1、沼渣沼液沼氣綜合利用技術 沼渣沼液沼氣綜合利用技術沼渣沼液的深加工與利用§1 沼渣沼液利用現(xiàn)狀概述應用厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣的研究歷史已近百年在我國隨著沼氣建設的開展上世紀80年代厭氧發(fā)酵殘留物沼渣液的再利用已成為人們普遍關注的問題例如嘗試直接利用沼液浸種沼液育菇沼液噴施果樹和蔬菜進而試用沼液養(yǎng)魚喂豬配置優(yōu)質沼肥和生化農(nóng)藥等實踐證明沼渣液功能的多樣性經(jīng)濟價值逐步被人們廣泛認可一定范圍內得到推廣和應用但僅限于農(nóng)戶沼氣池產(chǎn)生出的沼渣液利用對其機理的深入研究規(guī)?；瘶藴驶星啡狈Ω母锶陙磙r(nóng)村產(chǎn)業(yè)結構調整規(guī)?；s化養(yǎng)殖業(yè)的迅猛開展生態(tài)農(nóng)業(yè)模式的建立農(nóng)村商品經(jīng)濟格局的形成促使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向高產(chǎn)優(yōu)質高

2、效方向大踏步的邁進在此形勢下大型養(yǎng)殖場糞水綜合處理與利用的著力點不再單是開發(fā)利用可再生沼氣能源而更多的考慮是生態(tài)環(huán)境的保護優(yōu)化與資源全方位高效整合利用因而沼渣液深層次的加工開發(fā)與利用已迫不及待的提到議事日程上來當然工業(yè)高濃度有機廢水如淀粉廠釀酒廠糖廠乃至造紙廠厭氧處理工程也在加速興建為防止二次污染環(huán)境其沼渣液的處理也急需尋求更加科學合理的方法和途徑預以解決§2沼渣沼液深加工處理新理念新途徑 從辯證唯物主義觀點看一切物質物種都是資源物質是不滅的它只有形態(tài)的變化而無本質的改變因此合理地調整生產(chǎn)過程中的相生與相斥關系就能夠到達一個生產(chǎn)過程的排泄物轉變?yōu)榱硪簧a(chǎn)過程的輸入物從而到達零排放目標

3、我們稱之為無廢棄物生產(chǎn)過程即循環(huán)經(jīng)濟理念 從上述論點出發(fā)觀察和分析問題應該摒棄工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的廢棄物觀念因為它只是生產(chǎn)動態(tài)過程中的一個相對的物質轉換形態(tài)一切物質均可采用合理轉化途徑使之成為人類賴以生存的有用的物質資源沼渣沼液不例外的屬于沼氣生產(chǎn)過程中的一種輔產(chǎn)物大型沼氣工程日排出大量沼渣液如不加合理轉化利用必將形成二次面源污染和資源浪費這是當前人們面臨的不可回避的而又必須解決的重大課題前面所述的戶用小型沼氣池的沼渣液利用方式從理論以及方法上可行但規(guī)模較大的沼氣工程日排出的大量沼渣液上述途徑那么行不通或效益不高總結吸納國內外的經(jīng)驗必須走產(chǎn)業(yè)化商品化的路子形成產(chǎn)業(yè)鏈條和大力開拓市場多途徑多渠道協(xié)調才

4、能有效地開發(fā)利用沼渣液資源建立和諧的統(tǒng)一的生態(tài)經(jīng)濟的循環(huán)體系其運行模式是類同的但方法是多樣化的我們倡導的五環(huán)產(chǎn)業(yè)并舉和互補型生態(tài)農(nóng)業(yè)良性循環(huán)模式即是一個農(nóng)業(yè)種植養(yǎng)殖加工產(chǎn)業(yè)閉路循環(huán)的例證其中的兩個子體系可再生沼氣能源有機復合肥料生產(chǎn)鏈是在種養(yǎng)加產(chǎn)業(yè)鏈末端又延續(xù)了2個產(chǎn)業(yè)鏈各自獨立又相互關聯(lián)兩者的結合即構成沼渣液利用的一種新途徑圖10-2-1圖10-2-2 因時因地制宜的尋求科學的合理的行之有效的集成技術和先進方法才能真正的解決沼渣液的出路沼渣液處理與利用的新思路新理念新方法新技術及新途徑可初步歸納為如下幾個方面一局部回流至沼氣發(fā)酵裝置中再利用以減少沼氣發(fā)酵稀釋水用量同時兼顧截留富集菌種和一定程

