沼渣沼液沼氣綜合利用技術(shù)

1、沼渣沼液沼氣綜合利用技術(shù) 沼渣沼液沼氣綜合利用技術(shù)沼渣沼液的深加工與利用§1 沼渣沼液利用現(xiàn)狀概述應(yīng)用厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣的研究歷史已近百年在我國(guó)隨著沼氣建設(shè)的開展上世紀(jì)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(guān)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(jìn)而試用沼液養(yǎng)魚喂豬配置優(yōu)質(zhì)沼肥和生化農(nóng)藥等實(shí)踐證明沼渣液功能的多樣性經(jīng)濟(jì)價(jià)值逐步被人們廣泛認(rèn)可一定范圍內(nèi)得到推廣和應(yīng)用但僅限于農(nóng)戶沼氣池產(chǎn)生出的沼渣液利用對(duì)其機(jī)理的深入研究規(guī)模化標(biāo)準(zhǔn)化尚欠缺乏改革三十年來農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)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(jì)格局的形成促使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高

2、效方向大踏步的邁進(jìn)在此形勢(shì)下大型養(yǎng)殖場(chǎng)糞水綜合處理與利用的著力點(diǎn)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(hù)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(dāng)然工業(yè)高濃度有機(jī)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(xué)合理的方法和途徑預(yù)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(diǎn)看一切物質(zhì)物種都是資源物質(zhì)是不滅的它只有形態(tài)的變化而無本質(zhì)的改變因此合理地調(diào)整生產(chǎn)過程中的相生與相斥關(guān)系就能夠到達(dá)一個(gè)生產(chǎn)過程的排泄物轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪簧a(chǎn)過程的輸入物從而到達(dá)零排放目標(biāo)

3、我們稱之為無廢棄物生產(chǎn)過程即循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念 從上述論點(diǎn)出發(fā)觀察和分析問題應(yīng)該摒棄工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的廢棄物觀念因?yàn)樗皇巧a(chǎn)動(dòng)態(tài)過程中的一個(gè)相對(duì)的物質(zhì)轉(zhuǎn)換形態(tài)一切物質(zhì)均可采用合理轉(zhuǎn)化途徑使之成為人類賴以生存的有用的物質(zhì)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(zhuǎn)化利用必將形成二次面源污染和資源浪費(fèi)這是當(dāng)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(jié)吸納國(guó)內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)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(chǎng)多途徑多渠道協(xié)調(diào)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(jì)的循環(huán)體系其運(yùn)行模式是類同的但方法是多樣化的我們倡導(dǎo)的五環(huán)產(chǎn)業(yè)并舉和互補(bǔ)型生態(tài)農(nóng)業(yè)良性循環(huán)模式即是一個(gè)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(gè)子體系可再生沼氣能源有機(jī)復(fù)合肥料生產(chǎn)鏈?zhǔn)窃诜N養(yǎng)加產(chǎn)業(yè)鏈末端又延續(xù)了2個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈各自獨(dú)立又相互關(guān)聯(lián)兩者的結(jié)合即構(gòu)成沼渣液利用的一種新途徑圖10-2-1圖10-2-2 因時(shí)因地制宜的尋求科學(xué)的合理的行之有效的集成技術(shù)和先進(jìn)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(shù)及新途徑可初步歸納為如下幾個(gè)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(shí)兼顧截留富集菌種和一定程

5、度上提高新進(jìn)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(yùn)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(shí)間要嚴(yán)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(guān)企業(yè)作為其新建沼氣工程發(fā)酵物料的補(bǔ)充料源和菌種富集進(jìn)行二級(jí)發(fā)酵產(chǎn)氣以村鎮(zhèn)或企業(yè)自身所產(chǎn)的生物質(zhì)物料為主混配使用但需考慮合理的運(yùn)距此種方式分散處理沼渣液表達(dá)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(dāng)烘干用作制取固體液體有機(jī)復(fù)合肥料二維或生物有機(jī)復(fù)合肥料三維以高科技含量高效高附加值商品肥進(jìn)入市場(chǎng)銷售科學(xué)的配方先進(jìn)可靠的生產(chǎn)工藝裝備是前提管理和開拓市場(chǎng)銷路是關(guān)鍵合理確定市

