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整县推进畜禽粪污处理与资源化利用项目配套装备如何选型

更新时间:2019-01-31      点击次数:668
 目前,我国畜禽养殖规模化率达到54%,畜禽粪污年产生量约38亿吨,已经成为农业面源污染的主要来源。推进畜禽养殖废弃物处理和资源化利用已成为国家重点关注的环保与民生问题。2017年,国家发展改革委会、农业农村部联合发布《全国畜禽粪污资源化利用整县推进项目工作方案(2018-2020年)》(下称《方案》),2018年,农业农村部、财政部联合发布《关于做好2018年畜禽粪污资源化利用项目实施工作的通知》(下称《通知》),分别明确了政策实施要求、项目实施方案及相关补贴标准,随着推进政策的逐步实施,我国规模养殖场粪污处理设施配套装备市场也迎来了巨大的发展契机。
  一、整县推进项目配套装备利用现状
  根据《畜禽规模养殖污染防治条例》要求,畜禽养殖场要建设与养殖规模相配套的粪污处理利用设施,并确保正常运行。也就是要进行“一控两分三防两配套一基本”标准化建设。“一控”是控制用水量,压减污水产生量;“两分”指的是雨污分流和干湿分离;“三防”是防渗、防雨、防溢流;“两配套”是养殖场配套建设储粪场和污水储存池;“一基本”是基本实现粪污无害化处理、资源化利用。《方案》对“一基本”提出了明确要求:到2020年,通过政策实施,200个以上畜牧大县开展畜禽粪污处理和资源化利用设施建设,项目建成后,项目县畜禽粪污综合利用率达到90%以上,规模养殖场粪污处理设施装备配套率达到100%,形成整县推进畜禽粪污资源化利用的良好格局,循序渐进推动全国农业废弃物综合利用目标的实现。
  目前,我国畜禽粪污资源化处理与利用技术主要有“种养结合”“清洁回用”“达标排放”这三大方向,准确把握这三大方向离不开技术装备的支撑。经过多年发展,我国畜禽粪污无害化处理与资源化利用相关配套装备已取得一定突破,特别是沼气工程相关配套装备,大部分可实现国产化,但在设备化、标准化与自动化方面与先进配套装备相比仍存在一定差距:
  1、设备化和标准化低,生产方式落后
  受限于技术水平和成本控制,普遍采用传统的现场加工安装的方式,没有实现工程的设备化和标准化,传统安装方式工期长,难维护,不便于检修,质量难保障。同时,进出料方式落后,手动操作管理,不但需要人工较多,而且外观不佳,影响厂区整体环境。
  2、自动化控制程度低,运行管理复杂
  目前畜禽粪污资源化处理模式分为分散处理方式和集中处理方式两种,大多沼气工程建设为了节约成本,普遍采用低成本和简单的手动控制系统,无法实现沼气工程的自动化管理和远程监控,不仅需要大量人力、物力来保证工程运行而且工程生产效率又不高。
  二、整县推进项目配套装备选型关键
  1、选择标准化模块化的国产化装备
  进口设备投资高出内设备投资1~2倍,项目总投资将比国内同类项目投资超出50~80%,超出国内的承受能力;进口设备采用的设计标准和规范同我国现行的设计标准和规范有很多冲突之处,如设计和验收标准不一致等;同时,进口设备和维修服务不及时,不能得到有效保证。因此,选择标准化模块化的国产化装备,是提高规模养殖场粪污处理设施装备配套率合适的选择。
  2、提高沼气工程的机械化与自动化
  我国目前的沼气生产基本靠人力装料,人员监控,没有使用自动化设备来进行生产,所以效率较低,且生产维护成本较高,难以推广。因此,整县推进畜禽养殖废弃物处理和资源化利用设施配套装备应该走自动化道路,以实现采用集中处理模式沼气工程自动装料、出料、存储及输送等自动化管理与集中监控,分散处理模式沼气工程的网格化管理与远程监控,实现沼气发酵、净化提纯、热电联产等无害化处理与资源化利用工艺运行参数的实时监测,这样才能提高沼气生产效率,且有利于推广。
  三、国产化监测系统在沼气工程自动化中的应用
  国产化沼气工程监测技术是促进沼气工程自动化、智能化运行的关键因素。近年来,我国关于推动沼气工程向工业化、智能化、自动化方向发展的呼声日益高涨。沼气工程监测系统以气体成分和流量传感器为依托,集成沼气成分及流量监测设备、远程数据无线发射装置,同时结合软件开发技术,把沼气工程运行过程中的关键参数与互联网连接起来,进行信息传递,确保能长期、有效收集沼气工程运行数据,提高项目县市沼气工程装备水平;将沼气工程与业主、操作者、管理部门联系起来,方便各级农村能源管理机构动态掌握沼气工程运行情,以实现对沼气及附属产品生产销售的智能化识别、定位、跟踪、监控、服务、管理和决策。
  作为国内沼气工程远程监测领域的先行企业,早在2013年,四方光电(武汉)仪器有限公司自主研发的沼气工程物联网系统就经湖北省科技厅鉴定达到先进水平,并获得了工信部物联网发展专项资助,实现了标准化模块化生产应用。目前,该系统已帮助我国多个省市沼气工程的实现了自动化管理与远程监控。图1为锐意自控沼气工程物联网监测系统在全国各沼气工程远程监测中的应用总览图,图2为锐意自控沼气工程物联网监测系统在沼气发酵工艺监测中的应用演示图.