5、度上提高新進物料的溫度一舉多功從節(jié)約用水源頭上做到排污減量化縮小工程投資規(guī)模降低運行本錢是十分有利的但需特別注意控制發(fā)酵物料濃度和酸堿度回流量及時間要嚴格監(jiān)控以防止酸化和抑制產(chǎn)氣二局部輸送到周邊村鎮(zhèn)或相關企業(yè)作為其新建沼氣工程發(fā)酵物料的補充料源和菌種富集進行二級發(fā)酵產(chǎn)氣以村鎮(zhèn)或企業(yè)自身所產(chǎn)的生物質物料為主混配使用但需考慮合理的運距此種方式分散處理沼渣液表達藏氣藏肥于民互贏互利減輕大型沼氣工程的排放壓力三將沼渣液固液別離后適當烘干用作制取固體液體有機復合肥料二維或生物有機復合肥料三維以高科技含量高效高附加值商品肥進入市場銷售科學的配方先進可靠的生產(chǎn)工藝裝備是前提管理和開拓市場銷路是關鍵合理確定市

6、場價位利潤空間要適度售后效勞要到位作為替代國外進口的高檔葉面肥本產(chǎn)品可用于高爾夫球場城市綠化帶施肥以及花卉施肥從效率本錢上具有優(yōu)勢競爭力圖10-2-1 五環(huán)產(chǎn)業(yè)并舉和互補型生態(tài)農(nóng)業(yè)良性循環(huán)模式圖 五環(huán)產(chǎn)業(yè)確指現(xiàn)代化種植集約化養(yǎng)殖深程度加工可再生能源有機復合肥簡稱種養(yǎng)加沼肥五環(huán)產(chǎn)業(yè)圖10-2-2 集約化規(guī)模畜禽養(yǎng)殖場能源與環(huán)保建設示范工程工程結構示意圖五環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈無廢棄物生產(chǎn)過程循環(huán)經(jīng)濟運行模式圖四局部用于設施農(nóng)業(yè)溫室大棚果蔬花卉等的無土栽培營養(yǎng)液土壤調節(jié)劑勿須精細去除固體顆粒養(yǎng)分稍許調配即可使用亦可作為浸種育秧育苗的基液 此項測土施肥均衡施肥技術的研發(fā)和推廣不少單位做了大量的前期工作積累了不少經(jīng)

7、驗可以借鑒和進一步加以完善五大量的沼液可用于大田作物水肥耦合灌溉根據(jù)不同作物生長期均衡施肥和灌溉可依灌溉施肥季節(jié)用罐車運至田間施肥也可在規(guī)劃的田塊修筑沼液貯存池備作施肥季節(jié)使用但輸送的方式以及運輸本錢須認真核算管道或罐車六將局部沼渣液作為氨化飼料制作的N源補充局部替代或混配使用常規(guī)的氨源-碳酸氫銨尿素從而降低本錢七利用沼渣液與秸稈燃燒爐或氣化爐產(chǎn)生的焚灰含鉀混配制取NK有機復合肥其本錢可有效降低焚灰具備吸濕功能可減少烘干能耗減少常規(guī)K2O的復配用量從擴大生物質能源保障率將沼氣與秸稈氣化氣結合是極具互補性的對緩解農(nóng)村能源緊缺十分有利也可利用氣化氣及其制取過程中的余熱作有機復混肥烘干熱源較為方便經(jīng)

8、濟八由于沼渣液經(jīng)厭氧發(fā)酵后高效滅菌殺滅率達95以上大腸桿菌蛔蟲卵和對病蟲害有一定的抑制作用可用于人工草坪綠化帶的底肥或噴施肥也可經(jīng)深加工工廠化處理后用作浸種液九沼渣液的遺傳基因機理尚待深入研究可否作為大牲畜家禽飼料添加劑和魚飼料需慎重對待十經(jīng)固液別離后的沼液可進一步采取五步凈化法達標排放和回收凈化水即用高揚程泵將沼液泵入高位塔曝氣噴淋再利用落差高速溢流挾氣降解COD挑流轉動水輪曝氣和回收動力進入環(huán)流折流池曝氣沉降流入太陽能蒸發(fā)器回收凈水和污泥最后流入生化塘凈化種植水生植物和養(yǎng)殖魚蝦使水質達標養(yǎng)殖業(yè)污物排放標準表N010-2-1 表N010-2-2此系統(tǒng)的多功能化一機多用和一體化設計不僅節(jié)能和提

9、高了效率效益而且形成一個景觀美化環(huán)境圖10-2-3十一對于雞鴨人糞制取沼氣可將沼渣液排入秸稈浸泡池可有效提高產(chǎn)氣量秸稈放入網(wǎng)箱內也可采用高效熱堿處理方法浸泡秸稈青草干草等其浸泡液用作調節(jié)發(fā)酵物料CN但需作技術經(jīng)濟比擬合理評價產(chǎn)投比十二在閑荒土地濕地承載負荷允許的情況下某些地方可以采取人工濕地消納的方法處理COD1000mgl以下的沼水實施草田輪作修養(yǎng)水土一舉多得關鍵是要對該地的土壤地下水狀況有充分的把握以防止次生災害的發(fā)生養(yǎng)殖業(yè)污物排放標準參考值 表NO10-2-1國 家及地 區(qū)生化指標mgL細菌指標個L臭味BOD5CODCRSSKNTPPH大腸桿菌蛔蟲卵上海18020015020265910