6、場(chǎng)價(jià)位利潤(rùn)空間要適度售后效勞要到位作為替代國(guó)外進(jìn)口的高檔葉面肥本產(chǎn)品可用于高爾夫球場(chǎng)城市綠化帶施肥以及花卉施肥從效率本錢上具有優(yōu)勢(shì)競(jìng)爭(zhēng)力圖10-2-1 五環(huán)產(chǎn)業(yè)并舉和互補(bǔ)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(jī)復(fù)合肥簡(jiǎn)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(chǎng)能源與環(huán)保建設(shè)示范工程工程結(jié)構(gòu)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(jì)運(yùn)行模式圖四局部用于設(shè)施農(nóng)業(yè)溫室大棚果蔬花卉等的無土栽培營(yíng)養(yǎng)液土壤調(diào)節(jié)劑勿須精細(xì)去除固體顆粒養(yǎng)分稍許調(diào)配即可使用亦可作為浸種育秧育苗的基液 此項(xiàng)測(cè)土施肥均衡施肥技術(shù)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(yàn)可以借鑒和進(jìn)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(zhǎng)期均衡施肥和灌溉可依灌溉施肥季節(jié)用罐車運(yùn)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(yùn)輸本錢須認(rèn)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(bǔ)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(jī)復(fù)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(fù)配用量從擴(kuò)大生物質(zhì)能源保障率將沼氣與秸稈氣化氣結(jié)合是極具互補(bǔ)性的對(duì)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(jī)復(fù)混肥烘干熱源較為方便經(jīng)

8、濟(jì)八由于沼渣液經(jīng)厭氧發(fā)酵后高效滅菌殺滅率達(dá)95以上大腸桿菌蛔蟲卵和對(duì)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(jī)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(duì)待十經(jīng)固液別離后的沼液可進(jìn)一步采取五步凈化法達(dá)標(biāo)排放和回收凈化水即用高揚(yáng)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(zhuǎn)動(dòng)水輪曝氣和回收動(dòng)力進(jìn)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(zhì)達(dá)標(biāo)養(yǎng)殖業(yè)污物排放標(biāo)準(zhǔn)表N010-2-1 表N010-2-2此系統(tǒng)的多功能化一機(jī)多用和一體化設(shè)計(jì)不僅節(jié)能和提

9、高了效率效益而且形成一個(gè)景觀美化環(huán)境圖10-2-3十一對(duì)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(nèi)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(diào)節(jié)發(fā)酵物料CN但需作技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬合理評(píng)價(jià)產(chǎn)投比十二在閑荒土地濕地承載負(fù)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(shí)施草田輪作修養(yǎng)水土一舉多得關(guān)鍵是要對(duì)該地的土壤地下水狀況有充分的把握以防止次生災(zāi)害的發(fā)生養(yǎng)殖業(yè)污物排放標(biāo)準(zhǔn)參考值 表NO10-2-1國(guó) 家及地 區(qū)生化指標(biāo)mgL細(xì)菌指標(biāo)個(gè)L臭味BOD5CODCRSSKNTPPH大腸桿菌蛔蟲卵上海18020015020265910

