小型立体组合式沼气工程的创建及效果的研究

本文在传统沼气池与太阳能沼气工程的思维启发下，针对中小型养殖场沼气工程所存在的未能有效利用土地资源的空间优势，寒冷地区沼气池越冬困难等缺陷，设计创建了一种新型的、适宜于中小型养殖场的沼气工程—小型立体组合式沼气工程，本工程投资少，占地面积小，有效利用地上、半地下、地下三重空间，产气率高且稳定、正常越冬（利用可再生能源）、便于管理、无二次污染、使用年限长。为了验证该工程的科学性及实用性，本文平行选取4座沼气工程，通过设计实验，对工程运行后池内发酵料液的温度和发酵后的产气量进行研究，采集各项数据，分析整理后，结果表明：（1）冬季小型立体组合式沼气工程的料液发酵温度最高，平均值分别为12月16.40℃，2月18.58℃，分别比对照沼气工程高出6.91℃、7.95℃，对发酵料液的增温效果差异极显著，其变异系数（C，V）为12月1.95%，2月0.39%；对照池变异系数值最高，分别为12月5.70%，2月2.42%，料液发酵温度的波动幅度最大，与其他处理相比，该工程日均产气量最高，平均值分别达到12月58.22m~3/d、2月49.78m~3/d，比对照池分别高出了18.40m~3/d、26.26m~3/d；对照池最低，分别为12月39.81m~3/d、2月23.52m~3/d。（2）春秋季与冬季基本一致，仍旧是小型立体组合式沼气工程的料液发酵温度和沼气池产气量最高。发酵温度平均值分别为5月30.47℃，10月23.85℃，分别比对照沼气工程高出6.99℃、9.63℃，其变异系数（C，V）为5月0.73%，10月1.26%，对发酵料液的增温效果差异极显著，对照池变异系数值最高，分别为5月2.61%，10月3.89%，料液发酵温度的波动幅度最大，日均产气量也居最高，平均值分别达到5月86.44m~3/d、10月77.02m~3/d，比对照池分别高出了21.85m~3/d、20.13m~3/d；对照池最低，分别为5月64.59m~3/d、10月56.89m~3/d。（3）从经济评价来看，该工程投资成本低、运行收益好、具有很高的投资可行性。税后净现值NPV=14.21万元，投资回收期（5年）等指标大于设定的基准指标，在财务上可接受并且具有可持续性。（4）从循环用能、节能降耗的角度而言，该工程也具有其自身的优点，“养殖—沼气—种植”三位一体，既能达标排放养殖业废弃物，提高养殖业的经济效益，又有效利用可再生能源，二氧化碳达到零排放，提高环境生态效益，各环节互相协调，共同作用，达到了“1+1＞2”的效果。