10、4 級22級上海2400600400605日本160400200165886德國30170臺灣5050注1排入水體2排入市政管網(wǎng)KN凱式氮mgL TP總氮mgL我國上海地區(qū)要求排放標準1 非農(nóng)灌季節(jié)滿足2級水質排放標準即CODCr80 mgLBOD540 mgL TP05 mgL KN20mgL SS70mgL PH 608523級排放區(qū)水質排放標準即CODcr100 mgLBOD560 mgL TP05 mgL KN20mgL SS100mgL PH 6085 農(nóng)田灌溉水質標準mgL表NO10-2-2序號水作旱作蔬菜1生物需氧量BOD580150802化學需氧量CODcr2003001503

11、懸浮物SS1502001004陰離子外表活性劑8080505凱式氮KN1230306總磷以P計5010107水溫358PH值 55859含鹽量1000非鹽堿土地區(qū)2000鹽堿土地區(qū)有條件的地區(qū)可適當放寬10氯化物25011硫化物10圖10-2-3 景觀式沼液凈化處理沼液高塔曝氣噴淋假山景瀑布高速挾氣溢流挑鼻坎水輪轉動隧道式廊道式分層異粒徑物料過濾太陽能蒸發(fā)器凈水回收系統(tǒng)§3 沼渣液資源數(shù)量分析方法組分構成每天排出沼渣液的數(shù)量與沼氣發(fā)酵工藝發(fā)酵裝置類型以及運行管理有關一般的講可依物流能流動態(tài)平衡各階段降解速率遞減累加法加以統(tǒng)計和計算對于大型沼氣工程共同點是連續(xù)進出料物料濃度和發(fā)酵溫度恒

12、定水力滯留期為確定值且物料降解消化速率和產(chǎn)氣率相對穩(wěn)定故每日進出料總容積相等但濃度有差異發(fā)酵罐總有效容積即罐中物料體積不變進出物料干物質濃度須加以調節(jié)即TS進料TS出料TS1TS2日排出沼渣液數(shù)量統(tǒng)計分析方法和計算的相關數(shù)值如下1發(fā)酵罐有效投入物料容積 V0m32每天投入新物料干物質濃度 TS進料TS13投入物料的容重 r進料tm3r14水力滯留期 T天d5日排出沼渣液的干物質濃度 TS出料TS26排出沼渣液的容重 r出料tm3r2720天水力滯留期發(fā)酵物料降解率n0那么排出等體積物料剩余干物質含量為 n 1n0 一每日投入發(fā)酵罐物料體積為V1 投入物料的重量為 G1 V1·r1 假

13、設新鮮糞的干物質含量為m0那么其含水量W0 1M0相對發(fā)酵物料濃度TS1之干物質含量為mp含水量為wp 1mp那么物料配水比為 設每天投入新鮮糞量為M t那么需稀釋水量為 W M·m0W0 t假設r1為實測值那么 G1 V1·r1 MW二每天由發(fā)酵罐排出的物料體積沼渣液總體積與投入物料體積相等即V2 V1 m3其重量為G2 V2·r2 G2G1由于水力滯留期T 20天物料降解率 n01100故r2r1排出等體積物料的剩余干物質重量為g2 r2×V2×TS2×n G2×TS21n0三如果利用固液別離后的沼渣制取固體有機復合肥料

14、其數(shù)量計算方法如下固肥生產(chǎn)工藝流程為沼渣液固液別離 濕沼渣 烘干 干沼渣 混配制肥 假設固液別離機效率為別離后濕沼渣含水量為K那么含水量為K之濕沼渣量為 S0 G2×TS2 ×1-n0K g2k 設固體有機復合肥料平安儲藏水分為P那么日產(chǎn)含水量P之干沼渣量為 S S0- S0×K- P 假設含水量P之干沼渣量占有機復合肥重量比為Z那么每日可生產(chǎn)有機復合肥數(shù)量為X日 四 沼渣液組分構成 此數(shù)據(jù)取決于發(fā)酵物料種類清理收集方式方法發(fā)酵前處理以及后處理工藝等多種因素必須經(jīng)實測化驗分析才能確定沼氣發(fā)酵剩余物的一般特性如表N010-3-1所描述以以下出幾種畜禽糞污制取沼氣之沼

15、渣液糖廠淀粉廠藥廠之沼渣液組分供參考N010-3-1N010-3-7表N010-3-8表N010-3-10那么對照國內外有機液肥的元素構成及差異表N010-3-1沼氣發(fā)酵剩余物的一般特性描述表N010-3-2人畜禽糞尿養(yǎng)分含量表N010-3-3糖廠糖蜜廢水 同濟大學提供表N010-3-4藥廠抗生素廢水 表N010-3-5豬場沼氣廢液北京 溝豬場沼渣液化驗成分表N010-3-6雞場沼渣液元素含量留民營表N010-3-7國產(chǎn)××沼液有機絡合營養(yǎng)液元素含量綠霸表N010-3-8高美施美國產(chǎn)品有機液肥成分表N010-3-9含鐵露茲美國產(chǎn)品有機液肥成分表N010-3-10豬糞厭氧消化