10、4 級(jí)22級(jí)上海2400600400605日本160400200165886德國(guó)30170臺(tái)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(guó)上海地區(qū)要求排放標(biāo)準(zhǔn)1 非農(nóng)灌季節(jié)滿足2級(jí)水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)即CODCr80 mgLBOD540 mgL TP05 mgL KN20mgL SS70mgL PH 608523級(jí)排放區(qū)水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)即CODcr100 mgLBOD560 mgL TP05 mgL KN20mgL SS100mgL PH 6085 農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)mgL表NO10-2-2序號(hào)水作旱作蔬菜1生物需氧量BOD580150802化學(xué)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(jì)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(dāng)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(zhuǎn)動(dòng)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(gòu)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(yùn)行管理有關(guān)一般的講可依物流能流動(dòng)態(tài)平衡各階段降解速率遞減累加法加以統(tǒng)計(jì)和計(jì)算對(duì)于大型沼氣工程共同點(diǎn)是連續(xù)進(jìn)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(duì)穩(wěn)定故每日進(jìn)出料總?cè)莘e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(jìn)出物料干物質(zhì)濃度須加以調(diào)節(jié)即TS進(jìn)料TS出料TS1TS2日排出沼渣液數(shù)量統(tǒng)計(jì)分析方法和計(jì)算的相關(guān)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(zhì)濃度 TS進(jìn)料TS13投入物料的容重 r進(jìn)料tm3r14水力滯留期 T天d5日排出沼渣液的干物質(zhì)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(zhì)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(shè)新鮮糞的干物質(zhì)含量為m0那么其含水量W0 1M0相對(duì)發(fā)酵物料濃度TS1之干物質(zhì)含量為mp含水量為wp 1mp那么物料配水比為 設(shè)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(shè)r1為實(shí)測(cè)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(zhì)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(jī)復(fù)合肥料

14、其數(shù)量計(jì)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(shè)固液別離機(jī)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(shè)固體有機(jī)復(fù)合肥料平安儲(chǔ)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(shè)含水量P之干沼渣量占有機(jī)復(fù)合肥重量比為Z那么每日可生產(chǎn)有機(jī)復(fù)合肥數(shù)量為X日 四 沼渣液組分構(gòu)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(shí)測(cè)化驗(yàn)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(duì)照國(guó)內(nèi)外有機(jī)液肥的元素構(gòu)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(jì)大學(xué)提供表N010-3-4藥廠抗生素廢水 表N010-3-5豬場(chǎng)沼氣廢液北京 溝豬場(chǎng)沼渣液化驗(yàn)成分表N010-3-6雞場(chǎng)沼渣液元素含量留民營(yíng)表N010-3-7國(guó)產(chǎn)××沼液有機(jī)絡(luò)合營(yíng)養(yǎng)液元素含量綠霸表N010-3-8高美施美國(guó)產(chǎn)品有機(jī)液肥成分表N010-3-9含鐵露茲美國(guó)產(chǎn)品有機(jī)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(chǎng)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(yàn)結(jié)果三九味精廠設(shè)計(jì)方法學(xué)要求沼渣沼液的深加工和利用必須從實(shí)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(yàn)其組成才能作為可靠的設(shè)計(jì)依據(jù)配制的原料才能準(zhǔn)確和到達(dá)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)在確保肥料質(zhì)量的前提下降低生產(chǎn)本錢 如果要深層次處理達(dá)標(biāo)排放剛必須嚴(yán)格遵照國(guó)家和地方政府制定法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)表N010-2-1N010-2-2所列標(biāo)準(zhǔn)可供設(shè)計(jì)參考 表N010-3-1 產(chǎn)氣沼氣發(fā)酵有機(jī)物質(zhì)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(jī)無機(jī)酸鹽沼氣水肥 類如銨鹽鉀鹽磷酸鹽等可溶性物質(zhì) 1難分解的有機(jī)剩余物如木質(zhì)素少量的纖維素及半纖維素等 2腐殖酸類物質(zhì) 由木質(zhì)素蛋白質(zhì)多糖類物質(zhì)經(jīng)微生物的分解轉(zhuǎn)化而成 可溶性灰分 吸附于有機(jī)殘?jiān)匣蚺c腐殖酸代換結(jié)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(jī)廢物如作物秸稈動(dòng)物糞便中含有大量有機(jī)物質(zhì)和植物生長(zhǎng)需要的氮磷鉀等礦質(zhì)元素是有機(jī)肥料的主要原料現(xiàn)將我國(guó)農(nóng)村常用的有機(jī)肥料和有機(jī)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(jī)質(zhì)

