隨著我國(guó)養(yǎng)牛業(yè)的迅猛發(fā)展，奶牛養(yǎng)殖小區(qū)與各種奶牛場(chǎng)的建立等等原因，使得牛糞便的污染已成為部分地區(qū)一大公害，人畜同居的現(xiàn)象在奶牛養(yǎng)殖小區(qū)與廣大農(nóng)村中普遍存在。這對(duì)人類居住環(huán)境的改善和農(nóng)牧民生活質(zhì)量的提高十分不利，同時(shí)也是各種疫病的重要傳染源地之一。
1、生物質(zhì)燃料技術(shù)開發(fā)背景
近年來，黑龍江省養(yǎng)牛業(yè)取得了較快發(fā)展，至2010年底全省奶牛存欄已達(dá)到239萬頭，在促進(jìn)農(nóng)民增收方面發(fā)揮了巨大作用，乳業(yè)的發(fā)展一值是黑龍江省經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重中之重，但是，目前隨著養(yǎng)牛業(yè)的發(fā)展，奶牛排泄物的處理也成為乳業(yè)發(fā)展的巨大障礙，保護(hù)環(huán)境是我國(guó)的基本國(guó)策，以往，由于缺乏足夠的重視，造成我國(guó)畜牧場(chǎng)對(duì)環(huán)境污染十分嚴(yán)重，哈爾濱良種奶牛繁育中心經(jīng)過六年的探索，在牛糞便無害化處理這一領(lǐng)域，找到了一條化廢為寶，從根本上解決牛糞便對(duì)環(huán)境污染問題的新途徑。
牛糞便是一種十分好的有機(jī)肥料資源，它不同于其它畜禽糞便，又是潔凈可再生能源的資源，長(zhǎng)期以來由于奶養(yǎng)殖小區(qū)與各種奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)對(duì)牛糞便缺乏科學(xué)的認(rèn)識(shí)，開發(fā)利用不夠，使得這些寶貴的再生能源白白的浪費(fèi)掉，沒充分發(fā)揮作用，這也是養(yǎng)牛業(yè)經(jīng)濟(jì)上的一大損失。在全國(guó)奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)及養(yǎng)殖小區(qū)率先運(yùn)用除生產(chǎn)有機(jī)肥與生產(chǎn)沼氣外，讓牛糞便轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N新型能源——固體生物質(zhì)燃料的主要生產(chǎn)原料，運(yùn)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)將牛糞便轉(zhuǎn)化為新能源——固體燃料，將是奶牛場(chǎng)與小區(qū)牛糞便處理上另一條途徑、是奶牛場(chǎng)（區(qū)）新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，也為我國(guó)能源添一項(xiàng)新的資源，以牛糞為原料經(jīng)過
顆粒機(jī)壓制生物質(zhì)顆粒燃料，生物質(zhì)顆粒燃料是替代煤等化石燃料最佳的選擇。
自古以來，人們?yōu)樯娑鴮ふ夷茉矗瑸榱四茉炊幸馄茐纳搅帧⒉菰⑵茐纳娴沫h(huán)境，蓄意開采礦產(chǎn)資源，造成目前石油、煤炭資源匱乏。生物質(zhì)燃料技術(shù)的應(yīng)用為我們開辟了一條彌補(bǔ)煤礦資源短缺，變污染廢棄物為新能源的新途徑：同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，是資源再生利用的循環(huán)經(jīng)濟(jì)，不僅有良好的環(huán)境效益，更有其良好的經(jīng)濟(jì)效益。生物質(zhì)燃料技術(shù)實(shí)用性極強(qiáng)，便于在廣大農(nóng)村、奶牛場(chǎng)、奶牛小區(qū)推廣應(yīng)用，該技術(shù)的推廣將有效地改善我國(guó)農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)和人居環(huán)境、提高人類的生活質(zhì)量。
2、生物質(zhì)燃料技術(shù)開發(fā)歷程
多年來，哈爾濱良種奶牛繁育中心牢固樹立環(huán)境保護(hù)意識(shí)，把環(huán)境保護(hù)作為一項(xiàng)長(zhǎng)期任務(wù)。該場(chǎng)現(xiàn)奶牛存欄510頭，以每頭牛每天排糞尿50kg計(jì)算，每天該場(chǎng)奶牛排糞近25t，奶牛排泄物如何處理，始終困擾著企業(yè)，在上個(gè)世紀(jì)九十年代，該場(chǎng)曾立項(xiàng)利用牛糞便生產(chǎn)沼氣，但經(jīng)過考查，牛糞便產(chǎn)沼氣熱量損失2倍，牛糞便產(chǎn)沼氣再發(fā)電比直燃發(fā)電熱量損失1倍，再加之由于受到寒冷季節(jié)、投資過大等很多因素的限制，沒有實(shí)施。