16、液沼液的主要成分固安鳴英園藝場日光溫室沼氣池表N010-3-11豬糞沼液氨基酸含量表N010-3-12 豬糞沼氣發(fā)酵液揮發(fā)酸含量表N010-3-1310-3-14河北××味精廠沼液成分化驗結果三九味精廠設計方法學要求沼渣沼液的深加工和利用必須從實際出發(fā)根據(jù)已建沼氣工程或擬建沼氣工程的具體情況抽樣化驗其組成才能作為可靠的設計依據(jù)配制的原料才能準確和到達相關標準在確保肥料質量的前提下降低生產(chǎn)本錢 如果要深層次處理達標排放剛必須嚴格遵照國家和地方政府制定法規(guī)標準表N010-2-1N010-2-2所列標準可供設計參考 表N010-3-1 產(chǎn)氣沼氣發(fā)酵有機物質發(fā)酵原料 造肥發(fā)酵剩余物

17、 沼氣池糞水 包含沼氣發(fā)酵過程分解釋放的有機無機酸鹽沼氣水肥 類如銨鹽鉀鹽磷酸鹽等可溶性物質 1難分解的有機剩余物如木質素少量的纖維素及半纖維素等 2腐殖酸類物質 由木質素蛋白質多糖類物質經(jīng)微生物的分解轉化而成 可溶性灰分 吸附于有機殘渣上或與腐殖酸代換結合的銨鉀磷酸根等離子以及某些微量元素等 難溶性灰分 鈣鎂鐵等金屬離子形成的硅酸鹽類碳酸鹽類磷酸鹽類以及其它鹽表N010-3-2農(nóng)業(yè)有機廢物如作物秸稈動物糞便中含有大量有機物質和植物生長需要的氮磷鉀等礦質元素是有機肥料的主要原料現(xiàn)將我國農(nóng)村常用的有機肥料和有機廢物中的養(yǎng)分含量列表見表N010-3-2人畜糞尿養(yǎng)分含量 表N010-3-2水分有機質

18、氮N磷P2O5鉀 K2O 鈣CaO人糞尿70902031005050013037019-豬糞尿829615025056030040012044095009-牛糞尿839414530032050025003015065034001馬糞尿769020065055120030001024150015045羊糞尿658728072065140050003025210046016雞鴨糞糞5056255262163110154140085062-表N010-3-3糖蜜廢水CODcr 812×104mgLBOD5 46104mgLpH 3545TN 0454固形物 1012除水后的干物其中70的有

19、機質總糖 127g100ml復原糖 066g100mlP 168mg100mlK 944gkgCa 221 gkgMg 231 gkg全氮 0454相當于284的蛋白質含量天冬氨酸 0093蘇氨酸 002絲氨酸 0022谷氨酸 10脯氨酸 0012甘氨酸 0037丙氨酸 0066胱氨酸 未檢出纈氨酸 0028蛋氨酸 0002異亮氨酸 0022亮氨酸 0029酪氨酸 0008苯丙氨酸 0008賴氨酸 0010組氨酸 0006精氨酸 0012鳥氨酸 0074總氨酸 145表N010-3-4抗生素廢水水分 5742以下的含量為被測工程占總干重點含量粗蛋白 3498脂肪 374灰分 1140粗纖維 4

20、22天冬氨酸 206蘇氨酸 082絲氨酸 041谷氨酸 376脯氨酸 083甘氨酸 221丙氨酸 295胱氨酸 未檢出纈氨酸 124蛋氨酸 188異亮氨酸 082亮氨酸 228酪氨酸 030組氨酸 039苯丙氨酸 092賴氨酸 081精氨酸 1226鳥氨酸 105總氨酸 3499抗生素發(fā)酵廢渣P 14gkg相當于P2O5 32K 372gkg相當于K2O 045Ca 3634gkgMg 2174 gkg表N010-3-5葦溝豬場沼氣廢液分析報告參考mgl鉀K鐵Fe錳Mn銅Cu鋅Zn鉻Cr鉬Mo磷P鉛Pb鋇Ba鋁Al鈷Co鍶Sr釩V鎳Ni硅Si鈦Ti硼B(yǎng)鋰Li鎂Mg鈣Ca鈉NaPHN克升腐殖酸總

21、C量表N010-3-6北京大興留民營雞糞沼液元素含量 最后出口殘留物 與河北霸州臨北村牛糞沼液有機絡合營養(yǎng)液成分對照元素名稱元素含量比照 mgl 留民營雞糞沼液牛糞沼液絡合營養(yǎng)液鋁Al196320鈣Ca5139360鐵Fe2519363鉀K1213124000鎂Mn2144239錳Mn03854-鈉Na2141880鋅Zn2389390銅Cu01873260鉬Mo00272400鎳Ni0030404鉛Pb02061nn 無 鉻Cr00779016磷P2308317 P-Ges 硫S1732-硼B(yǎng)01278-鈷Co00157006鎘Cd00070012備注GSB10200N-Ges 總氮 514

