成片大棚尾菜分散沼氣化處理“三沼”統(tǒng)籌利用系統(tǒng)設(shè)計

殷志明　張文清　王一線　王學麗

摘要 針對成片蔬菜大棚尾菜資源化利用，通過分散建設(shè)沼氣池處理尾菜，對沼氣發(fā)酵以及產(chǎn)生的沼液、沼氣、沼渣的利用進行系統(tǒng)設(shè)計，克服現(xiàn)有技術(shù)模式不能統(tǒng)籌利用這一瓶頸。沼液、沼氣通過無動力、自流集中收集，再輸送到每個大棚，并通過袋裝式進料出料，使沼渣也能實現(xiàn)統(tǒng)籌利用，能較好地控制溫室（大棚）的沼液、沼氣以及沼渣使用，實現(xiàn)統(tǒng)籌使用，可為推進設(shè)施生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)提供借鑒。

關(guān)鍵詞 尾菜；沼氣；利用；設(shè)計

中圖分類號 S216.4 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2018）13-0179-02

Design of the Integrated Utilization System of “Biogas， Biogas Slurry， Biogas Residue” in the Scattered Biogas Treatment of the End of Vegetables in Greenhouse

YIN Zhiming， ZHANG Wenqing， WANG Yixian et al

（Huaian Agricultural Environmental Monitoring Station， Huaian ， Jiangsu 223001）

Abstract Aiming at the resource utilization of the end of vegetable in the greenhouse， through the construction of biogas digesters to disperse treatment of the end of vegetable， the system design and the use of biogas fermentation produces biogas slurry， biogas， biogas residue， so as to overcome the existing technology mode can not coordinate the use of this bottleneck.Biogas through nonmotivated， gravity collected， and then transported to each greenhouse， and through the and biogas slurry bagtype feed discharge， the biogas residue can also be used to achieve overall utilization， can better control the greenhouse biogas slurry， biogas and biogas residue can be used in an integrated manner and provide valuable reference for promoting ecocycling agriculture in facilities.

Key words The end of vegetables；Biogas；Utilization；Design

大棚尾菜主要包括設(shè)施大棚蔬菜殘品及廢棄的根、莖、葉等。分散建設(shè)沼氣池處理大棚尾菜，通過“三沼（沼液、沼氣、沼渣）”綜合利用，發(fā)展設(shè)施生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)，是一項設(shè)施農(nóng)業(yè)可持續(xù)、實用的技術(shù)模式[1]。在實際應用過程中，對于成片大棚，由于每個大棚內(nèi)種植的蔬菜時間、品種可能不同，用肥期、用肥量也不相同，導致有些大棚需要大量施肥、用氣時不夠用；而有些大棚不需要施肥、用氣時，沼氣池還在正常產(chǎn)肥、氣，出現(xiàn)過剩的沼液、沼氣、沼渣，難以統(tǒng)籌調(diào)控[2]。基于現(xiàn)有技術(shù)模式和系統(tǒng)設(shè)計的不足， 筆者通過對連片大棚尾菜分散沼氣化處理后產(chǎn)生的“三沼”利用進行系統(tǒng)設(shè)計，能夠?qū)崿F(xiàn)“三沼”統(tǒng)籌分配，滿足每個大棚對沼液、沼氣和沼渣的需求。

1 “三沼”統(tǒng)籌利用系統(tǒng)設(shè)計方案

該技術(shù)方案針對成片設(shè)施蔬菜大棚，分散建設(shè)沼氣池處理設(shè)施大棚尾菜，沼液通過管網(wǎng)利用沼氣壓力自流集中收集到貯液池，再通過貯液池進入配液池，鋪設(shè)沼液輸送管網(wǎng)，通過配液池自流到每個溫室（大棚），對需要用肥的大棚，從管中直接用泵抽取噴灑或接入滴灌系統(tǒng)[3]。沼氣通過管網(wǎng)輸送至儲氣罐，再由儲氣罐輸送到溫室（大棚），用于沼氣燈，提供增溫、照明、CO2氣肥。

系統(tǒng)設(shè)計圖如圖1所示。

2 沼氣發(fā)酵系統(tǒng)設(shè)計要點

2.1 戶用沼氣池建設(shè)

按照《戶用沼氣池標準池集》（GB/4750—2002）、《戶用沼氣池質(zhì)量檢查驗收規(guī)范》（GB/4751—2002）、《戶用沼氣池施工操作規(guī)程》（GB/4752—2002）要求，在大棚內(nèi)建設(shè)沼氣池，為便于進出料，活動蓋口內(nèi)徑宜增加到80 cm以上[4]。

2.2 原料處理和進料

對設(shè)施大棚尾菜，無需特別處理，直接裝進塑料網(wǎng)眼袋（每袋裝載5～10 kg）[5]，按序碼放在沼氣池底，碼放的高度不宜超過沼氣池零壓水位線以下10～20 cm，一次裝載30～40袋左右[6]。

2.3 增設(shè)安裝軟性纖維填料網(wǎng)

在沼氣池零壓水位線以下10～20 cm處設(shè)置4～6個固定點，制作軟性纖維填料網(wǎng)，把軟性纖維填料網(wǎng)固定于池壁四周[7]。主要功能和作用：一是防止裝滿原料的塑料網(wǎng)眼袋上浮，保證原料浸在液面以下，防止結(jié)殼，充分發(fā)酵；二是軟性纖維填料網(wǎng)表面積大、利用率高，可富集沼氣發(fā)酵菌，提高產(chǎn)氣率。

