——以甘肅康源現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有限公司尾菜處理為例"/>
高 虹
(甘肅省榆中縣農(nóng)村能源辦公室,甘肅 榆中 730100)
榆中縣是蘭州高原夏菜的主產(chǎn)區(qū)和發(fā)源地,也是西北“北菜南運、西菜東調(diào)”最大的產(chǎn)地型集散中心。縣域內(nèi)蔬菜產(chǎn)區(qū)處于西北的黃金種植區(qū),包含中部川塬河谷區(qū)、南部高寒二陰山區(qū)、北部干旱山區(qū)3大區(qū)域,海拔1500~3000 m,黃土高原土層深厚,高海拔晝夜溫差大,光照足,光合作用強,熱量降雨量適中,有利于營養(yǎng)物質(zhì)的積累,是天然的綠色蔬菜種植區(qū)域??h域內(nèi)蔬菜種植歷史悠久,技術(shù)成熟,種植的主要品種為花椰菜、西蘭花、甘藍(lán)、筍子、芹菜、大白菜、娃娃菜、西葫蘆、芥藍(lán)、胡蘿卜、百合、茄子、辣椒、番茄及葉菜類等30多個蔬菜品種。生產(chǎn)的蔬菜具有明顯的地方特色,無污染、品質(zhì)好,富含各種維生素、纖維素等營養(yǎng)物質(zhì),色澤鮮亮,菜香濃郁,口感甜脆,結(jié)構(gòu)緊密,外觀美觀等,且高原夏菜上市期佳,每年5—11月都有產(chǎn)品供應(yīng),彌補了東南沿海城市夏秋季蔬菜生產(chǎn)的斷檔期。榆中縣先后被國家認(rèn)定為全國特色高原夏菜產(chǎn)業(yè)知名品牌創(chuàng)建示范區(qū)、全國無公害蔬菜生產(chǎn)示范基地縣、全國農(nóng)業(yè)(蔬菜)標(biāo)準(zhǔn)化示范縣、國家級出口蔬菜質(zhì)量安全示范區(qū)、全國縣域數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展水平評價先進(jìn)縣、第二批中國特色農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)勢區(qū)、省級農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全縣,國家認(rèn)證品牌價值58.99億元,蘭州高原夏菜已成為享譽全國的一張重要名片。區(qū)域內(nèi)有大型蔬菜批發(fā)交易中心、多家蔬菜保鮮庫,幾萬人從事蔬菜相關(guān)工作,產(chǎn)品銷往廣州、深圳等60多個南方大城市80多個蔬菜市場,蔬菜品相、口感備受消費者推崇。
2020年榆中縣蔬菜種植面積達(dá)到2.22萬hm2,產(chǎn)量75萬t,實現(xiàn)產(chǎn)值19億元,高原夏菜總產(chǎn)值占全縣農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的51%,還帶動了包裝運輸?shù)榷⑷a(chǎn)業(yè)的興起與發(fā)展。高原夏菜產(chǎn)業(yè)不但成為榆中縣農(nóng)民致富增收的支柱產(chǎn)業(yè),還輻射帶動皋蘭、永登等蘭州周邊縣及張掖、武威、定西等地高原夏菜的發(fā)展。
蔬菜產(chǎn)業(yè)在生產(chǎn)環(huán)節(jié)化肥農(nóng)藥用量高,有機肥用量少,循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平不高。蔬菜上市期大量產(chǎn)生廢菜爛葉,嚴(yán)重影響產(chǎn)地環(huán)境和蔬菜生產(chǎn)安全。在銷售環(huán)節(jié),蔬菜入庫精選后上市,造成庫區(qū)堆集大量的尾菜,不僅占用大量加工場地,而且如果處理不及時、不到位,發(fā)生腐爛變質(zhì)后易滋生蚊蠅、污染水體,嚴(yán)重影響庫區(qū)周圍生產(chǎn)生活環(huán)境,造成環(huán)境污染和水污染。據(jù)統(tǒng)計,2020年全縣流通環(huán)節(jié)產(chǎn)生50多萬t尾菜,已制約了蔬菜產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。如何治理尾菜污染已成為蔬菜生產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展必須要解決的現(xiàn)實問題。對其開發(fā)利用,變廢為寶是企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的迫切需要。本文主要介紹榆中縣甘肅康源現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有限公司在尾菜處理方面所做的探索。