22、00NH4-N 氨氮 20700P- Ges 總磷 3170表N010-3-7 表N010-3-8表N010-3-9 有機液體肥料分析報告 參考 mgl綠霸高美施含鐵露茲3321303鉀 K455471993865857鐵 Fe1182495552494錳 Mn12736331193銅 Cu253521491022鋅 Zn3655777547鉻 Cr01254040125鉬 Mo6272878901磷 P4080409415729鉛 Pb017501750175鋇 Ba087818841896鋁Al017510013914鈷 Co007500757273鍶 Sr3279155973釩 V005

23、46255311鎳 Ni00251120025硅 Si178415979665鑭 La015015015鈦 Ti002527819757硼 B62868452015鋰 Li25833690125鎂 Mg02171409鈣 Ca137199124791鈉 Na325288713251胡敏酸富里酸總C量390801304565850PH920920570N克升1864144468253綠霸霸州產(chǎn)32高美施美國130含鐵露茲美國表N010-3-10河北固安鳴英園藝場豬糞沼液成分化驗表厭氧消化物沼液的主要成分Table2 The main composition of the biogas liqui

24、d隨著我國沼氣建設事業(yè)的開展將沼氣發(fā)酵液用于農(nóng)田施肥和噴施都取得了良好的增產(chǎn)效果大量實驗結果說明沼氣發(fā)酵液對農(nóng)作物具有促進生長增強抗逆性包括抗病抗蟲抗冷凍及提高產(chǎn)量和產(chǎn)品質量的作用經(jīng)國內外大量研究工作發(fā)現(xiàn)在厭氧消化液中除含有NPKCaCuZnFe等大量元素和微量元素外經(jīng)厭氧微生物發(fā)酵后消化液中一些為生物體所必須氨基酸脂肪酸揮發(fā)酸黃腐酸B族維生素生長素核苷酸及酶類等物質國外對豬糞經(jīng)厭氧消化后的氨基酸含量的變化進行了分析其結果如下見表N010-3-11表N010-3-11豬糞經(jīng)厭氧消化后氨基酸含量的變化類別速效鉀 mgkg 速效磷 mgkg 全氮 mgkg 速效銅 mgkg 速效鐵 mgkg 速效

25、錳 mgkg 速效鋅 mgkg 有機質 pH沼液9082061802060025040402070082787氨基酸濃 度mgL進料液出料液內氨酸59932509纈氨酸27343745甘氨酸21351760異亮氨酸35214757脯氨酸42702697絲氨酸412524蛋氨酸14612022羥脯氨酸1311112苯丙氨酸41955843大冬氨酸14611423谷氨酸78775酪氨酸微量262烏氨酸微量150賴氨酸3001348精氨酸5991948總計3757336493表中所列17種氨基酸其中10種氨基酸含量增加7種氨基酸含量減少氨基酸總量從37573mgL減低到36493 mgL只減少了28

26、7僅從氨基酸含量變化來看可以說厭氧消化使重要營養(yǎng)成分得到了保存由于在沼氣發(fā)酵過程中所產(chǎn)氣體的主要成分為CH4和CO2其它營養(yǎng)成分如NPK及各種礦質均未損失加之大量繁殖的沼氣發(fā)酵細菌死亡后釋放出各種生物活性物質包括生長素維生素核苷酸等所以用厭氧消化液作為植物營養(yǎng)液具有良好的物質保證表N010-3-12 列出北京平谷縣某豬場沼氣發(fā)酵液揮發(fā)酸含量mgl表N010-3-13河北××味精廠沼液成果化驗結果表表N010-3-14乙酸丙酸丁酸TVApH44495622755206770CODmglBODmglSSmglPH1號沼渣液10251975097612號BF濾水686176378

27、843注沼液為味精廠沼氣發(fā)酵罐排放的發(fā)酵液沼渣液濾水為經(jīng)BF濾池過濾的沼液§4生態(tài)環(huán)境保護與資源整合一體化從戰(zhàn)略高度考慮農(nóng)業(yè)豐那么根底強農(nóng)民富那么國家盛農(nóng)村穩(wěn)那么社會安十五特別是十一五期間農(nóng)業(yè)特別是以養(yǎng)殖業(yè)為龍頭以沼氣工程為核心以資源能源綜合利用為具體表達的循環(huán)農(nóng)業(yè)生態(tài)農(nóng)業(yè)得到迅速開展 2007年?中共中央國務院關于積極開展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)扎實推進社會主義新農(nóng)村建設假設干意見?指出開展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)是社會主義新農(nóng)村建設的首要任務是以科學開展觀統(tǒng)領農(nóng)村工作的必然要求推進現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設順應我國經(jīng)濟開展的客觀趨勢符合當今世界農(nóng)業(yè)開展的一般規(guī)律是促進農(nóng)民增加收入的根本途徑是提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力的重要舉措是建

