全托管運行試點,取得初步成效,值得進一步總結推廣。
秸稈沼氣 托管運行
1.1 試點工程
(1)試點工程項目來源。江蘇省財政廳、江蘇省農委(蘇財農[2012]98號、蘇農計[2012]108號)。
(2)項目名稱。南京市浦口區永寧街道友聯社區秸稈沼氣集中供氣工程一組、二組和三組(三組一體化)。
(3)建設單位。南京市浦口區永寧街道友聯社區。
(4)建設地點。南京市浦口區永寧街友聯社區居民集中居住區。
(5)建設期限。2012年項目申報,2013年3月開工建設,2013年12月建成投入試運行,2014年5月通過驗收。
(6)項目投資。項目總投資380萬元,其中省財政投資195萬元、南京市財政投入58.5萬元、浦口區財政投入78萬元,友聯社區投入48.5萬元。
(7)建設規模。共建設3座單體容積各為300 m3地上式厭氧發酵裝置、2套容積各為60 m3濕式貯氣柜、2只容積各為30 m3的中壓(0.3Mpa)貯氣罐為主體的秸稈沼氣工程,用于處理友聯社區的農作物秸稈及有機生活垃圾,配套建設沼渣、沼液綜合利用設施,建設沼氣供應管網,產生的沼氣供友聯社區300戶居民使用。
(8)主要工藝。秸稈經過粉碎成3 cm以下的細段后,用沼液回噴堆漚,送入進料池中再用沼液調漿再泵送到厭氧發酵罐中,產生的沼氣經脫水、脫硫凈化、加壓儲存后再減壓遠距離輸送給社區居民使用;產生的沼液主要用于秸稈厭氧發酵的內部循環,產生的沼渣經干化后可作肥料用于農業生產。秸稈沼氣化工藝流程,如下圖所示。
(9)設計能力。單體設計能力為年處理秸稈240 t,常溫發酵,產氣量7.3萬m3/年,秸稈產氣率0.25 m3/ kg,容積產氣率0.56 m3/m3池容。可供300戶居民生活使用。
1.2 托管運行單位
南京宏博環保實業有限公司是專業承擔環保工程、農村清潔能源工程施工及運營企業。
(1)南京宏博環保實業有限公司創建于2005年8月,注冊資金1 000萬元。
(2)南京宏博環保實業有限公司已獲得環保工程專業承包資質,環境污染治理設施運營資質,生活污水、工業廢水、農村固廢治理乙級資質。
工程建設和使用單位浦口區永寧街道友聯社區,按沼氣工程運行管理相關要求,將該沼氣站有償交給南京綠鼎新能源有限公司生產管理,簽訂托管合同。南京宏博環保實業有限公司在托管過程中,安排常駐專職人員1名,每周派專人巡視1次,每月大檢查1次,并計劃每年全方位地安檢1次。杜絕安全隱患,保障居民正常用氣。
(1)托管范圍。沼氣工程所在地圍墻范圍內所有設施設備、電氣及實際用戶230戶家庭內外輸氣管道、灶具等配套設施設備。
(2)托管內容。托管范圍內所有設施、設備、電氣、管道的維修保養;原料收集、加工及投料及沼氣生產使用;設備運行管理、抄表、臺賬記錄和現場環境衛生;指導沼渣、沼液綜合利用;現場安全管理,重點是設備及人身財產安全;建立和完善各項管理規章制度和操作規程,如《安全操作守則》、《員工崗位職責》、《沼氣發電機操作規程》、《秸稈粉碎機操作規程》、《沼氣安全生產與使用事故應急措施》等。
(3)托管期限:托管期限為1年。自2014年8月1日至2015年7月30日止。

圖1 友聯社區秸稈沼氣工藝流程

圖2 用戶沼氣使用情況
(4)托管費用:合同約定2014年度托管費用計人民幣貳拾柒萬元整(含所用水電費)。
3.1 有效供氣時段
為2014年8月到2015年7月(除嚴冬低溫2個月),年度供氣10個月,與合同要求一致。
3.2 供氣量
滿足了已開通的230戶居民全天候正常使用沼氣,每天消耗沼氣量為150~250 m3,10個月累計供氣6.2萬m3。所供沼氣中的甲烷含量穩定在50%以上。2015年1 月5日,托管公司技術人員走訪10戶家庭,調研沼氣使用情況(圖1)。10戶的用氣量平均值為36.3 m3,戶與戶之間相差很大。
