通過對比歐洲與我國沼氣工程發(fā)展現狀及各自技術特點，筆者提出了歐洲大型沼氣工程技術國產化嘗試方向，闡述了沼氣工程監(jiān)測技術對于促進沼氣工程自動化運行的重要意義，并介紹了沼氣工程監(jiān)測系統(tǒng)在沼氣工程中的應用。

一、歐洲沼氣工程技術現狀

      歐洲沼氣工程技術發(fā)展較早，始于20世紀70年代，目前已是世界上沼氣廠zui普及的地區(qū)。歐洲的沼氣工程技術主要以高濃度有機廢棄物聯合消化工藝（CSTR）為主，絕大多數配備熱電聯產系統(tǒng)。

      歐洲沼氣工程具體的技術特點如下：

      ①重視原料復配，產氣率高

      歐洲沼氣工程原料不僅包括牛糞、豬糞、雞糞等畜禽糞便，還有玉米、馬鈴薯等能源作物，以及屠宰場廢棄物、城市餐廚垃圾、城市污泥等。通過這些原料的混合和合理復配，可以提高原料中的碳、氮含量，并調整出可使產氣率zui高的碳氮比。德國90%以上的農場沼氣工程采用混合原料發(fā)酵。

      ②工藝統(tǒng)一，熱電聯產，效益高

      在德國和丹麥，90%以上沼氣工程選用CSTR工藝，統(tǒng)一的工藝有利于制定統(tǒng)一的技術標準和管理辦法，同時便于接管運營后續(xù)服務的開展。

      熱電聯產指產出的沼氣主要用于發(fā)電，33%~37%的能量轉換為電能，在發(fā)電的過程中產生大量的余熱，用于CSTR加熱和農場或社區(qū)供熱，提高了沼氣的利用效率，增加了沼氣工程的經濟效益。

      ③實現自動控制，運行管理便捷

      利用厭氧消化系統(tǒng)的自動控制系統(tǒng)與軟件，實現沼氣工程的自動化管理和遠程監(jiān)控，節(jié)省大量人力的同時又提高了工程生產效率。比如國內一萬頭牧場大型沼氣工程，操作管理人員達30人之多，而同等規(guī)模沼氣工程中歐洲利用遠程監(jiān)控系統(tǒng)只需1~2人。

      ④沼渣沼液及時還田，杜絕二次污染

      沼渣、沼液貯存期約3~6個月，施于周圍農田。許多農場建的沼氣工程多采用2個發(fā)酵罐串聯發(fā)酵，其中*個發(fā)酵罐貯存并在其中連續(xù)產氣，同時該罐還兼做沼氣貯氣裝置。貯存在第二個發(fā)酵罐的料液經過一段時間后被排放出來，然后作為有機肥噴施到農田里，所以不存在廢液二次污染問題。

      此外，沼氣工程配套設備與技術裝備*，如進料設備、攪拌設備、脫硫設備、沼氣存儲設備、熱電聯產設備、沼氣工程監(jiān)測成套設備等優(yōu)良性均處于世界沼氣行業(yè)的地位，并且沼氣工程自動化程度高。沼氣工程無論規(guī)模大小全部只需一人管理即可穩(wěn)定運行，節(jié)省人力資源，降低運行成本。

二、我國沼氣工程技術現狀

      中國沼氣建設同樣起步于20世紀70年代，至今已有30多年的發(fā)展史，中間經歷了快速發(fā)展期和回落階段，如今也已步入了新的發(fā)展局面。

      我國沼氣工程技術具有如下特點：

      ①工藝類型多，效率普遍不高

       我國在發(fā)展沼氣工程的過程中，在戶用沼氣方面取得了較大成就，而大中型沼氣工程由于缺乏行業(yè)組織統(tǒng)一的技術指導，南北方地區(qū)差異較大，各地分別用土法建沼氣工程，發(fā)酵溫度低，缺攪拌，沼氣產氣率低。

      ②產品利用率低，經濟效益差

      我國建大中型沼氣工程開始以處理廢棄物和生產能源為出發(fā)點，而不是以充分利用資源為出發(fā)點，在工藝設計中對產品的應用重視不夠，包括有機肥的生產、沼氣發(fā)電余熱的利用等。在產品產量低、使用率低的情況下，工程的經濟效益自然就差，這也是我國沼氣工程發(fā)展緩慢、運行困難的根本原因。

      ③工程設備化低，生產方式落后

      受限于技術水平和成本控制，普遍采用傳統(tǒng)的現場加工安裝的方式，沒有實現工程的設備化和標準化，傳統(tǒng)安裝方式工期長，難維護，不便于檢修，質量難保障。同時，進出料方式落后，手動操作管理，不但需要人工較多，而且外觀不佳，影響廠區(qū)整體環(huán)境。

