农业工程技术·综合版 2019年第11期节 能 环 保
DOI:10.16815/j.cnki.11-5436/s.2019.32.046
宁夏地区农业废弃物循环利用技术浅析
闫吉军，邓 明（宁夏中卫市沙坡头区农业技术推广服务中心，宁夏 中卫 755000） 摘要: 通过充分厌氧发酵技术、循环利用技术可以将农业生产中的废弃物生产成天然气、沼液、沼渣，再将生产的沼液、沼渣通过测土配方加工成为不同作物生长所需的沼液水溶肥和有机肥、生物有机肥、育苗基质，形成“养殖业—沼气工程—种植业—养殖业”综合循环利用模式，产生的经济效益、社会效益与生态效益显著。
关键词: 农业废弃物；生物质能；循环利用
闫吉军，邓 明. 宁夏地区农业废弃物循环利用技术浅析[J]. 农业工程技术，2019，39（32）：63.
冷干机脱水对沼气脱水，通过气水分离，沼气脱水率达95%以上。沼气经过脱硫、脱水后，部分经管道输送至沼气/生物质热水锅炉，为生产区域冬季取暖、工艺系统精调池和厌氧发酵罐增温取暖供能。90%沼气输入沼气压缩提纯系统，采用高分子膜压缩提纯的方式对沼气中的水蒸气、氢气、二氧化碳、氮气、一氧化碳与甲烷进行分离，使甲烷的体积分数占比率达到98%，符合国家规定的民用二类天然气技术标准，且称之为“生物天然气”。2、沼液
通过CSTR厌氧发酵系统完全发酵的混合料液，经缓冲出料池进入固液分离机进行一级固液分离，将其分开之后预发酵。再进行二级固液分离，去除其中的悬浮物之后进行沼液浓缩，然后输送到液体肥料生产车间进行复发酵。添加黄腐酸、氨基酸控制复发酵罐的温度及搅拌速率，达到黄腐酸和氨基酸以及多元有机酸的富集要求，使沼液pH值调节至5-7。再进入絮凝罐中加入絮凝剂、消泡剂等，去除液体中的细小悬浮微粒和泡沫，以利于产品络合、复配。为了使肥料与滴灌、微灌技术相结合，采用沼液离心式分筛多点过滤装置对液体进行超细过滤，确保施肥时不会堵滴头。液体根据本地区测土配方技术及种植作物营养需肥要求，添加一些铁、锌、铜、锰、等微量元素和大量元素氮、磷等，进行与腐殖酸、氨基酸、有机酸有效的络合，达到有机水溶肥料的生产标准，年产有机水溶肥料4万吨，根据运输及不同作物亩需肥量进行单位灌装销售。经浓缩后剩余的废水收集在预处理车间，作发酵原料的调配，使其充分利用。
3、沼渣
沼渣运送至固体肥生产车间，经粉碎机呈粉状，进入固肥发酵池利用翻抛机翻抛与空气充分接触进行有氧发酵，之后放置在晾晒区域，将其含水量降低至加工要求。根据本地区土壤理化性状和种植作物营养需肥要求，加入土壤活性菌及氮、磷、钾等大量元素进行烘干、造粒成型，加工成有效活菌数≥0.2亿/g，有机质40%，N-P2O5-K2O≥5.0，pH值6.5的生物菌肥和有机质40%，N-P2O5-K2O≥5.0，pH值6.5的高品质有机肥。按照培育壮苗的要求，沼渣、蛭石、珍珠岩按照6:3:2配制，再添加微量元素配置成pH值6.5的栽培基质。年可生产生物菌肥1万吨，有机肥1万吨，栽培基质0.3万吨。
农业废弃物循环利用充分利用农村养殖业、种植业废弃物，通过生物技术进行厌氧发酵处理生产出沼气，经压缩提纯后成为生物天然气输入燃气公司输气管道，为居民提供清洁能源。宁夏地处属传统的农业生产区域，气候条件属于冬寒长，夏暑短，雨雪稀少，气候干燥。农业资源条件优越，黄河冲积平原，土地肥沃，耕地面积1937万亩，畜牧养殖业发展持续稳定在奶牛年存栏40.15万头，肉牛年存栏84.49万头，羊年存栏534.28万只，生猪存栏112.45万头，家禽1143万只，发展农业废弃物生物制能及循环利用条件优越。
一、厌氧发酵技术
1、厌氧发酵系统
采用目前较为先进的完全混合厌氧发酵罐中温发酵工艺，罐体材质为钢仝。发酵罐罐体总容量18000 m3，单个发酵罐体4×4500 m3，每个罐体内设有中心搅拌系统，罐体保温采用国标岩棉外保温，保温层厚度220 mm，外包装0.5 mm厚彩钢板。罐体增温采用罐内循环热水盘管增温，使罐内发酵温度保持在35±2℃。发酵罐内设置进料口、出料口、排污口、在线液位计等。2、预处理系统
采用全程机械化自动控制运转方式，通过粪污拉运车将收集的牛粪进入沉砂池，沙水分离机对粪源内的细沙进行分离后进入预处理池。预处理后的牛粪输送至混配池，进行加水、搅拌，混合配制成为粪污含固率达7.35%发酵物料，之后送入精调池内加热和搅拌。在预热的过程中物料经生物发酵会产生部分硫化氢气体，采取化学脱硫的方式进行初次脱硫，提高沼气产出率。含固率达8.8%的物料输送入厌氧发酵罐中，进行恒温发酵产出沼气。3、出料系统
采取恒温发酵循环进出料方式，物料进入厌氧发酵罐发酵存贮期22天左右，每天进出料200 m3左右。沼液通过出料管道输入500 m3缓冲出料池，沼气经输气管道输入4000 m3双膜式贮气柜。沼气贮气柜内配套安装内、外膜超声波测距仪，沼气存贮达到设置高限，超限信号通过PLC控制沼气启动沼气火炬进行燃烧，确保沼气贮气柜内压力处于安全范围。
三、效益分析
1、经济效益
通过实施农业废弃物生物制能及循环利用技术，年处理量15万吨畜禽粪污，0.43万吨植物秸秆，年产330万立方米生物天然气、4万吨沼液液体有机水溶肥，生物菌有机肥、有机肥、栽培基质年产2.3万吨，年产值1.21亿元。
2、社会效益
降低了本区域内煤、电、油等再生能源的消耗，推动了农业生产“绿色食品”的发展，提高了农产品质量，降低了化学肥料的用量。
3、生态效益
对本区域内部分规模化养殖场和养殖园区畜禽粪污进行集中收集厌氧发酵处理，解决养殖粪污对大气、农田、水源的面源污染和病菌的传播，对改善区域农业生态环境起到了重要作用。
二、循环利用技术
1、生物天然气
利用农业废弃物通过厌氧发酵技术生产的沼气由多种气体混合组成。沼气先采用湿法脱硫+干法脱硫方法脱去硫化氢气体，湿法脱硫每立方米沼气硫化氢气体含量低于200 mg，干法脱硫每立方米沼气硫化氢气体含量低于20 mg。再采用重力脱水+
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