图1.沼气工程物联网监测系统在全国各沼气工程远程监测中的应用总览图
 



图2.沼气工程物联网监测系统在沼气发酵工艺监测中的应用演示图

   沼气工程监测系统在沼气工程验收、监督、运行中,扮演者*的重要角色,是沼气工程管理和运行可靠的数据来源。在实际应用中,业主可根据沼气工程流量、成分等数据,指导确定沼气工程的运行参数;另一方面,该系统可分省、市、县、业主四级网络访问权限,对各大中型沼气工程数据进行统计报表和历史趋势分析。此外,该沼气工程物联网系统Gasboard-9200系列可根据沼气工程的各大生产规模进行选型配套,表1为锐意自控沼气工程物联网系统在沼气工程监测中的应用选型。

 
表1.锐意自控沼气工程物联网系统在沼气工程监测中的应用选型

  
总的来说,沼气工程监测系统的作用主要体现在以下两点:
 
  1、提高沼气工程管控水平和生产效率
  对沼气工程生产全程进行在线监测,通过监测数据可及时发现并解决设备问题,排除运行故障;通过系统优化,能提高产气量、净化提纯效率、热电联产效率,掌控沼气生产与能源化利用质量,实现沼气工程管理科学化、运行智能化,同时节约劳动成本,降低能耗,提高沼气工程总体生产效率。
  2、保障沼气工程运行安全
  通过沼气工程物联智能预警系统和视频监控,能对运行参数异常、设备故障、操作违规和灾害天气发出警报,及时通知操作人员和管理人员,如:沼气站内烟雾探测报警、水位超高报警、沼气泄漏、物料过载报警,无关人员误入、违规操作报警等,能排除人员伤亡、工程损坏、起火爆炸等安全隐患,有效保障沼气工程运行安全。
  目前,沼气工程监测系统智能化自动化监控模式包括以下两种:
  1、半自动控制
  借助上位机,采用智能数据采集卡等手段对沼气各气体成分、温度、压力、pH值、流量等数据进行采集,操作管理人员通过上位机显示的数据,在上位机上或通过遥控对调节阀门等进行调节,以实现压力、流量的调节。这种方式开关可以软启动,还可以通过遥控实现远距离控制,投资较少、较易实现。
  2、自动控制
  借助计算机技术与多层次的网络结构,通过各种传感器,对沼气各气体成分、温度、压力、pH值、流量等数据进行采集,然后将其送到下位机,并运用先进控制算法,对现场设备进行在线监测,实时控制。作为上位机的工控计算机采用标准的通信协议和数据库,通过以太网实现信息的集成管理和远程控制。上位机与下位机之间通过网络传送采集参数和远程控制参数。这种方式是目前自动控制的发展方向。这种方式节约人力资源、能远距离实现实时监控、稳定性好。
  以上两种方式,相较于传统非连续检测、非集中显示的沼气工程监控方式,对沼气工程的监测方式均实现了网络化、智能化升级。沼气工程物联网系统Gasboard-9200系列产品配合以上两种监控手段,在对沼气工程中各监测点的沼气成分、流量、温度、压力、pH值等数据进行集中在线采集并显示的同时,可通过互联网连接建立可视化动态数据库,接入远程监测平台,方便各省、市、县、业主四级用户随时通过PC端或移动端收发现场监测数据,并根据数据分析结果半手动半自动或全自动控制工程设备,大大降低了操作管理人员的工作强度,项目县可综合考虑沼气工程监控需求的复杂程度与投资运行成本,来合理选择以上两种监控与管理方式。
(来源:沼气圈)
 

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