隨著我國市場經濟發展快速，人民生活水平穩步提高，日益發達的畜禽養殖業、日益增多的餐廚垃圾以及每年大量的農作物秸稈廢棄物帶來了嚴重的環境污染問題。將城鄉有機廢棄物集中收集處理，建設有機廢棄物集中處理中心，將有機廢棄物轉化為清潔能源和有機肥料，同時減排溫室氣體，不僅有效治理有機廢棄物帶來的污染問題，還可以助力循環農業的發展。
徐州國新規模化大型沼氣項目
一、項目背景及規模
位于江蘇省徐州市沛縣的徐州國新規模化有機廢棄物處理中心是一個兼顧環境保護、清潔能源供給、有機肥供應和溫室氣體減排為一體的項目，該項目由維爾利全資子公司杭州能源環境工程有限公司總承包建設，是2017年中央預算內規模化大型沼氣工程，于2019年9月竣工驗收，開始正式投入生產。徐州國新項目結合了沛縣畜牧業及農業發展和環境保護的實際要求，處理原料包括畜禽糞便、環衛糞便、秸稈及餐廚垃圾，實現了多元原料協同和城鄉有機廢棄物統籌資源化處理。
徐州國新項目預計年處理畜禽糞便36萬噸、環衛糞便2.4萬噸、秸稈2萬噸、餐廚垃圾1.4萬噸，年產沼氣1980萬立方米，其中一部分提純成生物天然氣，年產量為700萬方，接入沛縣港華燃氣管道，另一部分燃燒發電，年產量為1580萬度，電力并入電網，發電產生的余熱回收。厭氧發酵后產生的沼渣可作為生產固態有機肥的原料，預計年產3.5萬噸固態有機肥和復合肥、30萬噸沼液，為周邊種植戶提供更多的選擇。熱電肥聯產，實現產品的多元化，形成“生物質-沼氣-天然氣-發電-肥料”循環經濟產業鏈。
二、解決方案及技術優勢
徐州國新項目收運廠區周邊30km以內的原料至廠區，原料進入下圖所示的處理系統，最終產出可出售的產品。
徐州國新項目工藝流程示意圖
1、預處理單元
預處理單元將不同性質的各原料分開處理，糞便均采用槽罐車運至本項目預處理車間，考慮到雞糞中會混有一定量的砂石，雞糞預處理采用水解除砂工藝去除糞污中的砂石。廠區內黃貯處理后的秸稈經過破碎機破碎后，進入水解池。
預處理車間螺旋除砂裝置及除砂效果、項目現場秸稈預處理裝置
2、厭氧發酵單元
本項目厭氧發酵處理系統采用中溫一體化CSTR厭氧發酵工藝，在發酵罐內采用攪拌和增溫技術，發酵過程穩定，便于管理，易啟動，運行費用低；且一體化沼氣發酵裝置集厭氧發酵和儲氣為一體，不需要另配單獨貯氣柜，節省占地，工程投資相對較低。
一體化CSTR厭氧發酵罐
3、沼氣凈化提純及利用單元
厭氧發酵罐產生的沼氣是含飽和水蒸氣的混合氣體，除含有氣體燃料CH4和CO2外，還含有H2S和懸浮的顆粒狀雜質。沼氣中的H2S不僅有毒，而且有很強的腐蝕性。過量的H2S和雜質會危及后續設備的壽命。本項目采用生物脫硫工藝對沼氣進行預處理，生物脫硫后三分之一的沼氣經發電機燃燒后產生電能；另三分之二的沼氣經變壓吸附（PSA）提純生產生物天然氣。
沼氣經過初步凈化處理后送入變壓吸附裝置區，首先經過干法脫硫及過濾將沼氣中的硫化氫脫至10ppm以內，然后經沼氣壓縮機加壓至0.5Mpa·G后通過氣液分離及脫油，再經脫碳裝置將沼氣中的CO2、H2O等雜質氣體脫除，最后合格的產品氣接入燃氣管道。
沼氣生物脫硫及變壓吸附提純單元
三、成果及意義
目前徐州國新項目正在服務周邊8個鎮區，已將500多家規模養殖戶納入收運體系，日收運800噸左右，預計2020年夏天達產后，可做到應收盡收；另外，全縣已有700多家飯店與徐州國新項目簽下餐廚廢棄物的收運協議，周邊的公共廁所和小區化糞池的糞便也會進行收集處理。項目下一步準備逐步增加秸稈，進行厭氧發酵，提高沛縣農作物秸稈資源化處理和高值化利用。
徐州國新項目的建成與逐步達產，使得周圍鎮區的畜禽糞便可以做到日產日清，讓糞便不出戶、不過夜，實現對外“零排放”，周邊地區的餐廚垃圾、環衛糞便、農作物秸稈也將通過資源化利用變成廢寶，統統變為生物天然氣及電能，最終實現環境效益、社會效益和經濟效益三贏。
徐州國新項目已入選江蘇省生物天然氣中長期發展規劃項目，迎合了規模化、規范化種植和養殖的趨勢，以畜牧大縣和規模養殖場為重點，以沼氣、生物天然氣和電能為主要處理方向，以農用有機肥和農村能源為主要利用方向，是發展現代農業的必要配套設施。