2003年，企業(yè)曾投資200余萬元，采用牛糞好氧發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)有機(jī)肥，但在生產(chǎn)中出現(xiàn)了以下問題：由于好氧發(fā)酵條件要求苛刻，在北方地區(qū)，環(huán)境溫度能達(dá)到30℃以上一年當(dāng)中天數(shù)不多，未經(jīng)腐熟的肥料很難控制質(zhì)量：肥料制作成本高，成品肥料售價(jià)高；田間施用量大；肥效沒有化肥見效明顯，由于農(nóng)民土地承包期有限，難免有急功近利的思想，絕不會(huì)拿出錢來為增地力而不增產(chǎn)，最后所生產(chǎn)有機(jī)肥由于沒有銷售市場(chǎng)而大量積壓，有肌肥料生產(chǎn)線被迫停產(chǎn)。
2005年哈爾濱良種奶牛繁育中心的科技人員經(jīng)過反復(fù)探索并與哈爾濱航飛設(shè)備制造公司合作研發(fā)，形成了該場(chǎng)目前所采用的利用生物質(zhì)燃料技術(shù)進(jìn)行牛糞便無害化處理的方法，該方法因其投入資金少、生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本低、轉(zhuǎn)化實(shí)效好、實(shí)用性強(qiáng)，在牛場(chǎng)應(yīng)用了六年，實(shí)踐證明市場(chǎng)前景廣闊，有良好的經(jīng)濟(jì)效益和無法用數(shù)字估量的環(huán)境效益。
3、生物質(zhì)燃料技術(shù)“濕式成型法”
生物質(zhì)燃料技術(shù)實(shí)行之初，企業(yè)利用固體燃料成型機(jī)將腐熟后堆放至半干的牛糞便加工成型，經(jīng)過晾曬生產(chǎn)出替代于民用原煤的固體燃燒物。該方法雖然具備生產(chǎn)生本低的優(yōu)點(diǎn)，但也有以下兩個(gè)很難g服的缺點(diǎn)：
3.1 冬季由于天氣寒冷不能做到對(duì)牛糞便及時(shí)處理
由于牛糞便含水量過大、并且內(nèi)含大量的細(xì)菌、蟲卵，所以必須經(jīng)過堆放腐熟及水份蒸發(fā)后才能做為加工的原料，加之半成品也需要自然光照晾曬，所以該方法受外部天氣因素影響很大，從每年的11月份至第二年的3月份這樣的寒冷季節(jié)不能加工。
3.2需要大面積的堆放及晾曬場(chǎng)地
由于牛糞便產(chǎn)出量巨大，原料及半成品都需要占用很大面積存放場(chǎng)地，同時(shí)堆放和晾曬工作又造成對(duì)環(huán)境的二次污染。
4、生物質(zhì)燃料技術(shù)“干式成型法”
由于認(rèn)識(shí)到了濕式成型法存在的缺點(diǎn)，2007年企業(yè)采用了哈爾濱航飛環(huán)保設(shè)備制造公司生產(chǎn)的FK5多功能生物質(zhì)燃料致密加工全自動(dòng)生產(chǎn)線，該套生產(chǎn)線可以將新鮮牛糞便經(jīng)高溫干燥滅菌一次成型，生產(chǎn)生物質(zhì)燃料塊，成品燃燒值在3352大卡/kg以上，日處理能力達(dá)60t，牛場(chǎng)產(chǎn)生糞便及污染物達(dá)到當(dāng)日不出場(chǎng)區(qū)就完全無害化處理，真正實(shí)現(xiàn)了環(huán)保節(jié)能、化害為利、變廢為寶，解決了糞污在北方地區(qū)冬季無法處理的難題，保證糞污處理長(zhǎng)年化、長(zhǎng)態(tài)化，實(shí)現(xiàn)污染物的零排放，徹底解決了牛糞便對(duì)牧場(chǎng)及周邊公共環(huán)境的污染問題，在解決燃料短缺、保護(hù)農(nóng)牧業(yè)生態(tài)環(huán)境等方面，取得了無法用數(shù)字來計(jì)算的巨大效益。
4.1 生物質(zhì)燃料技術(shù)工藝流程
4.2生物質(zhì)燃料技術(shù)參數(shù)及特性
4.2.1 經(jīng)黑龍江省質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)研究院檢驗(yàn)，此牛糞燃料熱值為14.02MJ/kg(3352大卡/kg)。
4.2.2本工藝采用低溫烘干，牛糞經(jīng)加熱后其臭味與水蒸氣濕合，再經(jīng)凈化器中水簾和活性炭?jī)纱蝺艋纬蔁o毒無味水蒸氣排出大氣，經(jīng)哈爾濱市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站監(jiān)測(cè)，二氧化硫平均排放濃度為320mg/m3，為國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)的35%;氨氣物排放量0.01 kg/h，為國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)的2‰；無惡臭污染物硫化氫排放；氮氧化物平均排放濃度為99.6 mg/m3；二氧化硫排放量0.26kg/h:氮氧化物排放量0.08kg/h;林格曼黑度<1，以上指標(biāo)都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
