“畜-沼-果”糞污綠色循環(huán)利用模式案例

董壯麗，劉佩，任靈肖（辛集市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局）

辛集市是生豬養(yǎng)殖大縣，近幾年來畜禽糞污治理工作一直是重點和難點問題，按照國務(wù)院辦公廳《關(guān)于加快推進畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用的意見》要求，辛集市積極構(gòu)建了覆蓋全市的畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用體系機制。 其中“畜-沼-果”畜禽糞污綠色循環(huán)利用模式起到了良好的示范作用。 這種模式是以大型糞污集中處理中心依托專利厭氧發(fā)酵技術(shù)，以畜禽糞便、秸稈等有機廢棄物為原料生產(chǎn)生物有機肥， 用于梨果等的種植， 生產(chǎn)的沼氣用于周邊工業(yè)的利用能源。

辛集市田家莊糞污集中處理中心采用“畜-沼-果”畜禽糞污綠色循環(huán)利用模式成效明顯， 該中心由河北博能盛諾生物質(zhì)能源科技有限公司建設(shè)， 依托自有專利厭氧發(fā)酵技術(shù)， 對田家莊鄉(xiāng)及周邊7 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的畜禽糞污、 農(nóng)作物秸稈及餐廚垃圾等進行處理。 年處理糞污25.55 萬噸， 實現(xiàn)30000 畝農(nóng)田種植秸稈等廢物綜合利用， 年產(chǎn)360 萬立方米沼氣，年產(chǎn)10000 噸生物有機肥。 沼氣輸送至臨近工業(yè)企業(yè) （辛集市銀葉制品有限公司） 作為清潔熱力能源； 沼液生產(chǎn)濃縮葉面肥或通過滴灌輸送農(nóng)田； 生物有機肥用于周邊7000 畝果樹種植， 自有生態(tài)梨園150 畝，年生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水果90 萬斤。

糞污集中處理中心收集畜禽糞污、農(nóng)作物秸稈等有機廢棄物，通過調(diào)節(jié)池攪拌系統(tǒng)進入提升泵到達厭氧罐，在厭氧罐經(jīng)過充分厭氧處理，消除有害菌， 產(chǎn)生大量的植物抗生素和有益菌，最后生成沼氣、沼液和沼渣。 沼渣加工成生物有機肥，施入果園、農(nóng)田，可有效改良土壤，提高作物品質(zhì)。 沼液通過管道進入沼液儲存池，按15%比例稀釋后，用于周圍農(nóng)田、果園、菜園、苗圃等灌溉施肥；或生產(chǎn)濃縮葉面肥。

沼氣通過凈化提純達到天然氣標準，天然氣經(jīng)壓縮可供應(yīng)半徑100公里以內(nèi)的天然氣加氣站或銷售給當?shù)厣a(chǎn)企業(yè)作為清潔能源外，還可作為政府的民生工程用于周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民生活供氣。

一、模式優(yōu)勢

一是糞污處理過程密閉， 處理過程清潔環(huán)保，無二次污染，保護環(huán)境。 二是解決了中小型養(yǎng)殖企業(yè)和農(nóng)場主的養(yǎng)殖廢物處理的困擾。 三是畜禽糞便的環(huán)保處理， 有效地殺滅病菌、病毒、寄生蟲卵、減少人畜病害，減少疾病和流行病的發(fā)生。 四是改良土壤，疏松肥沃。 減少化肥使用的同時， 生物肥內(nèi)部的大量有機成分和微生物可以高效疏松板結(jié)的土壤，協(xié)助釋放土壤內(nèi)的營養(yǎng)成分，從而使土壤能更加疏松和肥沃。 五是健全農(nóng)村和城市生活垃圾的處理體系，形成良好的環(huán)境循環(huán)。

二、工藝技術(shù)特點

采用以“CCSR”（高濃度復(fù)合原料分層次厭氧反應(yīng)器） 為核心的能源生態(tài)型厭氧發(fā)酵工藝。 優(yōu)化了固菌回流、提升式仿生菌床、分段分溫及動態(tài)發(fā)酵等新工藝， 克服了常規(guī)反應(yīng)器的缺點，加快發(fā)酵速度；促使消化反應(yīng)速度及產(chǎn)氣率進一步提高，從而縮短發(fā)酵周期。 在同等條件下，可使厭氧效率提高20%以上。

三、模式特點

一是整個反應(yīng)器的發(fā)酵濃度較高， 最高發(fā)酵濃度在15-17TS%左右，物料在整個反應(yīng)器內(nèi)呈現(xiàn)固態(tài)；二是采用高濃度活塞式進料設(shè)備，頂部進料，底部排渣，物料呈現(xiàn)多層發(fā)酵后排出， 克服了物料發(fā)酵短路的問題；三是發(fā)酵原料適應(yīng)性更廣，可實現(xiàn)全秸稈和全畜禽糞便發(fā)酵或任意比例混合發(fā)酵； 四是沼液可全部回流再用，能耗低，操作簡便，杜絕了常規(guī)厭氧發(fā)酵所產(chǎn)沼液無法處理的問題；五是沼渣呈現(xiàn)固態(tài)（如污泥狀），一般不經(jīng)固液分離即可直接