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(jī)質(zhì)總糖 127g100ml復(fù)原糖 066g100mlP 168mg100mlK 944gkgCa 221 gkgMg 231 gkg全氮 0454相當(dāng)于284的蛋白質(zhì)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(cè)工程占總干重點(diǎn)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(dāng)于P2O5 32K 372gkg相當(dāng)于K2O 045Ca 3634gkgMg 2174 gkg表N010-3-5葦溝豬場(chǎng)沼氣廢液分析報(bào)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(yíng)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(jī)絡(luò)合營(yíng)養(yǎng)液成分對(duì)照元素名稱元素含量比照 mgl 留民營(yíng)雞糞沼液牛糞沼液絡(luò)合營(yíng)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(jī)液體肥料分析報(bào)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(guó)130含鐵露茲美國(guó)表N010-3-10河北固安鳴英園藝場(chǎng)豬糞沼液成分化驗(yàn)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(guó)沼氣建設(shè)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(shí)驗(yàn)結(jié)果說明沼氣發(fā)酵液對(duì)農(nóng)作物具有促進(jìn)生長(zhǎng)增強(qiáng)抗逆性包括抗病抗蟲抗冷凍及提高產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量的作用經(jīng)國(guó)內(nèi)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(zhǎng)素核苷酸及酶類等物質(zhì)國(guó)外對(duì)豬糞經(jīng)厭氧消化后的氨基酸含量的變化進(jìn)行了分析其結(jié)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(jī)質(zhì) pH沼液9082061802060025040402070082787氨基酸濃 度mgL進(jìn)料液出料液內(nèi)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(jì)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(yíng)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(yíng)養(yǎng)成分如NPK及各種礦質(zhì)均未損失加之大量繁殖的沼氣發(fā)酵細(xì)菌死亡后釋放出各種生物活性物質(zhì)包括生長(zhǎng)素維生素核苷酸等所以用厭氧消化液作為植物營(yíng)養(yǎng)液具有良好的物質(zhì)保證表N010-3-12 列出北京平谷縣某豬場(chǎng)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(yàn)結(jié)果表表N010-3-14乙酸丙酸丁酸TVApH44495622755206770CODmglBODmglSSmglPH1號(hào)沼渣液10251975097612號(hào)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(hù)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(qiáng)農(nóng)民富那么國(guó)家盛農(nóng)村穩(wěn)那么社會(huì)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(dá)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(guó)務(wù)院關(guān)于積極開展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)扎實(shí)推進(jìn)社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)假設(shè)干意見?指出開展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)是社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)的首要任務(wù)是以科學(xué)開展觀統(tǒng)領(lǐng)農(nóng)村工作的必然要求推進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)順應(yīng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)開展的客觀趨勢(shì)符合當(dāng)今世界農(nóng)業(yè)開展的一般規(guī)律是促進(jìn)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(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村的產(chǎn)業(yè)根底 文件中還強(qiáng)調(diào)開展新型農(nóng)用工業(yè)是增強(qiáng)農(nóng)業(yè)物質(zhì)裝備的重要依托其中優(yōu)化肥料結(jié)構(gòu)加快開展適合不同土壤不同作物特點(diǎn)的專用肥緩釋肥具有十分重要的意義 ?中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)開展第十一個(gè)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(qiáng)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)的開展目標(biāo)同時(shí)也強(qiáng)調(diào)優(yōu)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)開展高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)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(shè)宜居城市建設(shè)生態(tài)型農(nóng)業(yè)的目標(biāo) 上述的方針政策也為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域沼氣工程建設(shè)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(huì)重申和強(qiáng)調(diào)重視三農(nóng)的迫切性黨的十七大報(bào)告明確指出建設(shè)生態(tài)文明根本形成節(jié)約能源資源和保護(hù)生態(tài)