4.2.3本生產(chǎn)線是將含水率為50-60%的牛糞烘干至20%，因含水率仍較高，不會(huì)產(chǎn)生過多粉塵，少量粉塵經(jīng)旋風(fēng)除塵器和凈化器水簾過濾，達(dá)到無塵排放，致密加工中產(chǎn)生的粉塵經(jīng)排塵裝置將其吸入集塵布袋回收再用。經(jīng)哈爾濱市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站監(jiān)測(cè)，煙塵平均排放濃度為61.4 mg/m3，為國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)的30%。
4.3生物質(zhì)燃料具有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)
生物質(zhì)燃料塊與燃煤相比在價(jià)格上有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，目前市場(chǎng)燃煤售價(jià)為950兀／t;而本產(chǎn)品定價(jià)為300元／t，不足現(xiàn)市場(chǎng)燃煤價(jià)格的1/3，而熱值是燃煤的2/3，與市場(chǎng)普通型煤相比，其熱值和使用效果明顯優(yōu)于普通型煤，雖然與型煤相比其熱值要低10 -20%，但型煤燃燒后剩余爐渣（包括可燃?xì)埩粑铮┛蛇_(dá)15 -20%，而生物質(zhì)燃料塊熱值雖然稍低，但它燃燒充分（剩余殘留物為白灰），所以在燃用實(shí)際效果中，兩者基本相同。所以本產(chǎn)品以其是投入資金較少，生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本較低，轉(zhuǎn)化實(shí)效較好，實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)具有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
4.4生物質(zhì)燃料具有良好的經(jīng)濟(jì)效益
5、結(jié)論
從以上數(shù)據(jù)可以看出，利用生物質(zhì)燃料技術(shù)進(jìn)行牛糞便無害化處理，前景廣闊，可實(shí)用性極強(qiáng)、社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)力極強(qiáng)，將納費(fèi)（排污費(fèi)）變?yōu)槭召M(fèi)，是一項(xiàng)除一次建設(shè)投資外原料成本極低的產(chǎn)業(yè)。
當(dāng)前全球一次性能源匱乏，世界范圍內(nèi)都在倡導(dǎo)開發(fā)可再生能源，高寒地區(qū)生物質(zhì)能源的開發(fā)是挖掘新能源，解決環(huán)保問題的很好途徑，是完全符合國(guó)際發(fā)展大方向，是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的具體舉措，是具有極大潛力的朝陽產(chǎn)業(yè)。
由于受資源承載能力的制約，長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，隨著乳品加工各項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)步和全社會(huì)對(duì)食品安全重視程度的提高，對(duì)原料奶的要求將會(huì)越來越高，一家一戶的小規(guī)模分散飼養(yǎng)已無法適應(yīng)時(shí)代的要求，標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)模化養(yǎng)殖模式是發(fā)展的必然趨勢(shì)，那么對(duì)集中排污的處理也將制約著奶牛養(yǎng)殖規(guī)模化進(jìn)程，勢(shì)必影響乳業(yè)這一產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進(jìn)程，利用生物質(zhì)燃料技術(shù)進(jìn)行牛糞便無害化處理解決了這一產(chǎn)業(yè)鏈中最基礎(chǔ)的一環(huán)，為乳業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展起到巨大的推動(dòng)作用。
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