沼渣沼液的深加工与利用

1、沼渣沼液的深加工与利用§1 沼渣、沼液利用现状概述应用厌氧发酵生产沼气的研究历史已近百年，在我国随着沼气建设的发展，上世纪80年代，厌氧发酵残留物（沼渣液）的再利用已成为人们普遍关注的问题。例如：尝试直接利用沼液浸种、沼液育菇、沼液喷施果树和蔬菜，进而试用沼液养鱼、喂猪，配置优质沼肥和生化农药等。实践证明，沼渣液功能的多样性、经济价值逐步被人们广泛认可，一定范围内得到推广和应用。但仅限于农户沼气池产生出的沼渣液利用，对其机理的深入研究、规模化、规范化尚欠不足。改革三十年来，农村产业结构调整，规模化集约化养殖业的迅猛发展，生态农业模式的建立，农村商品经济格局的形成，促使农业生产向高产、

2、优质、高效方向大踏步的迈进。在此形势下，大型养殖场粪水综合处理与利用的着力点不再单是开发利用可再生沼气能源，而更多的考虑是生态环境的保护、优化与资源全方位高效整合利用。因而沼渣液深层次的加工、开发与利用已迫不及待的提到议事日程上来。当然，工业高浓度有机废水（如淀粉厂、酿酒厂、糖厂乃至造纸厂）厌氧处理工程也在加速兴建，为避免二次污染环境，其沼渣液的处理也急需寻求更加科学合理的方法和途径预以解决。§2沼渣、沼液深加工处理新理念、新途径 从辩证唯物主义观点看，一切物质、物种都是资源，物质是不灭的，它只有形态的变化，而无本质的改变。因此，合理地调整生产过程中的相生与相斥关系，就能够达到一个生

3、产过程的排泄物转变为另一生产过程的输入物，从而达到零排放目标，我们称之为“无废弃物生产过程”，即循环经济理念。 从上述论点出发观察和分析问题，应该摒弃工农业生产中的废弃物观念，因为它只是生产动态过程中的一个相对的物质转换形态，一切物质均可采用合理转化途径，使之成为人类赖以生存的有用的物质资源。沼渣、沼液不例外的属于沼气生产过程中的一种辅产物。大型沼气工程日排出大量沼渣液如不加合理转化、利用，必将形成二次面源污染和资源浪费，这是当前人们面临的不可回避的，而又必须解决的重大课题。前面所述的户用小型沼气池的沼渣液利用方式，从理论以及方法上可行，但规模较大的沼气工程日排出的大量沼渣液，上述途径则行不通

4、或效益不高。总结、吸纳国内外的经验，必须走产业化、商品化的路子，形成产业链条和大力开拓市场，多途径，多渠道协调，才能有效地开发、利用沼渣液资源。建立和谐的、统一的生态、经济的循环体系，其运行模式是类同的，但方法是多样化的。我们倡导的“五环产业并举和互补型生态农业良性循环模式”即是一个农业种植、养殖、加工产业闭路循环的例证，其中的两个子体系可再生沼气能源、有机复合肥料生产链，是在种、养、加产业链末端又延续了2个产业链，各自独立又相互关联，两者的结合即构成沼渣液利用的一种新途径。（图10-2-1、图10-2-2） 因时、因地制宜的寻求科学的、合理的，行之有效的集成技术和先进方法，才能真正的解决沼渣

5、液的出路。沼渣液处理与利用的新思路、新理念、新方法、新技术及新途径可初步归纳为如下几个方面：（一）部分回流至沼气发酵装置中再利用，以减少沼气发酵稀释水用量，同时兼顾截留、富集菌种和一定程度上提高新进物料的温度，一举多功。从节约用水，源头上做到排污减量化，缩小工程投资规模，降低运行成本是十分有利的。但需特别注意控制发酵物料浓度和酸碱度，回流量及时间要严格监控，以防止酸化和抑制产气。（二）部分输送到周边村镇或相关企业作为其新建沼气工程发酵物料的补充料源和菌种富集，进行二级发酵产气（以村镇或企业自身所产的生物质物料为主，混配使用，但需考虑合理的运距），此种方式分散处理沼渣液，体现“藏气、藏肥于民”，

6、互赢、互利，减轻大型沼气工程的排放压力。（三）将沼渣液固液分离后，适当烘干，用作制取固体、液体有机复合肥料（二维）或生物有机复合肥料（三维），以高科技含量，高效、高附加值商品肥进入市场销售。科学的配方、先进、可靠的生产工艺装备是前提，管理和开拓市场销路是关键。合理确定市场价位，利润空间要适度，售后服务要到位。作为替代国外进口的高档叶面肥，本产品可用于高尔夫球场、城市绿化带施肥以及花卉施肥，从效率、成本上具有优势竞争力。图10-2-1 五环产业并举和互补型生态农业良性循环模式图* 五环产业确指：现代化种植、集约化养殖、深程度加工、可再生能源、有机复合肥。简称“种、养、加、沼、肥”五环产业。图10

