目前，我國(guó)畜禽養(yǎng)殖規(guī)模化率達(dá)到54%，畜禽糞污年產(chǎn)生量約38億噸，已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)面源污染的主要來(lái)源。推進(jìn)畜禽養(yǎng)殖廢棄物處理和資源化利用已成為國(guó)家重點(diǎn)關(guān)注的環(huán)保與民生問(wèn)題。2017年，國(guó)家發(fā)展改革委會(huì)、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部聯(lián)合發(fā)布《全國(guó)畜禽糞污資源化利用整縣推進(jìn)項(xiàng)目工作方案（2018-2020年）》（下稱《方案》），2018年，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、財(cái)政部聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于做好2018年畜禽糞污資源化利用項(xiàng)目實(shí)施工作的通知》（下稱《通知》），分別明確了政策實(shí)施要求、項(xiàng)目實(shí)施方案及相關(guān)補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)，隨著推進(jìn)政策的逐步實(shí)施，我國(guó)規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)糞污處理設(shè)施配套裝備市場(chǎng)也迎來(lái)了巨大的發(fā)展契機(jī)。 一、整縣推進(jìn)項(xiàng)目配套裝備利用現(xiàn)狀
根據(jù)《畜禽規(guī)模養(yǎng)殖污染防治條例》要求，畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)要建設(shè)與養(yǎng)殖規(guī)模相配套的糞污處理利用設(shè)施，并確保正常運(yùn)行。也就是要進(jìn)行“一控兩分三防兩配套一基本”標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。“一控”是控制用水量，壓減污水產(chǎn)生量；“兩分”指的是雨污分流和干濕分離；“三防”是防滲、防雨、防溢流；“兩配套”是養(yǎng)殖場(chǎng)配套建設(shè)儲(chǔ)糞場(chǎng)和污水儲(chǔ)存池；“一基本”是基本實(shí)現(xiàn)糞污無(wú)害化處理、資源化利用。《方案》對(duì)“一基本”提出了明確要求：到2020年，通過(guò)政策實(shí)施，200個(gè)以上畜牧大縣開(kāi)展畜禽糞污處理和資源化利用設(shè)施建設(shè)，項(xiàng)目建成后，項(xiàng)目縣畜禽糞污綜合利用率達(dá)到90%以上，規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)糞污處理設(shè)施裝備配套率達(dá)到100%，形成整縣推進(jìn)畜禽糞污資源化利用的良好格局，循序漸進(jìn)推動(dòng)全國(guó)農(nóng)業(yè)廢棄物綜合利用目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
目前，我國(guó)畜禽糞污資源化處理與利用技術(shù)主要有“種養(yǎng)結(jié)合”“清潔回用”“達(dá)標(biāo)排放”這三大方向，準(zhǔn)確把握這三大方向離不開(kāi)技術(shù)裝備的支撐。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，我國(guó)畜禽糞污無(wú)害化處理與資源化利用相關(guān)配套裝備已取得一定突破，特別是沼氣工程相關(guān)配套裝備，大部分可實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，但在設(shè)備化、標(biāo)準(zhǔn)化與自動(dòng)化方面與先進(jìn)配套裝備相比仍存在一定差距：
1、設(shè)備化和標(biāo)準(zhǔn)化低，生產(chǎn)方式落后
受限于技術(shù)水平和成本控制，普遍采用傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)加工安裝的方式，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)工程的設(shè)備化和標(biāo)準(zhǔn)化，傳統(tǒng)安裝方式工期長(zhǎng)，難維護(hù)，不便于檢修，質(zhì)量難保障。同時(shí)，進(jìn)出料方式落后，手動(dòng)操作管理，不但需要人工較多，而且外觀不佳，影響廠區(qū)整體環(huán)境。
2、自動(dòng)化控制程度低，運(yùn)行管理復(fù)雜
目前畜禽糞污資源化處理模式分為分散處理方式和集中處理方式兩種，大多沼氣工程建設(shè)為了節(jié)約成本，普遍采用低成本和簡(jiǎn)單的手動(dòng)控制系統(tǒng)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)沼氣工程的自動(dòng)化管理和遠(yuǎn)程監(jiān)控，不僅需要大量人力、物力來(lái)保證工程運(yùn)行而且工程生產(chǎn)效率又不高。
二、整縣推進(jìn)項(xiàng)目配套裝備選型關(guān)鍵
1、選擇標(biāo)準(zhǔn)化模塊化的國(guó)產(chǎn)化裝備