甘肅康源現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有限公司成立于2015年7月,在榆中縣三角城流轉(zhuǎn)土地66.67 hm2,是一家集農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、加工、銷售、電子商務(wù)、采摘觀光、休閑體驗、科創(chuàng)融合為一體的國家級農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化重點龍頭企業(yè)。聯(lián)合多家農(nóng)業(yè)科研院所、高校,引進(jìn)新技術(shù)、新品種,通過產(chǎn)業(yè)擴規(guī)模、提質(zhì)量、延鏈條、增效益等措施,做大做強蘭州高原夏菜產(chǎn)業(yè),助推鄉(xiāng)村振興發(fā)展。甘肅康源現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有限公司2016年被認(rèn)定為榆中縣農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化重點龍頭企業(yè),2017年以來先后被認(rèn)定為市級、省級、國家級農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)重點龍頭化企業(yè)。截至目前,已取得良好農(nóng)業(yè)(GAP)、30多個品種綠色、出口資質(zhì)備案等認(rèn)證。
甘肅康源公司建成蔬菜保鮮庫1座,年儲銷蔬菜10萬t左右,每年產(chǎn)生尾菜3萬~4萬t。尾菜如何處理和利用成為甘肅康源現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有限公司及榆中縣蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展必須要解決的難題。2017年以來,甘肅康源現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有限公司在尾菜處理方面投入大量的資金、人力,依托省內(nèi)外專家技術(shù)力量,多方調(diào)研、論證、研究、探索,結(jié)合現(xiàn)有處理技術(shù),建成了尾菜沼氣化處理模式。
該模式選擇交通便利、地勢平坦、向陽的空地,建設(shè)以沼氣發(fā)酵池為核心的厭氧處理系統(tǒng),安裝沼氣凈化設(shè)備1套(脫硫設(shè)備、脫水設(shè)備)、沼氣輸配管網(wǎng)、沼液和沼渣輸送管道、沼氣發(fā)電設(shè)備、固液分離設(shè)備、沼氣燃燒利用及其他輔助設(shè)備。該工程采用CSTR-ABR-AF工藝,紅泥軟體沼氣池在厭氧條件下,污水通過微生物作用降解轉(zhuǎn)化,達(dá)到污水的減量化、資源化與無害化目的。
該沼氣處理系統(tǒng)發(fā)酵池為鋼砼結(jié)構(gòu),由8個池容208 m3相對獨立、并排布置的發(fā)酵池和4個池容25 m3的調(diào)配池組成,總發(fā)酵池容1764 m3,每個池體上部為厚度1.2 mm的聚氯乙烯軟體紅泥沼氣浮罩形工藝覆蓋。配套尾菜預(yù)處理池1處,池容1200 m3,沼液存貯池1處,池容1000 m3,儲氣袋4個(70 m3×4)。形成如圖1所示的尾菜沼氣化處理循環(huán)系統(tǒng)。
圖1 尾菜沼氣化處理循環(huán)系統(tǒng)
原料準(zhǔn)備→原料預(yù)處理→原料調(diào)配→沼氣池厭氧發(fā)酵→獲得沼氣、沼肥。
3.2.1 原料準(zhǔn)備 大白菜、芹菜、娃娃菜、筍子、菜花及葉菜類等廢棄的根莖葉尾菜,輔料為養(yǎng)殖場牛糞、生石灰、沼液(接種物)、沼氣微生物菌劑等。
3.2.2 原料預(yù)處理 尾菜入池前的預(yù)處理技術(shù)是影響能否正常發(fā)酵的關(guān)鍵步驟,尾菜中水分占70%~90%,水分含量高,C/N低,極易腐爛變質(zhì),同時也有微量的農(nóng)藥殘留。通過對發(fā)酵原料預(yù)處理,可以有效降解農(nóng)藥殘留,更快發(fā)酵產(chǎn)氣。取準(zhǔn)備好的尾菜莖葉粉碎至3~5 cm,打入預(yù)處理池,沼液浸泡制漚,為了使尾菜充分發(fā)酵,通過空氣壓縮機向池內(nèi)輸送足夠的氧氣,加速蔬菜腐爛,時間在7~14 d,根據(jù)氣溫條件確定。加入生石灰調(diào)節(jié)pH值至7.0~7.5。
3.2.3 原料調(diào)配 將制漚好的尾菜漿和堆漚后的牛糞混合投入調(diào)配池,根據(jù)不同發(fā)酵階段調(diào)節(jié)尾菜漿和牛糞比例,使之達(dá)到合適的C/N(20比1左右),然后充分混合攪拌。
3.2.4 沼氣池厭氧發(fā)酵 將預(yù)處理后的混合原料投入發(fā)酵池內(nèi),達(dá)到池容的75%~80%,加入沼液(接種物),添加沼氣微生物菌劑(加速發(fā)酵),充分?jǐn)嚢?,進(jìn)行厭氧發(fā)酵,有機物分解,產(chǎn)生沼氣,發(fā)酵剩余物就是沼液。