3.3 保障供氣措施
保證居民正常用氣且避免過多投料造成不必要的浪費,以居民用氣量來調整進料量及畜禽糞便與秸稈比例,采取高溫季節少投料、低溫季節多投料加以平衡調節。
3.4 生產成本
托管公司自2014年8月至2015年7月累計各項費用支出為24.414 9萬元。托管公司盈利2.585 1萬元。
(1)現場管理人員工資4.2萬元?,F場管理人員1人,月工資3 500元。
(2)投料人工費用2.88萬元。投料人員2人,每人每次180元,每月投料8次,共投料10月。
(3)沼氣站檢修、設備維修、管道維護費用3 894萬元。其中,包括定期維護人員費用900元,每月2次,每次2人,每人200元;材料費2.34萬元(更換閥門、水泵、電氣元件等)。
(4)現場水、電費用709元。
(5)原料費用12.6萬元。其中,秸稈費用3.3萬元,畜禽糞便費用9.3萬元。
4.1 連續不間斷供氣問題及建議
為滿足居民周年全天候供氣要求。建議增添配套厭氧發酵裝置的增溫系統,沼氣鍋爐—循環加熱系統,或者太陽能—水循環加熱系統。使物料在投入厭氧發酵罐之前增溫,以保證冬季氣溫較低時厭氧發酵罐能夠正常產氣。
4.2 沼渣沼液充分利用問題及建議
秸稈沼氣工程的沼液基本上是用于內部循環(秸稈的淋洗堆漚、進料池中的調漿)。但是,對于剩余少量的沼液及大量沼渣不能及時用于農業生產,易造成二次污染。建議社區及上級主管部門加以協調,將沼渣沼液運輸至附近的農作物或果樹園藝種植基地施用。
4.3 秸稈收貯及堆放問題及建議
若滿荷運轉,沼氣站年消耗秸稈可達500 t上,需堆儲占地近2 000 m3以上,易霉、易火,安全隱患較大。建議在沼氣站外的田間地頭分散堆放,秸稈堆場應懸掛防火警示標志,并安排專人安全巡查;沼氣站內嚴禁煙火。
4.4 安全管理問題及建議
沼氣站的安全運行是托管的重點內容,包括安全生產、安全用氣、安全維護等環節。遵照沼氣工程技術規范 第4部分:運行管理(NY/T 1220.4-2006)和規?;笄蒺B殖場沼氣工程運行、維護及其安全技術規程(NY/ T 1221-2006)中的相關要求,綜合考慮到厭氧罐的負荷、物料的產氣能力以及居民用氣需求,適時適量科學投料,做到氣足、夠用而不浪費。建議托管公司安排專職人員1名,全天候常駐負責,同時每周還派專業技術人員巡查1次,每月組織全面檢查1次,對重要的設施如厭氧發酵罐、沼氣貯氣柜、中壓儲氣罐、脫硫塔以及管道儀表等系統設施將安排每年安檢1次,杜絕安全隱患,保障居民正常用氣;對用氣戶開展多種形式的用氣安全培訓,定期入戶開展安全檢查和咨詢,保障居民用氣安全;遇到設備故障,在接到保修電話24 h內,專業人員趕到現場及時維修。
4.5 托管費用問題及建議
該秸稈沼氣站第一年度托管費由友聯社區支付,作為貧困村來說是一筆不小的開支??紤]到能惠及社區300戶居民生活用氣和有效處理村內500 t左右的農作物秸稈。區農業局與地方財政會商,制定《南京市浦口區秸稈集中供氣工程項目運行管理辦法》,對績效考核達到合格、優良等級的,區財政分別給予每個項目工程獎補資金4萬元、6萬元,其他(非村集體)業主減半。2014年度已兌現到位。建議在加強財政獎補的基礎上,適當收取居民用氣費用(成本價的25%),以彌補部分托管費用,并提高居民的節約意識和安全意識。
2014年度友聯秸稈沼氣站托管運行效果明顯,沼氣站設備正常運轉率高,故障率低,安全有保障,已惠及友聯社區230戶居民,深受社區干部群眾好評。從托管試點看,沼氣站由專業公司托管是沼氣工程安全高效運行的有效模式,可從根本上解決目前大多數沼氣工程運行不正常、管理不規范和設備故障排除不及時等諸多問題,充分發揮沼氣工程的使用效率和綜合效益。