瑞典沼氣的年總產(chǎn)量約為1400GWh（1.4×109kWh），主要產(chǎn)自于200多家市政污水處理廠的污泥消化池，其產(chǎn)量約占沼氣總產(chǎn)量的60%；其余為垃圾填埋場（產(chǎn)量約占總產(chǎn)量的30%）以及工業(yè)污水處理廠和混合消化廠產(chǎn)生的沼氣（產(chǎn)量約占總產(chǎn)量的10%）。一般情況下，沼氣可用作熱源和發(fā)電，也可以作為汽車燃料。有機廢物轉(zhuǎn)化成沼氣時產(chǎn)生的消化殘余物，還可作為生物肥料。

瑞典自2005年開始嚴禁對有機廢物進行填埋處理。

禁止填埋有機廢物的條例頒布后，填埋有機廢物的要課以重稅，所以公眾及有關(guān)機構(gòu)加強了對有機物混合消化的重視和研究。許多的相關(guān)行業(yè)努力為廢料尋找新的出路，這大大刺激了有機物消化處理技術(shù)的改進和規(guī)模的提高。原有的沼氣廠不斷加大處理能力，許多新廠也紛紛開始建設(shè)，但大多數(shù)目前還處在可研階段。

目前瑞典共有約10家沼氣廠利用厭氧消化的方式處理收集來的各種有機廢物，總處理能力超過了20萬t/a。

大多數(shù)沼氣廠都是將牲畜糞便作為主要原料，混合上其他的有機廢物，比如屠宰場的下腳料、食品廠的廢料等。沼氣廠的主要任務(wù)是處置有機廢物，相伴產(chǎn)生的消化殘余物用作生物肥料，產(chǎn)生的沼氣如果得到利用還可創(chuàng)造利潤。

1 Laholm沼氣廠的建設(shè)背景

Laholm市位于瑞典的西南海岸，農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)比較發(fā)達。自20世紀80年代開始，Laholm市就開始逐漸產(chǎn)生了環(huán)境問題：農(nóng)肥產(chǎn)生的氮元素滲漏，影響了海岸的生態(tài)環(huán)境。1984年，該地區(qū)水域發(fā)生了富營養(yǎng)化現(xiàn)象，有關(guān)部門隨即宣布這條海岸不再適宜游泳。隨后政府采取了包括提高牲畜糞肥的存貯能力、除春季外禁止播撒糞肥等一系列措施，但收效不是很大。因此為應(yīng)對海岸的氮滲漏問題，有關(guān)部門在做了大量的研究工作后，決定采用建設(shè)沼氣廠的最優(yōu)化方案。

Laholm沼氣廠建于1992年，最初的目的是為了消減該地區(qū)水域的富營養(yǎng)化問題。該沼氣廠不僅處置了牲畜糞便和大量有機廢物，而且還通過混合消化產(chǎn)生了沼氣和生物肥料。

2000年，該廠進行了技術(shù)改造；自2001年開始，提純后的沼氣可以注入當?shù)氐奶烊粴馀錃夤埽?002年，該廠又建立了第二條生產(chǎn)線，工廠的生產(chǎn)處理能力提高了一倍。

2 Laholm沼氣廠的運行情況

目前，Laholm沼氣廠每年處理各種有機廢物7萬t，產(chǎn)生的沼氣量約為20～30GWh（75%CH₄），相當于當?shù)靥烊粴庀牧康?5%，每年可減少CO₂排放3700t。

該廠2004年有關(guān)生產(chǎn)數(shù)據(jù)見表1。

該廠每年收集并處理牲畜糞肥2.8萬t，其他有機廢物如脂肪、蔬菜等2萬t（主要來自15家食品類工廠，其中包括屠宰場、海產(chǎn)品生產(chǎn)加工廠等）。

原料通過進料池（800m³）、熱交換系統(tǒng)、消毒系統(tǒng)（巴氏殺菌，1h，70°C），進入傳統(tǒng)攪拌消化池（2250m³，停留時間20～25d，70°C，含固率6%）。