29、環(huán)境的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)增長(zhǎng)方式消費(fèi)模式開展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)是在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域落實(shí)黨的十七大精神和科學(xué)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(gè)涉及眾多范疇的戰(zhàn)略問題還是一個(gè)涵蓋諸多科技領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)鏈條的復(fù)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(fèi)與破壞在近幾年受到越來越多的關(guān)注 國(guó)內(nèi)外的研究與實(shí)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(diào)是確保農(nóng)業(yè)可持續(xù)開展的重要條件之一土壤結(jié)構(gòu)的破壞地力逐漸下降與水資源肥源能源的短缺和失調(diào)密切相關(guān)并嚴(yán)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(zhì)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(zhì)量的提高意味著需要抑制由某些物質(zhì)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(diào)整它們的相互關(guān)系摒棄廢棄物的觀念是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一個(gè)重大的觀念轉(zhuǎn)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(shí)現(xiàn)資源的合理開發(fā)利用和環(huán)境的治理及保護(hù)兩大目標(biāo)而我們的農(nóng)村沼氣工程建設(shè)恰恰是圍繞這一目標(biāo)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(fèi)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(jī)無機(jī)復(fù)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(jī)無機(jī)復(fù)合商品肥料是調(diào)動(dòng)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(qiáng)的互補(bǔ)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(jī)復(fù)合肥替

31、代化肥可改進(jìn)土壤和農(nóng)作物品質(zhì)同時(shí)還將以商品肥形式走向市場(chǎng)供給更廣泛地區(qū)的用肥需求并獲取更大的經(jīng)濟(jì)回報(bào)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(zhì)量奠定堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)根底實(shí)現(xiàn)污染控制最小化效益最大化目標(biāo)首薦這種深加工利用沼渣液模式在當(dāng)前極具現(xiàn)實(shí)性和可操作性工程的建設(shè)投資運(yùn)行管理設(shè)備使用效益互補(bǔ)這種共生體系具有很大的開展?jié)摿纱蟠蠼档图夹g(shù)和投資風(fēng)險(xiǎn)見圖No10-4-1能肥共生體系集約化規(guī)模畜禽養(yǎng)殖場(chǎng) 制氣制肥生產(chǎn)工藝流程圖§5工藝技術(shù)路線確定及工藝設(shè)備選擇 工藝技術(shù)路線確定及工藝設(shè)備選擇以整體創(chuàng)新協(xié)調(diào)循環(huán)綜合利用為總的指導(dǎo)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(shù)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(jìn)行總體規(guī)劃和設(shè)計(jì)集國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的行之有效的技術(shù)于一體 創(chuàng)新表達(dá)在以沼渣液為載體制取有機(jī)復(fù)合肥是復(fù)合肥家族中的新興產(chǎn)品其技術(shù)品質(zhì)實(shí)用效果均處于前沿地位 為此近年來國(guó)家相關(guān)部門制定和公布了一系列的標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)和監(jiān)測(cè)指標(biāo)如?有機(jī)無機(jī)復(fù)混合肥?GB18877-2002?有機(jī)肥料?NY525-2002?肥料中大腸菌群的測(cè)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(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)?具體的有機(jī)復(fù)合肥生產(chǎn)管理技術(shù)要求指標(biāo)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(jī)肥產(chǎn)品技術(shù)要求表No10-5-1有機(jī)質(zhì)gl總氮 N gl總磷 P mgl總鉀 K gl 1號(hào)沼渣液034208113950552號(hào)BF濾水0288048996057相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)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(fù)擔(dān)望而卻步甚至予以否認(rèn)如今在有政策扶持技術(shù)支撐的新形勢(shì)下以沼渣液為原料生產(chǎn)有機(jī)復(fù)合肥 或稱有機(jī)無機(jī) 復(fù)合肥生物有機(jī)無機(jī) 復(fù)合肥 是我國(guó)農(nóng)業(yè)可持續(xù)開展中的必然趨勢(shì)也是農(nóng)業(yè)生態(tài)良性循環(huán)和開展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的必要其具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)1 首先它能改進(jìn)土壤理化性狀培養(yǎng)地力增強(qiáng)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(zhì)3 它能將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大量的有機(jī)排泄物如畜禽糞便作物秸稈生活有機(jī)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(zhuǎn)化為沼氣再生能源及相應(yīng)的肥料產(chǎn)品既提高了環(huán)境質(zhì)量實(shí)現(xiàn)了零排放目標(biāo)又實(shí)現(xiàn)了廢棄物資源化和增值的目標(biāo)4 以沼渣液為載體開展有機(jī)復(fù)合肥符合國(guó)家優(yōu)先開展的十大產(chǎn)業(yè)政策利國(guó)利民必然會(huì)得到國(guó)家和各級(jí)政府的大力支持 在科學(xué)合理的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中以上所述的建立生產(chǎn)沼氣與沼渣液制取有機(jī)復(fù)合肥生產(chǎn)鏈相互促生優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)極大地激活農(nóng)業(yè)開展和新農(nóng)村建設(shè)的動(dòng)力促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)和生態(tài)環(huán)保效益的高度和諧統(tǒng)一突顯了協(xié)調(diào)循環(huán)綜合利用的指導(dǎo)理念 遵循自然規(guī)律和社會(huì)經(jīng)濟(jì)規(guī)律依據(jù)黨和政府的方針政策技術(shù)路線