28、設社會主義新農(nóng)村的產(chǎn)業(yè)根底 文件中還強調開展新型農(nóng)用工業(yè)是增強農(nóng)業(yè)物質裝備的重要依托其中優(yōu)化肥料結構加快開展適合不同土壤不同作物特點的專用肥緩釋肥具有十分重要的意義 ?中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會開展第十一個五年規(guī)劃綱要?也提出了資源能源利用效率的提高和可持續(xù)能力增強的經(jīng)濟社會的開展目標同時也強調優(yōu)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)品結構開展高產(chǎn)優(yōu)質高效生態(tài)平安農(nóng)產(chǎn)品的必然性和必要性 各地政府也依此提出了建設宜居城市建設生態(tài)型農(nóng)業(yè)的目標 上述的方針政策也為農(nóng)業(yè)領域沼氣工程建設以及沼渣液的綜合開發(fā)和利用指明了方向 黨的十七屆三中全會重申和強調重視三農(nóng)的迫切性黨的十七大報告明確指出建設生態(tài)文明根本形成節(jié)約能源資源和保護生態(tài)

29、環(huán)境的產(chǎn)業(yè)結構增長方式消費模式開展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟是在農(nóng)業(yè)領域落實黨的十七大精神和科學開展觀的重大舉措農(nóng)業(yè)的開展農(nóng)村面貌的改善不僅僅是一個涉及眾多范疇的戰(zhàn)略問題還是一個涵蓋諸多科技領域和產(chǎn)業(yè)鏈條的復雜體系重視防止農(nóng)林牧副漁業(yè)的開展造成的環(huán)境退化資源浪費與破壞在近幾年受到越來越多的關注 國內外的研究與實踐證明在諸多影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的因素中土水肥能的綜合協(xié)調是確保農(nóng)業(yè)可持續(xù)開展的重要條件之一土壤結構的破壞地力逐漸下降與水資源肥源能源的短缺和失調密切相關并嚴重制約了兩高一優(yōu)農(nóng)業(yè)的開展改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境質量必須將四種資源納入一體考慮 農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境質量的提高意味著需要抑制由某些物質或某種能量過速積累和過度積聚

30、而形成的所謂廢棄物合理調整它們的相互關系摒棄廢棄物的觀念是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一個重大的觀念轉變它必將引起人們的重新思考和現(xiàn)有某些農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工藝路線的改變從而實現(xiàn)資源的合理開發(fā)利用和環(huán)境的治理及保護兩大目標而我們的農(nóng)村沼氣工程建設恰恰是圍繞這一目標并為之效勞的 為了徹底消除沼氣發(fā)酵過程中排放的大量沼渣液造成的二次污染以及資源浪費在諸多消納和利用沼渣液的方法和途徑上優(yōu)選利用沼渣液制取有機無機復合肥料的思路是正確的可行的 通過厭氧工藝制取沼氣沼渣液制取固體液體有機無機復合商品肥料是調動糞污資源能源肥源兩大功能的最正確途徑 能肥共生體系具有極強的互補性和一體化功能沼氣開發(fā)可用于肥料生產(chǎn)的能源保障有機復合肥替

31、代化肥可改進土壤和農(nóng)作物品質同時還將以商品肥形式走向市場供給更廣泛地區(qū)的用肥需求并獲取更大的經(jīng)濟回報為農(nóng)民全面奔小康改善村鎮(zhèn)衛(wèi)生面貌提高居住和生活質量奠定堅實的物質根底實現(xiàn)污染控制最小化效益最大化目標首薦這種深加工利用沼渣液模式在當前極具現(xiàn)實性和可操作性工程的建設投資運行管理設備使用效益互補這種共生體系具有很大的開展?jié)摿纱蟠蠼档图夹g和投資風險見圖No10-4-1能肥共生體系集約化規(guī)模畜禽養(yǎng)殖場 制氣制肥生產(chǎn)工藝流程圖§5工藝技術路線確定及工藝設備選擇 工藝技術路線確定及工藝設備選擇以整體創(chuàng)新協(xié)調循環(huán)綜合利用為總的指導思想按照減量化無害化資源化生態(tài)化的原那么選擇并確定工藝技術方案 整

32、體的觀念是貫穿沼渣液開發(fā)利用的全過程將其視為資源以系統(tǒng)工程的理念全方位多層次多功能高效率的思維模式進行總體規(guī)劃和設計集國內外先進的行之有效的技術于一體 創(chuàng)新表達在以沼渣液為載體制取有機復合肥是復合肥家族中的新興產(chǎn)品其技術品質實用效果均處于前沿地位 為此近年來國家相關部門制定和公布了一系列的標準法規(guī)和監(jiān)測指標如?有機無機復混合肥?GB18877-2002?有機肥料?NY525-2002?肥料中大腸菌群的測定?GBTXXX-2004以及?數(shù)值修改規(guī)那么?GB8170-1987等近期又公布了?生物有機肥標準?具體的有機復合肥生產(chǎn)管理技術要求指標如下 一 葉面肥要求1 含腐殖酸葉面肥料組工的腐殖酸含量