3.2.5 獲得沼氣、沼液 產(chǎn)生的沼氣經(jīng)過凈化脫水處理,存儲于氣袋中,用于末端利用,沼液排放到存貯池中用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
4.1.1 解決了蔬菜保鮮庫尾菜污染的難題 該循環(huán)系統(tǒng)實現(xiàn)了蔬菜保鮮庫尾菜集中處理生產(chǎn)線建設(shè)并示范利用,有效利用尾菜,通過粉碎、一次發(fā)酵、二次厭氧發(fā)酵等工序,使有機物充分分解,達(dá)到無害化處理的要求。沼氣化處理模式也成為連接養(yǎng)殖業(yè)、種植業(yè)的紐帶,有效治理農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中帶來的環(huán)境污染問題,生態(tài)效益明顯。
4.1.2 實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)廢棄物資源化循環(huán)利用 由于沼氣池內(nèi)是厭氧狀態(tài),有害病菌和蟲卵無法生長,所以沼液中沒有了病菌和蟲卵,含有較豐富的營養(yǎng)物質(zhì),經(jīng)過完全發(fā)酵的沼液,排放到沼液存貯池,經(jīng)過1周左右的有氧還原,即可作為肥料施用,達(dá)到資源化利用的效果,形成“農(nóng)業(yè)生產(chǎn)→尾菜→沼氣化處理→沼肥還田→農(nóng)業(yè)生產(chǎn)”的閉環(huán)循環(huán)模式。
4.2.1 節(jié)約化肥、農(nóng)藥、煤炭、電力、水費等開支 該系統(tǒng)每天處理尾菜100~200 t,最大處理量300 t,每年菜庫從5—10月運行共6個月,可處理庫區(qū)尾菜3~4萬t,日產(chǎn)沼氣800~1000 m3,年產(chǎn)16萬~20萬m3,日產(chǎn)沼液200 m3,年產(chǎn)沼肥約40000 m3,可供園區(qū)66.67 hm2蔬菜生產(chǎn)消納;也可固液分離利用沼渣結(jié)合育苗基質(zhì),年育優(yōu)質(zhì)苗500萬株。綜合計算,1 m3沼液按50元計算,40000 m3共計200萬元;化肥農(nóng)藥節(jié)約3000元/hm2,66.67 hm2地可節(jié)約開支20萬元;育苗大棚沼氣燈燃燒取暖年可節(jié)約煤炭費用5萬元;炊事用氣用電每年節(jié)約煤炭費用1萬元;沼氣發(fā)電帶動固液分離機、粉碎機,可節(jié)約電費2萬元;尾菜處理費節(jié)約10萬元;該工程每年可節(jié)約支出238萬元。
4.2.2 提升品質(zhì),增加產(chǎn)量,提高價格,增加收入沼液、沼渣是營養(yǎng)最全、最均衡的肥料,含有豐富的有機質(zhì)和較多的腐殖酸,既有速效性,又兼具緩效性,可利用率高,是多元的速效復(fù)合肥,可做底肥,可隨水施肥,也可葉面噴施,能迅速被農(nóng)作物吸收利用,逐年施用還可有效改良土壤理化性質(zhì),提高肥力。沼液對蔬菜真菌、細(xì)菌等病害和白蜘蛛、蚜蟲、地蛆等蟲害均有顯著防效,被稱為生物農(nóng)藥。通過近幾年的實踐證明,0.07 hm2地施沼肥3~5 m3,化肥農(nóng)藥使用量可減少30%以上,病蟲害發(fā)生率降低15%;節(jié)水10%以上;在番茄、辣椒、西葫蘆的對比實驗中,使用沼肥的產(chǎn)品在?;ū9?、果實膨大等方面都能發(fā)揮明顯的作用,生產(chǎn)出的番茄、辣椒、西葫蘆等色澤好、口感好、個頭大、品質(zhì)優(yōu)秀,還可明顯延長采摘期,提高產(chǎn)量15%以上,從而實現(xiàn)減少支出、增加產(chǎn)量、提高售價、獲得顯著經(jīng)濟效益的目的。
面對嚴(yán)重影響蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展和農(nóng)村人居環(huán)境的“尾菜”垃圾,作為省級農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)龍頭企業(yè),敢于創(chuàng)新,不怕失敗,勇于探索,嘗試走出一條特色鮮明、效益顯著、規(guī)模經(jīng)營的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)健康發(fā)展之路。
甘肅康源現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有限公司尾菜沼氣化處理模式通過近5年的不斷建設(shè)、探索、改進(jìn),實現(xiàn)了尾菜無害化處理、資源化利用,能高效解決尾菜的污染,是一種可行的模式。但在實踐過程中還存在工藝不完善的地方,如發(fā)酵池底部沒有設(shè)置污泥排放口,發(fā)酵殘余物沉積在厭氧池底部難以清理等問題,今后還需要繼續(xù)探索,不斷引進(jìn)先進(jìn)理念、技術(shù)、設(shè)備,逐步完善工藝流程,達(dá)到比較理想的運行管理狀態(tài)。