35、上采用五個(gè)結(jié)合實(shí)現(xiàn)三個(gè)目標(biāo)即有機(jī)與無機(jī)營(yíng)養(yǎng)相結(jié)合大量元素與微量元素相結(jié)合肥和藥相結(jié)合速效與緩效相結(jié)合植物體內(nèi)酶激活與土壤肥力有效性相結(jié)合從而實(shí)現(xiàn)該類肥料的高效化多功能化與無害化三個(gè)目標(biāo) 工藝設(shè)備選擇應(yīng)走集成國(guó)內(nèi)外先進(jìn)而行之有效的技術(shù)手段和裝備的路子借鑒和研發(fā)相結(jié)合傳統(tǒng)和創(chuàng)新優(yōu)化組合投資合理運(yùn)行可靠維修簡(jiǎn)便詳見工程實(shí)例 工藝生產(chǎn)流程框圖如下a 固體有機(jī)無機(jī)復(fù)合肥料工藝流程圖主要工藝設(shè)備見§6表No10-6-1液體有機(jī)無機(jī)復(fù)合肥料工藝流程圖主要工藝設(shè)備見§6表No10-6-2在此需強(qiáng)調(diào)指出先進(jìn)科學(xué)合理的工藝路線的實(shí)現(xiàn)需借助先進(jìn)可靠的工藝裝備作保障才能將沼渣液轉(zhuǎn)化為高效高附加值的

36、有機(jī)復(fù)合商品肥料§6 工程實(shí)例剖析 工程案例A河北省某地區(qū)規(guī)?；B(yǎng)豬場(chǎng)沼氣工程建設(shè)工程該養(yǎng)豬場(chǎng)沼氣工程規(guī)模為824m3 修建2座412 m3 搪瓷鋼板發(fā)酵罐設(shè)計(jì)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(jī)無機(jī)復(fù)合肥料生產(chǎn)線固體有機(jī)無機(jī)復(fù)合肥液體有機(jī)無機(jī)復(fù)合肥 一 相關(guān)計(jì)算與設(shè)計(jì)參數(shù)如下1 兩個(gè)沼氣發(fā)酵罐日排出沼渣液總量計(jì)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(dá)n0 70其比重降至r 103tm3那么剩余的干物質(zhì)數(shù)量為n 1-n0 1-70 30經(jīng)擠壓螺旋固液別離機(jī)德國(guó)FAN型號(hào)別離后之沼渣干物質(zhì)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(shè)有機(jī)無機(jī)復(fù)合肥平安儲(chǔ)藏水分P 14出廠產(chǎn)品 那么經(jīng)烘干達(dá)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(jī)無機(jī)復(fù)合肥料占其重量比重為20那么日可生產(chǎn)復(fù)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(jī)別離后烘干至平安儲(chǔ)藏水分P 14所需能耗計(jì)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(shè)沼氣低熱值qj 5500kcalm3熱風(fēng)爐熱效率1 09逆風(fēng)重力烘干塔效率2 085那么烘干所需沼氣用量 熱負(fù)荷 為 J烘干肥 Q能耗qj×1×2 2862005500×09×