33、82 水不溶物1250倍水53 PH 34 微量元素含量6主要為鐵錳銅鋅硼等 二 生物有機肥產(chǎn)品技術要求表No10-5-1有機質gl總氮 N gl總磷 P mgl總鉀 K gl 1號沼渣液034208113950552號BF濾水0288048996057相當長的時期內人們將開展大型沼氣工程產(chǎn)生的大量沼渣液視為一種沉重負擔望而卻步甚至予以否認如今在有政策扶持技術支撐的新形勢下以沼渣液為原料生產(chǎn)有機復合肥 或稱有機無機 復合肥生物有機無機 復合肥 是我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)開展中的必然趨勢也是農(nóng)業(yè)生態(tài)良性循環(huán)和開展循環(huán)經(jīng)濟的必要其具有獨特的優(yōu)勢1 首先它能改進土壤理化性狀培養(yǎng)地力增強土壤保水抗旱能力2 它能

34、顯著提高各類作物的產(chǎn)品品質3 它能將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大量的有機排泄物如畜禽糞便作物秸稈生活有機垃圾食品加工廢棄物等作為載體循環(huán)再利用經(jīng)多層次轉化為沼氣再生能源及相應的肥料產(chǎn)品既提高了環(huán)境質量實現(xiàn)了零排放目標又實現(xiàn)了廢棄物資源化和增值的目標4 以沼渣液為載體開展有機復合肥符合國家優(yōu)先開展的十大產(chǎn)業(yè)政策利國利民必然會得到國家和各級政府的大力支持 在科學合理的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結構調整中以上所述的建立生產(chǎn)沼氣與沼渣液制取有機復合肥生產(chǎn)鏈相互促生優(yōu)勢互補極大地激活農(nóng)業(yè)開展和新農(nóng)村建設的動力促進經(jīng)濟社會和生態(tài)環(huán)保效益的高度和諧統(tǒng)一突顯了協(xié)調循環(huán)綜合利用的指導理念 遵循自然規(guī)律和社會經(jīng)濟規(guī)律依據(jù)黨和政府的方針政策技術路線

35、上采用五個結合實現(xiàn)三個目標即有機與無機營養(yǎng)相結合大量元素與微量元素相結合肥和藥相結合速效與緩效相結合植物體內酶激活與土壤肥力有效性相結合從而實現(xiàn)該類肥料的高效化多功能化與無害化三個目標 工藝設備選擇應走集成國內外先進而行之有效的技術手段和裝備的路子借鑒和研發(fā)相結合傳統(tǒng)和創(chuàng)新優(yōu)化組合投資合理運行可靠維修簡便詳見工程實例 工藝生產(chǎn)流程框圖如下a 固體有機無機復合肥料工藝流程圖主要工藝設備見§6表No10-6-1液體有機無機復合肥料工藝流程圖主要工藝設備見§6表No10-6-2在此需強調指出先進科學合理的工藝路線的實現(xiàn)需借助先進可靠的工藝裝備作保障才能將沼渣液轉化為高效高附加值的

36、有機復合商品肥料§6 工程實例剖析 工程案例A河北省某地區(qū)規(guī)?；B(yǎng)豬場沼氣工程建設工程該養(yǎng)豬場沼氣工程規(guī)模為824m3 修建2座412 m3 搪瓷鋼板發(fā)酵罐設計容積產(chǎn)氣率為1 m31 m3d 發(fā)酵物料濃度TS 68恒定中溫 35 發(fā)酵水力滯留期T 20天日可產(chǎn)沼氣824 m3d 沼氣低熱值qJ 5500kcal m3 23MJ m3 在已建沼氣工程根底上修建兩條有機無機復合肥料生產(chǎn)線固體有機無機復合肥液體有機無機復合肥 一 相關計算與設計參數(shù)如下1 兩個沼氣發(fā)酵罐日排出沼渣液總量計算 2×412m3gv _ 412m3d 20經(jīng)恒定中溫35發(fā)酵水力滯留期T 20天發(fā)酵物料降

37、解率可達n0 70其比重降至r 103tm3那么剩余的干物質數(shù)量為n 1-n0 1-70 30經(jīng)擠壓螺旋固液別離機德國FAN型號別離后之沼渣干物質含量K 50亦即其含水量為50那么日產(chǎn)含水量50的濕沼渣量為 S0 qv×r×TS×nk 412×103×006×0305 153td假設有機無機復合肥平安儲藏水分P 14出廠產(chǎn)品 那么經(jīng)烘干達14含水量之干沼渣量為S S0-S0×K-P 153-153× 50-14 098t1td2 以1t之干沼渣為載體生產(chǎn)有機無機復合肥料占其重量比重為20那么日可生產(chǎn)復合肥數(shù)量為 S