7、-2-2 集约化规模畜禽养殖场能源与环保建设示范工程项目结构示意图。五环产业链无废弃物生产过程、循环经济运行模式图（四）部分用于设施农业（温室大棚）果蔬、花卉等的无土栽培营养液，土壤调节剂，勿须精细去除固体颗粒，养分稍许调配即可使用。亦可作为浸种、育秧、育苗的基液。 此项测土施肥、均衡施肥技术的研发和推广，不少单位做了大量的前期工作，积累了不少经验，可以借鉴和进一步加以完善。（五）大量的沼液可用于大田作物水肥耦合灌溉，根据不同作物生长期均衡施肥和灌溉，可依灌溉施肥季节用罐车运至田间施肥，也可在规划的田块修筑沼液贮存池，备作施肥季节使用，但输送的方式以及运输成本须认真核算。（管道或罐车）（六）将

8、部分沼渣液作为氨化饲料制作的N源补充，部分替代（或混配使用）常规的氨源-碳酸氢铵、尿素，从而降低成本。（七）利用沼渣液与秸秆燃烧炉（或气化炉）产生的焚灰（含钾）混配制取N、K有机复合肥，其成本可有效降低，（焚灰具备吸湿功能，可减少烘干能耗，减少常规K2O的复配用量）。从扩大生物质能源保障率，将沼气与秸秆气化气结合，是极具互补性的，对缓解农村能源紧缺十分有利，也可利用气化气及其制取过程中的余热作有机复混肥烘干热源，较为方便经济。（八）由于沼渣液经厌氧发酵后，高效灭菌，杀灭率达95以上，（大肠杆菌，蛔虫卵）和对病虫害有一定的抑制作用，可用于人工草坪、绿化带的底肥或喷施肥，也可经深加工，工厂化处理后

9、用作浸种液。（九）沼渣液的遗传基因机理尚待深入研究，可否作为大牲畜、家禽饲料添加剂和鱼饲料需慎重对待。（十）经固液分离后的沼液可进一步采取“五步净化法”达标排放和回收净化水，即用高扬程泵将沼液泵入高位塔曝气喷淋再利用落差高速溢流挟气降解COD挑流转动水轮曝气和回收动力进入环流折流池曝气、沉降流入太阳能蒸发器回收净水和污泥最后流入生化塘净化（种植水生植物和养殖鱼虾）使水质达标。（养殖业污物排放标准表N010-2-1 表N010-2-2）。此系统的多功能化，一机多用和一体化设计，不仅节能和提高了效率、效益，而且形成一个景观，美化环境。图10-2-3（十一）对于鸡、鸭、人粪制取沼气，可将沼渣液排入秸

10、秆浸泡池，可有效提高产气量（秸秆放入网箱内），也可采用高效热碱处理方法浸泡秸秆、青草、干草等，其浸泡液用作调节发酵物料C/N，但需作技术经济比较，合理评价产投比。（十二）在闲荒土地、湿地承载负荷允许的情况下，某些地方可以采取人工湿地消纳的方法处理COD1000mg/l以下的沼水，实施草田轮作，涵养水土，一举多得，关键是要对该地的土壤，地下水状况有充分的把握，以防止次生灾害的发生。养殖业污物排放标准（参考值） 表NO10-2-1国 家及地 区生化指标（mg/L）细菌指标（个/L）臭味BOD5CODCRSSKNTPPH大肠杆菌蛔虫卵上海（1）802001502026.59104 级22级上海（2）

11、400600400605日本160400200165.88.6德国30170台湾5050注：（1）排入水体（2）排入市政管网、KN凯式氮（mg/L） TP总氮（mg/L）我国上海地区要求排放标准：（1） 非农灌季节满足2级（）水质排放标准，即CODCr80 mg/L，BOD540 mg/L, TP0.5 mg/L, KN20mg/L, SS70mg/L, PH 6.08.5（2）3级（）排放区水质排放标准，即CODcr100 mg/L，BOD560 mg/L, TP0.5 mg/L, KN20mg/L, SS100mg/L, PH 6.08.5 农田灌溉水质标准（mg/L）表NO10-2-2序

12、号标物分 类作值准目项水作旱作蔬菜1生物需氧量（BOD5）80150802化学需氧量（CODcr）2003001503悬浮物（SS）1502001004阴离子表面活性剂8.08.05.05凯式氮（KN）1230306总磷（以P计）5.010107水温358PH值 5.58.59含盐量1000（非盐碱土地区），2000（盐碱土地区）有条件的地区可适当放宽10氯化物25011硫化物1.0图10-2-3 景观式沼液净化处理沼液高塔曝气喷淋假山景瀑布、高速挟气溢流挑鼻坎水轮转动隧道式（廊道式）分层异粒径物料过滤太阳能蒸发器（净水回收）系统§3 沼渣液资源数量分析方法、组分构成每天排出沼渣液的