進(jìn)口設(shè)備投資高出內(nèi)設(shè)備投資1~2倍，項(xiàng)目總投資將比國(guó)內(nèi)同類項(xiàng)目投資超出50~80%，超出國(guó)內(nèi)的承受能力；進(jìn)口設(shè)備采用的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范同我國(guó)現(xiàn)行的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范有很多沖突之處，如設(shè)計(jì)和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)不一致等；同時(shí)，進(jìn)口設(shè)備和維修服務(wù)不及時(shí)，不能得到有效保證。因此，選擇標(biāo)準(zhǔn)化模塊化的國(guó)產(chǎn)化裝備，是提高規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)糞污處理設(shè)施裝備配套率合適的選擇。
2、提高沼氣工程的機(jī)械化與自動(dòng)化
我國(guó)目前的沼氣生產(chǎn)基本靠人力裝料，人員監(jiān)控，沒(méi)有使用自動(dòng)化設(shè)備來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)，所以效率較低，且生產(chǎn)維護(hù)成本較高，難以推廣。因此，整縣推進(jìn)畜禽養(yǎng)殖廢棄物處理和資源化利用設(shè)施配套裝備應(yīng)該走自動(dòng)化道路，以實(shí)現(xiàn)采用集中處理模式沼氣工程自動(dòng)裝料、出料、存儲(chǔ)及輸送等自動(dòng)化管理與集中監(jiān)控，分散處理模式沼氣工程的網(wǎng)格化管理與遠(yuǎn)程監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)沼氣發(fā)酵、凈化提純、熱電聯(lián)產(chǎn)等無(wú)害化處理與資源化利用工藝運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，這樣才能提高沼氣生產(chǎn)效率，且有利于推廣。
三、國(guó)產(chǎn)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在沼氣工程自動(dòng)化中的應(yīng)用
國(guó)產(chǎn)化沼氣工程監(jiān)測(cè)技術(shù)是促進(jìn)沼氣工程自動(dòng)化、智能化運(yùn)行的關(guān)鍵因素。近年來(lái)，我國(guó)關(guān)于推動(dòng)沼氣工程向工業(yè)化、智能化、自動(dòng)化方向發(fā)展的呼聲日益高漲。沼氣工程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以氣體成分和流量傳感器為依托，集成沼氣成分及流量監(jiān)測(cè)設(shè)備、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)無(wú)線發(fā)射裝置，同時(shí)結(jié)合軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)，把沼氣工程運(yùn)行過(guò)程中的關(guān)鍵參數(shù)與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息傳遞，確保能長(zhǎng)期、有效收集沼氣工程運(yùn)行數(shù)據(jù)，提高項(xiàng)目縣市沼氣工程裝備水平；將沼氣工程與業(yè)主、操作者、管理部門(mén)聯(lián)系起來(lái)，方便各級(jí)農(nóng)村能源管理機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)掌握沼氣工程運(yùn)行情，以實(shí)現(xiàn)對(duì)沼氣及附屬產(chǎn)品生產(chǎn)銷售的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控、服務(wù)、管理和決策。
作為國(guó)內(nèi)沼氣工程遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的先行企業(yè)，早在2013年，四方光電（武漢）儀器有限公司自主研發(fā)的沼氣工程物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)就經(jīng)湖北省科技廳鑒定達(dá)到先進(jìn)水平，并獲得了工信部物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展專項(xiàng)資助，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化模塊化生產(chǎn)應(yīng)用。目前，該系統(tǒng)已幫助我國(guó)多個(gè)省市沼氣工程的實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化管理與遠(yuǎn)程監(jiān)控。圖1為銳意自控沼氣工程物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在全國(guó)各沼氣工程遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用總覽圖，圖2為銳意自控沼氣工程物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在沼氣發(fā)酵工藝監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用演示圖.
