2工程案例驗證

選取江西省江西正合生態(tài)農(nóng)業(yè)有限公司的南英墾殖場規(guī)?；託獍l(fā)電工程(SBPGP)作為案例，驗證經(jīng)濟性消納模型的可行性。

該工程位于江西省新余市渝水區(qū)羅坊鎮(zhèn)(N27°49'24．27″，E115°06'50．27″)，屬于南方平原地區(qū)，亞熱帶濕潤性氣候，氣候溫和，雨量充沛。工程通過建立收儲運體系及對周邊30km范圍內(nèi)養(yǎng)殖場全量化處理模式，集中處理區(qū)域內(nèi)年出欄生豬40萬頭的養(yǎng)殖場糞污。工程設計使用壽命為20年，采用全混合式厭氧反應技術(CSTＲ)，日處理沼液1 000 t，處理后沼液供應周圍農(nóng)田使用。工藝流程:中溫(35℃)發(fā)酵，進料總固體含量(TS)約6%，水力停留時間(HＲT)約20天，如圖4所示。

通過實地走訪當?shù)胤N植和養(yǎng)殖專業(yè)戶，對當?shù)剞r(nóng)業(yè)種植參數(shù)進行調(diào)研。周圍農(nóng)田以種植水稻等糧食作物為主，經(jīng)濟作物以新余蜜桔、新余黃花梨等為主。

對該工程實地調(diào)研，確定當?shù)氐缆窂澢禂?shù)τ取1．5，運輸成本P為7元/km·m3。沼液在運輸過程中的折損系數(shù)θ根據(jù)經(jīng)驗選取0．1。對沼液進行取樣檢測，經(jīng)發(fā)酵和固液分離后的沼液原液中N含量為4．1 kg/m3。

由此，得到該沼氣工程及其周邊農(nóng)業(yè)狀況相關參數(shù)，如表1所示。

通過對Ｒbsa擬合得到保證氮平衡的條件下，該區(qū)域沼液資源化最小半徑是Ｒbsa=3．18km，沼液消納范圍在31．94km2左右。由此可知，為消納SBPGP在運行過程所產(chǎn)生的沼液資源，防止資源浪費和環(huán)境二次污染，需要在工程周邊配置面積在Ｒbsa=3．18km的土地對沼液進行消納處理。此時沼液的資源化利用效率最高，沼液的經(jīng)濟消納水平最高，種養(yǎng)循環(huán)效率最強，經(jīng)濟與農(nóng)業(yè)的耦合作用最強，沼氣工程在運行過程中可獲得最大經(jīng)濟效益。

3擬合結果驗證

通過利用消納區(qū)域內(nèi)作物對N需求量對模型進行驗證。消納區(qū)域主要以梨、橘子和水稻為主要種植作物，也作為主要的N元素吸收源，分布狀態(tài)如圖5所示。

根據(jù)田間調(diào)查的種植系數(shù)和收獲系數(shù)，已知消納區(qū)域內(nèi)單位面積N元素需求量為n=147．5t/km2。由田間土肥施用公式可以計算出若該區(qū)域完全由液提供氮資源，需要提供115．12萬t沼液。

可以認為:在此條件下，沼液資源利用效率和經(jīng)濟消費水平最高，種植周期效率和經(jīng)濟與農(nóng)業(yè)的耦合效應最強，沼氣項目的運行能夠獲得最大的經(jīng)濟效益。

4結論

1)由資源化可行性研究數(shù)據(jù)，完善了沼氣工程投資金額和處理規(guī)模之間的非線性關系，可為后續(xù)沼氣工程經(jīng)濟性估算和完善沼氣工程規(guī)劃工作提供相應參考。

2)對模型的擬合，得到Ｒbsa沼液經(jīng)濟性消納模型。對沼氣工程運行過程中所產(chǎn)生沼液的經(jīng)濟性消納面積規(guī)劃時，消納范圍滿足Ｒbsa，可得沼液的消納效率最高，沼液的經(jīng)濟消納水平最高，工程收益最大。通過分析模型可知:沼液經(jīng)濟性消納半徑主要與運輸成本P、沼液的N含量和道路彎曲系數(shù)τ等工程規(guī)模系數(shù)具有較強相關性，當?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)狀況和工程回收期等客觀影響因素也會對Ｒbsa的選取有一定影響，但影響程度較小;Ｒbsa的選取不依賴于工程投資金額和處理規(guī)模本身，而與其非線性關系有關。

3)基于對江西省南英墾殖場規(guī)?；託獍l(fā)電工程(SBPGP)的沼液經(jīng)濟性消納半徑計算，判斷出處理年出欄量在40W頭生豬的沼氣工程所產(chǎn)生的沼液，其消納范圍在31．94km2左右。

5討論

循環(huán)農(nóng)業(yè)將會是未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要趨勢，構建高效的循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式逐漸成為農(nóng)業(yè)研究的重點，而沼液等處理養(yǎng)殖廢棄物后的附屬產(chǎn)物的高效處理一直是制約循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展的源頭。筆者以經(jīng)濟學為基礎，結合工程操作手段，擬合沼液的經(jīng)濟性消納模型，謀求一種高效的沼液處理方式，實現(xiàn)高效的資源化利用。沼液經(jīng)濟消耗量的計算與規(guī)劃，加強了種植與養(yǎng)殖的關系，增進了種植業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)之間的耦合作用，使循環(huán)農(nóng)業(yè)的發(fā)展可以在經(jīng)濟性的指導下進行發(fā)展，為循環(huán)農(nóng)業(yè)項目規(guī)劃和經(jīng)濟性評價提供一定研究基礎，利用農(nóng)業(yè)經(jīng)濟手段加快了種植業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)的循環(huán)一體化進程，在一定程度上豐富了農(nóng)業(yè)經(jīng)濟學和農(nóng)業(yè)環(huán)境科學的研究內(nèi)容。沼氣工程經(jīng)濟規(guī)律的擬合，完善了沼氣工程經(jīng)濟學內(nèi)容，為沼氣工程經(jīng)濟評估和沼氣工程建設規(guī)劃提供了計算基礎。

聲明：本文所用圖片、文字來源于《農(nóng)機化研究》2020年1月，版權歸原作者所有。如涉及作品內(nèi)容、版權等

相關鏈接：處理，發(fā)酵，吸收，基礎