!用于農(nóng)田施肥或制作生物有機肥用；六是結(jié)構(gòu)緊湊、占地少，省略了其他工藝龐大的沼液儲存池等設(shè)施；七是高濃度發(fā)酵及智能破殼、增溫、排渣設(shè)計，省略同類沼氣工程中必須使用的固液分離設(shè)備、 一級二級提升設(shè)備、 機械攪拌破殼等高能耗動力設(shè)備，使能效比最大化。

四、工藝流程

（一）原料的預(yù)處理系統(tǒng)

農(nóng)作物秸稈首先經(jīng)過預(yù)處理，利用秸稈專用粉碎機將秸稈粉碎揉搓至小于5 厘米。 粉碎后的秸稈、收集的鮮豬糞、牛糞匯入進料池，通過攪拌， 使其干物質(zhì)濃度維持在10%左右的范圍內(nèi)， 以利于后續(xù)厭氧發(fā)酵的進行。 之后由專用上料設(shè)備送入?yún)捬醢l(fā)酵罐內(nèi)進行厭氧發(fā)酵。

（二）厭氧發(fā)酵過程

從養(yǎng)殖場收集的糞污及秸稈經(jīng)預(yù)處理后被定時定量地輸送到厭氧發(fā)酵罐。 厭氧發(fā)酵罐頂部設(shè)置有進料管， 攪拌好的均勻原料通過泵打入?yún)捬醢l(fā)酵罐內(nèi)進行發(fā)酵。 在冬季為防止進料溫度低，影響發(fā)酵溫度，造成厭氧發(fā)酵罐內(nèi)溫度的降低，需利用發(fā)電余熱作為加熱源來為厭氧罐增溫，減少對發(fā)酵溫度的沖擊，維持中溫發(fā)酵的條件， 并使晝夜溫差不超過1℃。 原料進行厭氧發(fā)酵，產(chǎn)生的沼氣經(jīng)脫水、 脫硫等設(shè)備凈化后進入貯氣柜， 然后用于工業(yè)鍋爐燃燒用能及發(fā)電自用。 沼渣排入沼渣貯池，用于生產(chǎn)有機肥，供果樹施肥；沼液流入沼液貯池，再經(jīng)濃縮處理后生產(chǎn)葉面肥， 用于果樹噴淋施肥。

（三）沼氣的儲存

穩(wěn)定工作狀況下， 每天可產(chǎn)沼氣10000 立方米左右。 沼氣經(jīng)計量后進入到容積5000 立方米的柔性氣柜。 雙膜柔性氣柜適用于各類氣體的儲存和恒壓。 它是由雙層特殊的、柔軟的高強聚酯纖維膜和控制、操作系統(tǒng)聯(lián)合制造而成。 內(nèi)膜用于儲存各類氣體， 外膜用于恒壓控制和保持形狀。 它具有以下特點：造價低，壽命長，安全性高，自重輕，安裝容易，使用簡便，全自動控制，無需維護，無水操作，不會結(jié)冰等。

（四）沼氣的凈化與利用

沼氣的凈化一般包括沼氣的脫水、脫硫和二氧化碳。

1.沼氣的脫水采用重力方法，并在輸送沼氣管路的最低點將管路中水蒸氣排除。

2. 沼氣脫硫采用干式脫硫劑脫硫。 脫硫后達到用于能源直接燃燒的沼氣中硫化氫濃度應(yīng)低于20 毫克/立方米。沼氣作為清潔高效能源，其熱值為2.1×104 焦耳/立方米，將脫水、脫硫后的沼氣貯存于氣柜中，供工業(yè)鍋爐用能及發(fā)電自用。

（五）沼肥的綜合利用

生產(chǎn)的厭氧發(fā)酵殘余物沼渣肥固液分離后用于生產(chǎn)有機肥； 沼液經(jīng)10 倍濃縮后制作成葉面肥。 有機肥、葉面肥用于周圍果樹的施肥、噴淋，促進果樹的生長發(fā)育，提高產(chǎn)量和質(zhì)量。 施用肥料在提高種植收益的同時，改善了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，消除了污染， 降低了工人生產(chǎn)過程中的勞動強度。 沼肥的綜合利用實現(xiàn)了整個生產(chǎn)過程無廢棄物排放（即“零排放”）， 實現(xiàn)了物質(zhì)循環(huán)的合理利用。

該公司與京東牽手合作，于2018 年簽約“京東農(nóng)場項目”，依托京東供應(yīng)鏈、物流、大數(shù)據(jù)、營銷、金融和技術(shù)能力， 按照京東農(nóng)場全程可視化溯源體系， 完善農(nóng)田生產(chǎn)和管理標準體系，實現(xiàn)“畜-沼-果”綠色循環(huán)利用生態(tài)農(nóng)業(yè)。