2.4 沼氣池啟動管理要點

首次啟動，要用牛糞或沼渣沼液接種物，日常管理通過添加畜禽糞便或者氮肥補充氮源，正常每15 d加1～2 kg碳氨[8]。日常小進料時，無需打開沼氣池活動蓋，利用小的塑料網(wǎng)眼袋，每袋裝尾菜2 kg左右，1次10袋左右，從進料口放入，進行補料，維持正常產(chǎn)氣。

3 沼液統(tǒng)籌利用系統(tǒng)設(shè)計

3.1 沼液收集

在沼氣池出料間距上沿20 cm處，設(shè)置沼液引出管，當沼氣池液面通過氣壓水，到達沼液引出管位置時，沼液自流進入沼液輸送干管，自流進入貯液池[9]。貯液池建設(shè)方形或者圓形貯液池，貯液池容積根據(jù)系統(tǒng)沼氣池數(shù)量來確定，建議按照沼氣池數(shù)量×0.5 m3來匹配建設(shè)。

3.2 沼液利用

3.2.1 配液池建設(shè)。

設(shè)置配液池，建成方形或者圓形皆可，容積5～10 m3。在貯液池與配液池底部之間用管道相連，并設(shè)置閥門。在配液池壁設(shè)置刻度線，對進入配液池的沼液量進行控制，保證配液池的配液精度[10]。另：配液池還有一個作用，當沼氣池內(nèi)的發(fā)酵液較少的時候，可作為補水或補料池。就是充分利用沼液管道，將溫室（大棚）的沼液管道再增設(shè)通往沼氣池進料口的管道，可實現(xiàn)對沼氣池進行補水補料[11]。不補水補料時，只需把通往沼氣池進料口的閥門關(guān)閉即可。

3.2.2 沼液利用管網(wǎng)鋪設(shè)。

從配液池引出沼液輸送干管，根據(jù)溫室（大棚）位置在干管相應位置設(shè)置支管，支管鋪設(shè)到溫室（大棚），垂直引至地面以上，每個支管與干管之間設(shè)置閥門，利用底層連通原理，垂直管道內(nèi)液面與配液池液面持平，輸送到每個溫室（大棚）。

3.2.3 沼液施用。

根據(jù)作物需求，利用污水泵從沼氣利用管道擴口槽中很便捷地抽取沼液，進行直接噴灑或者接入滴灌系統(tǒng)，進行統(tǒng)籌利用。

4 沼氣統(tǒng)籌利用系統(tǒng)設(shè)計

4.1 沼氣收集

沼氣池內(nèi)的沼氣在將沼液壓出的同時，通過導氣管、管道、單向閥（只能流向氣罐）進入儲氣罐。為防止儲氣罐中沼氣壓力太大，在儲氣罐上設(shè)置限壓閥，在限壓閥后設(shè)置火炬。限壓閥的壓力設(shè)置為沼氣池設(shè)計的最大壓力，這樣就可保證沼氣池內(nèi)的沼氣壓力始終小于或等于限壓閥的設(shè)計壓力，避免儲氣罐內(nèi)的沼氣壓力過大而對沼氣池和儲氣罐造成損壞[12]。當沼氣壓力大于沼氣池設(shè)計的最大壓力時，及時通過限壓閥排出，并通過火炬燃燒，避免沼氣直接排出后污染環(huán)境，同時也避免可燃的沼氣排出之后引起安全事故。

4.2 沼氣利用

沼氣從儲氣罐進入輸氣干管網(wǎng)，根據(jù)溫室（大棚）相對位置設(shè)置支管，把沼氣輸入對應溫室（大棚）。支管與主管之間設(shè)置閥門，任意控制相應溫室（大棚）用氣[13]。

每個溫室（大棚）安裝2～4盞沼氣池，利用沼氣燃燒，用于照明、增溫并提供溫室（大棚）CO2氣肥。

5 沼渣統(tǒng)籌利用系統(tǒng)設(shè)計

溫室（大棚）沼氣池發(fā)酵3～6個月即可進行大出料，出料時，用污水泵抽干沼液，直接灑施到田間，或者抽進沼液管，回流到貯液池。解下軟性纖維填料網(wǎng)，用鐵鉤將裝料的網(wǎng)袋勾出，倒出發(fā)酵 后的殘余物直接作為優(yōu)質(zhì)有機肥使用[14]，

用剩的可運至其他大棚進行統(tǒng)籌使用。

6 結(jié)語

通過該設(shè)計方案，結(jié)合種植品種、用肥時節(jié)，能較好地控制相應溫室（大棚）的沼液、沼氣以及沼渣使用，實現(xiàn)統(tǒng)籌使用；而且在設(shè)施溫室（大棚）內(nèi)建設(shè)沼氣池，利用太陽能增溫，通過袋裝式進出料，增設(shè)安裝軟性纖維填料網(wǎng)等技術(shù)措施，可提高產(chǎn)氣產(chǎn)肥量，增加設(shè)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)出效益。但是該設(shè)計中還有很多環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)需進一步在實踐中去試驗示范來確定，特別是沼氣池數(shù)量與貯液池、配液池、儲氣罐容積的匹配關(guān)系需要進一步研究優(yōu)化。

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