三、歐洲沼氣工程技術國產化方法

      近年來，國內沼氣工程技術的進步有目共睹，例如根據本地的溫度環(huán)境及原料等綜合情況選擇合適的工藝，沼液沼渣綜合利用，杜絕二次污染等。

      筆者認為，為了使我國能盡快達到歐洲沼氣發(fā)展水平，我們還可以在以下兩個方面進行嘗試：

      ①走原料集約化道路

      目前我國的沼氣工程原料比較分散，多數以自己供給為主，這樣的原料比較單一，且不能維持大型沼氣工程的產氣需要，重復建設，浪費嚴重。所以我們在設計沼氣工程時，充分考慮當地的原料資源，如工業(yè)廢水、生活垃圾、生活污水、工廠廢料，農畜糞便等，將這些有用的資源全部為我所用，在當地單獨建立一個大型的沼氣工廠。

      ②走自動化道路

      我國目前的沼氣生產基本靠人力裝料，人員監(jiān)控，沒有使用自動化設備來進行生產，所以效率較低，且生產維護成本較高，難以推廣。因此，我國的沼氣生產應該走自動化道路，實現自動裝料出料，自動監(jiān)控發(fā)酵、存儲及輸送，這樣我國的沼氣生產才能提率，且有利于推廣。

      此外，沼氣工程本身有公益的性質，可以走“企業(yè)自籌資金，申請國家資助，利用援助，引進投資運營”的模式，提高項目建設水平，確保項目的收益。

四、沼氣工程監(jiān)測系統(tǒng)在沼氣工程中的應用

      沼氣工程監(jiān)測技術是促進沼氣工程自動化、智能化運行的關鍵因素。近年來，我國關于推動沼氣工程向工業(yè)化、智能化、自動化方向發(fā)展的呼聲日益高漲。*也曾于去年11份在武漢召開了農業(yè)廢棄物資源化利用全流程信息化管理培訓班，并組織參觀了國內沼氣工程遠程監(jiān)測領域的先行企業(yè)湖北銳意自控。

      沼氣工程監(jiān)測系統(tǒng)以氣體成分和流量傳感器為依托，集成監(jiān)測設備，同時結合軟件開發(fā)技術，把沼氣工程運行過程中的關鍵參數與互聯網連接起來，進行信息傳遞，將沼氣工程與業(yè)主、操作者、管理部門起來，以實現對沼氣及附屬產品生產銷售的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控、服務、管理和決策。

大中型沼氣工程監(jiān)測方案Gasboard-9230

       早在2013年，湖北銳意自控自主研發(fā)的沼氣工程物聯網系統(tǒng)就經湖北省*鑒定達到*水平，并獲得了*物聯網發(fā)展專項資助。目前，該系統(tǒng)已實現了多個省市沼氣工程的遠程監(jiān)控。

在大型沼氣工程現場的應用紅外氣體分析儀(防爆型）Gasboard-3500

       沼氣工程監(jiān)測系統(tǒng)在沼氣工程驗收、監(jiān)督、運行中，扮演者*的重要角色，是沼氣工程管理和運行可靠的數據來源。在實際應用中，業(yè)主可根據沼氣工程流量、成分數據，指導確定沼氣工程的運行參數；另一方面，該系統(tǒng)可分省、市、縣、業(yè)主四級網絡訪問權限，對各大中型沼氣工程數據進行統(tǒng)計報表和歷史趨勢分析。

       總的來說，沼氣工程監(jiān)測系統(tǒng)的作用主要體現在以下兩點：

       ①提高沼氣工程管控水平和生產效率

       對沼氣工程生產全程進行在線監(jiān)測，通過監(jiān)測數據可及時發(fā)現并解決設備問題，排除運行故障；通過系統(tǒng)優(yōu)化，能提高產氣量、提升脫硫效率、熱電聯產效率，掌控沼氣生產質量，實現沼氣工程管理科學化、運行智能化，同時節(jié)約勞動成本，降低能耗，提高沼氣工程總體生產效率。

      ②保障沼氣工程運行安全

      通過沼氣工程物聯網智能預警系統(tǒng)和視頻監(jiān)控，能對運行參數異常、設備故障、操作違規(guī)和災害天氣發(fā)出警報，及時通知操作人員和管理人員，如:沼氣站內煙霧探測報警、水位超高報警、沼氣泄漏、物料過載報警，無關人員誤入、違規(guī)操作報警等，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行安全。（來源：沼氣圈）