38、 1X日 5td 20 02那么年產(chǎn)量 生產(chǎn)規(guī)模 360×5 1800t年單班生產(chǎn)能力 3將含水量K 50之濕沼渣經(jīng)FAN別離機別離后烘干至平安儲藏水分P 14所需能耗計算 常壓下汽化熱R0 540kcalkgH2O 需去除的水分重量W S0-S 153-1 053t 530kg 烘干所需熱量Q能耗 R0×W 540×530 286200kcal 假設沼氣低熱值qj 5500kcalm3熱風爐熱效率1 09逆風重力烘干塔效率2 085那么烘干所需沼氣用量 熱負荷 為 J烘干肥 Q能耗qj×1×2 2862005500×09×

39、08568m3d 烘干用?沼氣熱風爐?有關技術參數(shù)選用天津華能集團能源設備廠之熱風爐其主要技術指標如下a 供熱量74×104kcalhb 進換熱器煙氣流量Qr 3437Nm3hc 熱風溫度250±5 可調 d 總裝機容量 245kw 無換熱器時僅為95kw e 排煙溫度160f 使用壽命8年設備組成a 燃燒器燒嘴D×-150 空氣鼓風機 9-19 No45A 4kw b 配風室耐高溫磚保溫磚耐火纖維c 換熱器材質1Cr 18Ni 9Ti 20G 也可直接鼓風至烘干機 d 風機引風機 -39 No4D 55kw 換熱鼓風機 4-72No6C 15kw 熱負荷35萬k

40、calhe 配電柜及控制儀表參考價格138萬元系統(tǒng) 不含換熱器為57萬元 4枯燥 烘干 時間確定 M0-MeT _ h MJ式中T枯燥時間 h M0物料初始水分 M0 50 Me物料烘干后要求水分平安儲藏水分Me 14 MJ沼渣每小時1h水分降低百分率一般不宜太快對于制肥MJ 1530該工程設計假設取MJ 25那么 50-14T 144 h 25德國FAN別離機別離豬糞沼渣液的效率為20m3h該工程日排出沼渣液最大量為412 m3用一臺FAN別離機需工作2h假設配套工作T 2 h 那么水分降低百分率為50-14 MJ _ 18 25依據(jù)投資能力近期沼氣工程規(guī)模按日提供干沼渣最大量那么一期工程規(guī)

41、模為1 固體有機無機復合肥料年單班生產(chǎn)能力為2000tY2 液體有機無機復合肥料視市場開拓狀況暫定年單班生產(chǎn)能力為1000tY二沼氣有機復合肥共生體系總平面布置圖圖10-6-1工藝設備平面立面布置圖見圖10-6-2圖10-6-3流水不腐戶樞不蠹之哲學理念凈化污水圖10-6-1三固體有機復合肥平面立面布置圖10-6-2四液體有機復合肥平面立面布置圖圖10-6-3圖10-6-3五兩條生產(chǎn)線主要設備一覽表表10-6-1表10-6-2主要生產(chǎn)工藝設備選型有機無機固體顆粒復合肥料主要設備一覽表 表N010-6-1工程劑型粉劑顆粒有效活菌數(shù)CFU億020g020有機質 以干基計 250250水分含量300

42、150PH值55855585類大腸菌群數(shù)100個g ml 蛔蟲卵死亡率95有效期6個月序號設備名稱型號尺寸功率KW單價元數(shù)量合計價格元備注1生物擴培罐125m3751050001105000生產(chǎn)生物有機復合肥2粉碎機P-70075230001230003塔式烘干機55945001945004錐形混料機LH-1555270001270005擠壓造粒機32型32480001480006噴淋裝置1112000112000生產(chǎn)生物有機肥序號設備名稱型號尺寸功率KW單價元數(shù)量合計價格元備注7篩分機ZLS12751450001145000一期工程不予考慮8二次低溫枯燥機19包裝機3420001420001

43、0低壓配電開關柜80001800011斗提機P-40022×4881050044200012皮帶機13設備接口114151850018500合計5A風機93442000025650003備注1固液別離機熱風爐排風除塵機等為沼氣站配套共用設備 2一期工程不安裝篩分機和二次低溫枯燥機設備投資為42萬元以上初步報價含17增值稅不含運費 3二期投資565萬元有機無機液體復合肥料主要設備一覽表 表N010-6-2序號設備名稱型號尺寸功率KW單價元數(shù)量合計價格元備注1沉降折流塔D 35m3層010混凝土自建2衛(wèi)生離心泵Q 5th202不銹鋼5×075 37525005125003離心機

44、8003179001179003044酸發(fā)酵罐1200×13002× 15055 41240002480002021500L5絮凝罐1000×130011158001158002021000L6絡合罐電加熱1000夾套9075 97524500124500202600L7混合復配罐100011158001158002021000L8成品罐1380231001231002022000L9過濾器102015m256001560020210換熱器03 m289001890030411灌裝機1304自采12管路閥門50至80系統(tǒng)配件440001套4400030413總配電柜320001套3200014電動葫蘆025t02512001套1200工字鋼導軌自行設計安裝合計2305249300備注以上初步報價含17增值稅不含運費六投資評估與效益分析1固體有機復合肥利用沼渣為主要載體a本錢費S有機復合肥原料費全元素精細高檔商品肥料的8項主要原材料本錢合計為S