目前，我國畜禽養(yǎng)殖規(guī)?；蔬_到54%，畜禽糞污年產(chǎn)生量約38億噸，已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)面源污染的主要來源。推進畜禽養(yǎng)殖廢棄物處理和資源化利用已成為國家重點關注的環(huán)保與民生問題。2017年，國家發(fā)展改革委會、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部聯(lián)合發(fā)布《全國畜禽糞污資源化利用整縣推進項目工作方案（2018-2020年）》（下稱《方案》），2018年，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、財政部聯(lián)合發(fā)布《關于做好2018年畜禽糞污資源化利用項目實施工作的通知》（下稱《通知》），分別明確了政策實施要求、項目實施方案及相關補貼標準，隨著推進政策的逐步實施，我國規(guī)模養(yǎng)殖場糞污處理設施配套裝備市場也迎來了巨大的發(fā)展契機。 一、整縣推進項目配套裝備利用現(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)殖場要建設與養(yǎng)殖規(guī)模相配套的糞污處理利用設施，并確保正常運行。也就是要進行“一控兩分三防兩配套一基本”標準化建設。“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)殖場配套建設儲糞場和污水儲存池；“一基本”是基本實現(xiàn)糞污無害化處理、資源化利用?！斗桨浮穼?ldquo;一基本”提出了明確要求：到2020年，通過政策實施，200個以上畜牧大縣開展畜禽糞污處理和資源化利用設施建設，項目建成后，項目縣畜禽糞污綜合利用率達到90%以上，規(guī)模養(yǎng)殖場糞污處理設施裝備配套率達到100%，形成整縣推進畜禽糞污資源化利用的良好格局，循序漸進推動全國農(nóng)業(yè)廢棄物綜合利用目標的實現(xiàn)。
目前，我國畜禽糞污資源化處理與利用技術主要有“種養(yǎng)結(jié)合”“清潔回用”“達標排放”這三大方向，準確把握這三大方向離不開技術裝備的支撐。經(jīng)過多年發(fā)展，我國畜禽糞污無害化處理與資源化利用相關配套裝備已取得一定突破，特別是沼氣工程相關配套裝備，大部分可實現(xiàn)國產(chǎn)化，但在設備化、標準化與自動化方面與先進配套裝備相比仍存在一定差距：
1、設備化和標準化低，生產(chǎn)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(xiàn)場加工安裝的方式，沒有實現(xiàn)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(zhì)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。
2、自動化控制程度低，運行管理復雜
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，大多沼氣工程建設為了節(jié)約成本，普遍采用低成本和簡單的手動控制系統(tǒng)，無法實現(xiàn)沼氣工程的自動化管理和遠程監(jiān)控，不僅需要大量人力、物力來保證工程運行而且工程生產(chǎn)效率又不高。
二、整縣推進項目配套裝備選型關鍵
1、選擇標準化模塊化的國產(chǎn)化裝備
進口設備投資高出內(nèi)設備投資1~2倍，項目總投資將比國內(nèi)同類項目投資超出50~80%，超出國內(nèi)的承受能力；進口設備采用的設計標準和規(guī)范同我國現(xiàn)行的設計標準和規(guī)范有很多沖突之處，如設計和驗收標準不一致等；同時，進口設備和維修服務不及時，不能得到有效保證。因此，選擇標準化模塊化的國產(chǎn)化裝備，是提高規(guī)模養(yǎng)殖場糞污處理設施裝備配套率合適的選擇。
2、提高沼氣工程的機械化與自動化
我國目前的沼氣生產(chǎn)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(chǎn)，所以效率較低，且生產(chǎn)維護成本較高，難以推廣。因此，整縣推進畜禽養(yǎng)殖廢棄物處理和資源化利用設施配套裝備應該走自動化道路，以實現(xiàn)采用集中處理模式沼氣工程自動裝料、出料、存儲及輸送等自動化管理與集中監(jiān)控，分散處理模式沼氣工程的網(wǎng)格化管理與遠程監(jiān)控，實現(xiàn)沼氣發(fā)酵、凈化提純、熱電聯(lián)產(chǎn)等無害化處理與資源化利用工藝運行參數(shù)的實時監(jiān)測，這樣才能提高沼氣生產(chǎn)效率，且有利于推廣。
三、國產(chǎn)化監(jiān)測系統(tǒng)在沼氣工程自動化中的應用
國產(chǎn)化沼氣工程監(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。沼氣工程監(jiān)測系統(tǒng)以氣體成分和流量傳感器為依托，集成沼氣成分及流量監(jiān)測設備、遠程數(shù)據(jù)無線發(fā)射裝置，同時結(jié)合軟件開發(fā)技術，把沼氣工程運行過程中的關鍵參數(shù)與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息傳遞，確保能長期、有效收集沼氣工程運行數(shù)據(jù)，提高項目縣市沼氣工程裝備水平；將沼氣工程與業(yè)主、操作者、管理部門聯(lián)系起來，方便各級農(nóng)村能源管理機構動態(tài)掌握沼氣工程運行情，以實現(xiàn)對沼氣及附屬產(chǎn)品生產(chǎn)銷售的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控、服務、管理和決策。
作為國內(nèi)沼氣工程遠程監(jiān)測領域的先行企業(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到先進水平，并獲得了工信部物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展專項資助，實現(xiàn)了標準化模塊化生產(chǎn)應用。目前，該系統(tǒng)已幫助我國多個省市沼氣工程的實現(xiàn)了自動化管理與遠程監(jiān)控。圖1為銳意自控沼氣工程物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)在全國各沼氣工程遠程監(jiān)測中的應用總覽圖，圖2為銳意自控沼氣工程物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)在沼氣發(fā)酵工藝監(jiān)測中的應用演示圖.
