“畜-沼-果”糞污綠色循環利用模式案例

董壯麗，劉佩，任靈肖（辛集市農業農村局）

辛集市是生豬養殖大縣，近幾年來畜禽糞污治理工作一直是重點和難點問題，按照國務院辦公廳《關于加快推進畜禽養殖廢棄物資源化利用的意見》要求，辛集市積極構建了覆蓋全市的畜禽養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酵技術，以畜禽糞便、秸稈等有機廢棄物為原料生產生物有機肥， 用于梨果等的種植， 生產的沼氣用于周邊工業的利用能源。

辛集市田家莊糞污集中處理中心采用“畜-沼-果”畜禽糞污綠色循環利用模式成效明顯， 該中心由河北博能盛諾生物質能源科技有限公司建設， 依托自有專利厭氧發酵技術， 對田家莊鄉及周邊7 個鄉鎮的畜禽糞污、 農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30000 畝農田種植秸稈等廢物綜合利用， 年產360 萬立方米沼氣，年產10000 噸生物有機肥。 沼氣輸送至臨近工業企業 （辛集市銀葉制品有限公司） 作為清潔熱力能源； 沼液生產濃縮葉面肥或通過滴灌輸送農田； 生物有機肥用于周邊7000 畝果樹種植， 自有生態梨園150 畝，年生產優質水果90 萬斤。

糞污集中處理中心收集畜禽糞污、農作物秸稈等有機廢棄物，通過調節池攪拌系統進入提升泵到達厭氧罐，在厭氧罐經過充分厭氧處理，消除有害菌， 產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、農田，可有效改良土壤，提高作物品質。 沼液通過管道進入沼液儲存池，按15%比例稀釋后，用于周圍農田、果園、菜園、苗圃等灌溉施肥；或生產濃縮葉面肥。

沼氣通過凈化提純達到天然氣標準，天然氣經壓縮可供應半徑100公里以內的天然氣加氣站或銷售給當地生產企業作為清潔能源外，還可作為政府的民生工程用于周邊鄉鎮居民生活供氣。

一、模式優勢

一是糞污處理過程密閉， 處理過程清潔環保，無二次污染，保護環境。 二是解決了中小型養殖企業和農場主的養殖廢物處理的困擾。 三是畜禽糞便的環保處理， 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生。 四是改良土壤，疏松肥沃。 減少化肥使用的同時， 生物肥內部的大量有機成分和微生物可以高效疏松板結的土壤，協助釋放土壤內的營養成分，從而使土壤能更加疏松和肥沃。 五是健全農村和城市生活垃圾的處理體系，形成良好的環境循環。

二、工藝技術特點

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

三、模式特點

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

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

四、工藝流程

（一）原料的預處理系統

農作物秸稈首先經過預處理，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， 使其干物質濃度維持在10%左右的范圍內， 以利于后續厭氧發酵的進行。 之后由專用上料設備送入厭氧發酵罐內進行厭氧發酵。

（二）厭氧發酵過程

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

（三）沼氣的儲存

穩定工作狀況下， 每天可產沼氣10000 立方米左右。 沼氣經計量后進入到容積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、操作系統聯合制造而成。 內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，供工業鍋爐用能及發電自用。

（五）沼肥的綜合利用

生產的厭氧發酵殘余物沼渣肥固液分離后用于生產有機肥； 沼液經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，促進果樹的生長發育，提高產量和質量。 施用肥料在提高種植收益的同時，改善了農業生產環境，消除了污染， 降低了工人生產過程中的勞動強度。 沼肥的綜合利用實現了整個生產過程無廢棄物排放（即“零排放”）， 實現了物質循環的合理利用。

該公司與京東牽手合作，于2018 年簽約“京東農場項目”，依托京東供應鏈、物流、大數據、營銷、金融和技術能力， 按照京東農場全程可視化溯源體系， 完善農田生產和管理標準體系，實現“畜-沼-果”綠色循環利用生態農業。