蔬菜保鮮庫尾菜沼氣化處理模式探索
——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）

1 榆中縣蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況

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(yùn)、西菜東調(diào)”最大的產(chǎn)地型集散中心?？h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(qiáng)，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(gè)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(bǔ)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(jí)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(píng)價(jià)先進(jìn)縣、第二批中國特色農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)區(qū)、省級(jí)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全縣，國家認(rèn)證品牌價(jià)值58.99億元，蘭州高原夏菜已成為享譽(yù)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(gè)南方大城市80多個(gè)蔬菜市場(chǎng)，蔬菜品相、口感備受消費(fèi)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(shí)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(dòng)了包裝運(yùn)輸?shù)榷?、三產(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(dòng)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。

2 影響蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸問題

蔬菜產(chǎn)業(yè)在生產(chǎn)環(huán)節(jié)化肥農(nóng)藥用量高，有機(jī)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(chǎng)地，而且如果處理不及時(shí)、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(jì)，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(shí)問題。對(duì)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(yàn)、科創(chuàng)融合為一體的國家級(jí)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)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(kuò)規(guī)模、提質(zhì)量、延鏈條、增效益等措施，做大做強(qiáng)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(diǎn)龍頭企業(yè)，2017年以來先后被認(rèn)定為市級(jí)、省級(jí)、國家級(jí)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)龍頭化企業(yè)。截至目前，已取得良好農(nóng)業(yè)（GAP）、30多個(gè)品種綠色、出口資質(zhì)備案等認(rèn)證。

3 尾菜沼氣化處理模式

3.1 沼氣化處理系統(tǒng)建設(shè)

甘肅康源公司建成蔬菜保鮮庫1座，年儲(chǔ)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(shì)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(gè)池容208 m3相對(duì)獨(dú)立、并排布置的發(fā)酵池和4個(gè)池容25 m3的調(diào)配池組成，總發(fā)酵池容1764 m3，每個(gè)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(chǔ)氣袋4個(gè)（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)

3.2 工藝流程

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(chǎng)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(shí)也有微量的農(nóng)藥殘留。通過對(duì)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(jī)向池內(nèi)輸送足夠的氧氣，加速蔬菜腐爛，時(shí)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(jī)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(chǔ)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 效益分析

4.1 生態(tài)效益

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(shí)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(jī)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(shí)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(zhǎng)，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 經(jīng)濟(jì)效益

4.2.1 節(jié)約化肥、農(nóng)藥、煤炭、電力、水費(fèi)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(yùn)行共6個(gè)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(jì)算，1 m3沼液按50元計(jì)算，40000 m3共計(jì)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(fèi)用5萬元；炊事用氣用電每年節(jié)約煤炭費(fèi)用1萬元；沼氣發(fā)電帶動(dòng)固液分離機(jī)、粉碎機(jī)，可節(jié)約電費(fèi)2萬元；尾菜處理費(fèi)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(jià)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(jī)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(duì)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(shí)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(duì)比實(shí)驗(yàn)中，使用沼肥的產(chǎn)品在?；ū９?、果實(shí)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(gè)頭大、品質(zhì)優(yōu)秀，還可明顯延長(zhǎng)采摘期，提高產(chǎn)量15%以上，從而實(shí)現(xiàn)減少支出、增加產(chǎn)量、提高售價(jià)、獲得顯著經(jīng)濟(jì)效益的目的。

4.3 社會(huì)效益

面對(duì)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(jí)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。

5 結(jié)語

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(shí)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(shí)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(yùn)行管理狀態(tài)。