處理工藝流程如下圖所示：

2000年以前，該廠產(chǎn)生的沼氣通過地下管線直接提供給2km外的熱站。熱站為300戶家庭供熱，天然氣作為其備用燃料，在冬季等熱需求緊張的時候使用。但當熱需求很低時，會有將近40%的沼氣被白白燃燒掉。因此，該廠在2000年對沼氣進行了提純處理，使之達到與天然氣一樣的品質(zhì)，隨后實現(xiàn)了與天然氣的互聯(lián)互通。

該廠的沼氣提純能力為250m³/h，提純過程分為三個階段：

（1）通過Sulfatrate工藝去除S；

（2）利用Selexol去除CO₂；

（3）添加5%～10% 的丙烷，調(diào)整沃伯指數(shù)，使之等同于天然氣。

提純后的沼氣中CH₄含量為95%～98%，CO₂含量為2%～5%，仍利用原管道輸送至熱站。

熱站于2001年安裝了一條沼氣管道，并將沼氣管連接到當?shù)氐牡蛪禾烊粴庀到y(tǒng)。在冬季，熱站仍需要天然氣作補充，而當熱負荷降低的時候，大量沼氣就會注入天然氣管網(wǎng)，輸送到市區(qū)。通過沼氣廠與天然氣網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)，提高了沼氣的利用效率，增加了銷售收入。2004年該廠沼氣總產(chǎn)量為24000MWh，注入天然氣網(wǎng)絡(luò)的沼氣量為18000MWh，沼氣使用量占到了整個Laholm市燃氣消耗額的30%。

3 Laholm沼氣廠的生物肥料

Laholm沼氣廠每年產(chǎn)出消化殘余物（生物肥料）43000t。由于生物肥料含固率較低，因此需要用罐車將其運送到周邊的17個農(nóng)場，故該廠區(qū)另設(shè)有儲存池（2800m³）臨時存放生物肥料。

該廠牲畜糞便和消化殘余物的相關(guān)成分含量見表2。

根據(jù)瑞典環(huán)保總局2001年的有關(guān)規(guī)定，生物肥料在農(nóng)田中的播撒量取決于肥料的含P量，并且P在農(nóng)田的播撒量應(yīng)為22kg/ha。因此，約1600ha的農(nóng)田即可完全消納該廠的生物肥料。

該廠消化殘余物中的重金屬含量參見表3。

表3中播撒生物肥料的量以每年22kg/ha計算，這樣可計算出重金屬每年每公頃的實際施加量，并與瑞典生態(tài)耕作協(xié)會（KRAV）規(guī)定的重金屬含量上限進行了比較。

通過表3可以看出，生物肥料的重金屬含量是安全的。唯一達到臨界狀態(tài)的微量元素是Zn，這是由于在豬飼料中添加了Zn元素所致。

4 結(jié)語

Laholm沼氣廠利用牲畜糞便與工業(yè)有機廢物混合消化，有效地解決了該市海岸地區(qū)的富營養(yǎng)化問題，明顯減少了N元素的滲漏。產(chǎn)生的沼氣每年可替代18000MWh天然氣，減少CO₂排放3700t。沼氣除用于市區(qū)工業(yè)和居民取暖外，還有一部分沼氣輸送到郊區(qū)的一所加氣站，用作汽車燃料，因此還降低了當?shù)氐姆蹓m及碳氫化合物的排放。

該廠將沼氣提純后與天然氣管網(wǎng)互聯(lián)，可使沼氣利用率達100%。目前，該廠是瑞典唯一一家能將生產(chǎn)的沼氣并聯(lián)到天然氣管線的沼氣廠，具有很強的示范作用。

參考文獻：

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[2]Hansson, Christensson, Biogas Provides Energy in Organic Farming[J], Jordbruksinformation 22-2005, The Swdish Board of Agriculture, Jonkoping, Sweden.

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[4]Ljunggren Soderman, A System Engineering Approach to National Waste Management[D], Gothenburg: Chalmers University of Technology, 2000.

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