圖1.沼氣工程物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)在全國各沼氣工程遠程監(jiān)測中的應用總覽圖
圖2.沼氣工程物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)在沼氣發(fā)酵工藝監(jiān)測中的應用演示圖
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(shù)據(jù)來源。在實際應用中，業(yè)主可根據(jù)沼氣工程流量、成分等數(shù)據(jù)，指導確定沼氣工程的運行參數(shù)；另一方面，該系統(tǒng)可分省、市、縣、業(yè)主四級網(wǎng)絡訪問權限，對各大中型沼氣工程數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計報表和歷史趨勢分析。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)測中的應用選型。
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)測中的應用選型
總的來說，沼氣工程監(jiān)測系統(tǒng)的作用主要體現(xiàn)在以下兩點：
1、提高沼氣工程管控水平和生產(chǎn)效率
對沼氣工程生產(chǎn)全程進行在線監(jiān)測，通過監(jiān)測數(shù)據(jù)可及時發(fā)現(xiàn)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(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，實現(xiàn)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(chǎn)效率。
2、保障沼氣工程運行安全
通過沼氣工程物聯(lián)智能預警系統(tǒng)和視頻監(jiān)控，能對運行參數(shù)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(nèi)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。
目前，沼氣工程監(jiān)測系統(tǒng)智能化自動化監(jiān)控模式包括以下兩種：
1、半自動控制
借助上位機，采用智能數(shù)據(jù)采集卡等手段對沼氣各氣體成分、溫度、壓力、pH值、流量等數(shù)據(jù)進行采集，操作管理人員通過上位機顯示的數(shù)據(jù)，在上位機上或通過遙控對調(diào)節(jié)閥門等進行調(diào)節(jié)，以實現(xiàn)壓力、流量的調(diào)節(jié)。這種方式開關可以軟啟動，還可以通過遙控實現(xiàn)遠距離控制，投資較少、較易實現(xiàn)。
2、自動控制
借助計算機技術與多層次的網(wǎng)絡結(jié)構，通過各種傳感器，對沼氣各氣體成分、溫度、壓力、pH值、流量等數(shù)據(jù)進行采集，然后將其送到下位機，并運用先進控制算法，對現(xiàn)場設備進行在線監(jiān)測，實時控制。作為上位機的工控計算機采用標準的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)庫，通過以太網(wǎng)實現(xiàn)信息的集成管理和遠程控制。上位機與下位機之間通過網(wǎng)絡傳送采集參數(shù)和遠程控制參數(shù)。這種方式是目前自動控制的發(fā)展方向。這種方式節(jié)約人力資源、能遠距離實現(xiàn)實時監(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、非集中顯示的沼氣工程監(jiān)控方式，對沼氣工程的監(jiān)測方式均實現(xiàn)了網(wǎng)絡化、智能化升級。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，在對沼氣工程中各監(jiān)測點的沼氣成分、流量、溫度、壓力、pH值等數(shù)據(jù)進行集中在線采集并顯示的同時，可通過互聯(lián)網(wǎng)連接建立可視化動態(tài)數(shù)據(jù)庫，接入遠程監(jiān)測平臺，方便各省、市、縣、業(yè)主四級用戶隨時通過PC端或移動端收發(fā)現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果半手動半自動或全自動控制工程設備，大大降低了操作管理人員的工作強度，項目縣可綜合考慮沼氣工程監(jiān)控需求的復雜程度與投資運行成本，來合理選擇以上兩種監(jiān)控與管理方式。
（來源：沼氣圈）
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