圖1.沼氣工程物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在全國(guó)各沼氣工程遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用總覽圖
圖2.沼氣工程物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在沼氣發(fā)酵工藝監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用演示圖
沼氣工程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在沼氣工程驗(yàn)收、監(jiān)督、運(yùn)行中，扮演者*的重要角色，是沼氣工程管理和運(yùn)行可靠的數(shù)據(jù)來(lái)源。在實(shí)際應(yīng)用中，業(yè)主可根據(jù)沼氣工程流量、成分等數(shù)據(jù)，指導(dǎo)確定沼氣工程的運(yùn)行參數(shù)；另一方面，該系統(tǒng)可分省、市、縣、業(yè)主四級(jí)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)權(quán)限，對(duì)各大中型沼氣工程數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)報(bào)表和歷史趨勢(shì)分析。此外，該沼氣工程物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)Gasboard-9200系列可根據(jù)沼氣工程的各大生產(chǎn)規(guī)模進(jìn)行選型配套，表1為銳意自控沼氣工程物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在沼氣工程監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用選型。
表1.銳意自控沼氣工程物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在沼氣工程監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用選型
總的來(lái)說(shuō)，沼氣工程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的作用主要體現(xiàn)在以下兩點(diǎn)：
1、提高沼氣工程管控水平和生產(chǎn)效率
對(duì)沼氣工程生產(chǎn)全程進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)備問(wèn)題，排除運(yùn)行故障；通過(guò)系統(tǒng)優(yōu)化，能提高產(chǎn)氣量、凈化提純效率、熱電聯(lián)產(chǎn)效率，掌控沼氣生產(chǎn)與能源化利用質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)沼氣工程管理科學(xué)化、運(yùn)行智能化，同時(shí)節(jié)約勞動(dòng)成本，降低能耗，提高沼氣工程總體生產(chǎn)效率。
2、保障沼氣工程運(yùn)行安全
通過(guò)沼氣工程物聯(lián)智能預(yù)警系統(tǒng)和視頻監(jiān)控，能對(duì)運(yùn)行參數(shù)異常、設(shè)備故障、操作違規(guī)和災(zāi)害天氣發(fā)出警報(bào)，及時(shí)通知操作人員和管理人員，如：沼氣站內(nèi)煙霧探測(cè)報(bào)警、水位超高報(bào)警、沼氣泄漏、物料過(guò)載報(bào)警，無(wú)關(guān)人員誤入、違規(guī)操作報(bào)警等，能排除人員傷亡、工程損壞、起火爆炸等安全隱患，有效保障沼氣工程運(yùn)行安全。
目前，沼氣工程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)智能化自動(dòng)化監(jiān)控模式包括以下兩種：
1、半自動(dòng)控制
借助上位機(jī)，采用智能數(shù)據(jù)采集卡等手段對(duì)沼氣各氣體成分、溫度、壓力、pH值、流量等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，操作管理人員通過(guò)上位機(jī)顯示的數(shù)據(jù)，在上位機(jī)上或通過(guò)遙控對(duì)調(diào)節(jié)閥門(mén)等進(jìn)行調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)壓力、流量的調(diào)節(jié)。這種方式開(kāi)關(guān)可以軟啟動(dòng)，還可以通過(guò)遙控實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制，投資較少、較易實(shí)現(xiàn)。
2、自動(dòng)控制
借助計(jì)算機(jī)技術(shù)與多層次的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通過(guò)各種傳感器，對(duì)沼氣各氣體成分、溫度、壓力、pH值、流量等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，然后將其送到下位機(jī)，并運(yùn)用先進(jìn)控制算法，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)控制。作為上位機(jī)的工控計(jì)算機(jī)采用標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)信息的集成管理和遠(yuǎn)程控制。上位機(jī)與下位機(jī)之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送采集參數(shù)和遠(yuǎn)程控制參數(shù)。這種方式是目前自動(dòng)控制的發(fā)展方向。這種方式節(jié)約人力資源、能遠(yuǎn)距離實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、穩(wěn)定性好。
以上兩種方式，相較于傳統(tǒng)非連續(xù)檢測(cè)、非集中顯示的沼氣工程監(jiān)控方式，對(duì)沼氣工程的監(jiān)測(cè)方式均實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化、智能化升級(jí)。沼氣工程物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)Gasboard-9200系列產(chǎn)品配合以上兩種監(jiān)控手段，在對(duì)沼氣工程中各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的沼氣成分、流量、溫度、壓力、pH值等數(shù)據(jù)進(jìn)行集中在線采集并顯示的同時(shí)，可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)連接建立可視化動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，接入遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)平臺(tái)，方便各省、市、縣、業(yè)主四級(jí)用戶隨時(shí)通過(guò)PC端或移動(dòng)端收發(fā)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果半手動(dòng)半自動(dòng)或全自動(dòng)控制工程設(shè)備，大大降低了操作管理人員的工作強(qiáng)度，項(xiàng)目縣可綜合考慮沼氣工程監(jiān)控需求的復(fù)雜程度與投資運(yùn)行成本，來(lái)合理選擇以上兩種監(jiān)控與管理方式。
（來(lái)源：沼氣圈）
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