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

40、calhe 配電柜及控制儀表參考價(jià)格138萬元系統(tǒng) 不含換熱器為57萬元 4枯燥 烘干 時(shí)間確定 M0-MeT _ h MJ式中T枯燥時(shí)間 h M0物料初始水分 M0 50 Me物料烘干后要求水分平安儲(chǔ)藏水分Me 14 MJ沼渣每小時(shí)1h水分降低百分率一般不宜太快對(duì)于制肥MJ 1530該工程設(shè)計(jì)假設(shè)取MJ 25那么 50-14T 144 h 25德國(guó)FAN別離機(jī)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(tái)FAN別離機(jī)需工作2h假設(shè)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(jī)無機(jī)復(fù)合肥料年單班生產(chǎn)能力為2000tY2 液體有機(jī)無機(jī)復(fù)合肥料視市場(chǎng)開拓狀況暫定年單班生產(chǎn)能力為1000tY二沼氣有機(jī)復(fù)合肥共生體系總平面布置圖圖10-6-1工藝設(shè)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(xué)理念凈化污水圖10-6-1三固體有機(jī)復(fù)合肥平面立面布置圖10-6-2四液體有機(jī)復(fù)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(shè)備一覽表表10-6-1表10-6-2主要生產(chǎn)工藝設(shè)備選型有機(jī)無機(jī)固體顆粒復(fù)合肥料主要設(shè)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(jī)質(zhì) 以干基計(jì) 250250水分含量300

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

43、0低壓配電開關(guān)柜80001800011斗提機(jī)P-40022×4881050044200012皮帶機(jī)13設(shè)備接口114151850018500合計(jì)5A風(fēng)機(jī)93442000025650003備注1固液別離機(jī)熱風(fēng)爐排風(fēng)除塵機(jī)等為沼氣站配套共用設(shè)備 2一期工程不安裝篩分機(jī)和二次低溫枯燥機(jī)設(shè)備投資為42萬元以上初步報(bào)價(jià)含17增值稅不含運(yùn)費(fèi) 3二期投資565萬元有機(jī)無機(jī)液體復(fù)合肥料主要設(shè)備一覽表 表N010-6-2序號(hào)設(shè)備名稱型號(hào)尺寸功率KW單價(jià)元數(shù)量合計(jì)價(jià)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(jī)

44、8003179001179003044酸發(fā)酵罐1200×13002× 15055 41240002480002021500L5絮凝罐1000×130011158001158002021000L6絡(luò)合罐電加熱1000夾套9075 97524500124500202600L7混合復(fù)配罐100011158001158002021000L8成品罐1380231001231002022000L9過濾器102015m256001560020210換熱器03 m289001890030411灌裝機(jī)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(dòng)葫蘆025t02512001套1200工字鋼導(dǎo)軌自行設(shè)計(jì)安裝合計(jì)2305249300備注以上初步報(bào)價(jià)含17增值稅不含運(yùn)費(fèi)六投資評(píng)估與效益分析1固體有機(jī)復(fù)合肥利用沼渣為主要載體a本錢費(fèi)S有機(jī)復(fù)合肥原料費(fèi)全元素精細(xì)高檔商品肥料的8項(xiàng)主要原材料本錢合計(jì)為S