13、数量与沼气发酵工艺、发酵装置类型以及运行管理有关，一般的讲，可依物流、能流动态平衡，各阶段降解速率递减累加法加以统计和计算。对于大型沼气工程共同点是连续进出料，物料浓度和发酵温度恒定，水力滞留期为确定值，且物料降解消化速率和产气率相对稳定，故每日进出料总容积相等，但浓度有差异。发酵罐总有效容积（即罐中物料体积）不变，进出物料干物质浓度须加以调节，即TS进料%TS出料%（TS1%TS2%）日排出沼渣液数量统计分析方法和计算的相关数值如下：（1）发酵罐有效投入物料容积 V0（m³）（2）每天投入新物料干物质浓度 TS进料%（TS1%）（3）投入物料的容重 r进料（t/m³）（r

14、1）（4）水力滞留期 T（天.d）（5）日排出沼渣液的干物质浓度 TS出料%（TS2%）（6）排出沼渣液的容重 r出料（t/m³）（r2）V0T（7）20天水力滞留期发酵物料降解率，n0（%），则排出等体积物料剩余干物质含量为 n=1n0 （一）每日投入发酵罐物料体积为：V1= 投入物料的重量为： G1=V1·r1wpmp 若新鲜粪的干物质含量为m0，则其含水量W0=1M0，相对发酵物料浓度TS1%之干物质含量为mp，含水量为wp=1mp，则物料配水比为=设每天投入新鲜粪量为：M （t），则需稀释水量为： W=M（·m0W0） （t）若r1为实测值则 G1=V1&

15、#183;r1=M+WV0T（二）每天由发酵罐排出的物料体积（沼渣液总体积）与投入物料体积相等，即V2= V1= （m³），其重量为G2=V2·r2, G2G1由于水力滞留期T=20天,物料降解率 n01（100%）故r2r1排出等体积物料的剩余干物质重量为：g2= r2×V2×TS2%×n= G2×TS2%（1n0）（三）如果利用固液分离后的沼渣制取固体有机复合肥料，其数量计算方法如下：固肥生产工艺流程为：沼渣液固液分离 湿沼渣 烘干 干沼渣 混配制肥 若固液分离机效率为：分离后湿沼渣含水量为K%，则含水量为K%之湿沼渣量为： S0

16、=G2×TS2% ×（1-n0）/K%=g2/k% 设固体有机复合肥料安全储藏水分为P%，则日产含水量P%之干沼渣量为： S= S0- S0×（K%- P%）S Z% （t/d） 若含水量P%之干沼渣量占有机复合肥重量比为Z%，则每日可生产有机复合肥数量为：X日=(四)沼渣液组分构成： 此数据取决于发酵物料种类，清理收集方式、方法，发酵前处理以及后处理工艺等多种因素，必须经实测、化验分析才能确定。沼气发酵残余物的一般特性如表N010-3-1所描述。以下列出几种畜禽粪污制取沼气之沼渣液、糖厂、淀粉厂、药厂之沼渣液组分供参考（N010-3-1N010-3-7），表N0

17、10-3-8表N010-3-10则对照国内外有机液肥的元素构成及差异。表N0.10-3-1沼气发酵残余物的一般特性描述表N0.10-3-2人、畜、禽粪尿养分含量（%）表N0.10-3-3糖厂糖蜜废水 同济大学提供表N0.10-3-4药厂抗生素废水 表N0.10-3-5猪场沼气废液（北京 沟猪场沼渣液化验成分）表N0.10-3-6鸡场沼渣液元素含量（留民营）表N0.10-3-7国产××沼液有机络合营养液元素含量（绿霸）表N0.10-3-8高美施（美国产品）有机液肥成分表N0.10-3-9含铁露兹（美国产品）有机液肥成分表N0.10-3-10猪粪厌氧消化液（沼液）的主要成分（固

18、安鸣英园艺场日光温室沼气池）表N0.10-3-11猪粪沼液氨基酸含量表N0.10-3-12 猪粪沼气发酵液挥发酸含量表N0.10-3-13、10-3-14河北××味精厂沼液成分化验结果（三九味精厂）设计方法学要求，沼渣、沼液的深加工和利用，必须从实际出发，根据已建沼气工程或拟建沼气工程的具体情况，抽样化验其组成，才能作为可靠的设计依据，配制的原料才能准确和达到相关标准，在确保肥料质量的前提下，降低生产成本。 如果要深层次处理，达标排放，刚必须严格遵照国家和地方政府制定法规、标准。表N0.10-2-1、N0.10-2-2所列标准可供设计参考。 表N0.10-3-1 产气（沼气

19、发酵）有机物质（发酵原料） 造肥（发酵残余物） 沼气池粪水 包含沼气发酵过程分解释放的有机、无机酸盐（沼气水肥） 类，如铵盐、钾盐、磷酸盐等可溶性物质。发酵残余物 1.难分解的有机残余物,如木质素、少量的纤维素及半纤维素等。沼气池沉渣(沼气渣肥） 2.腐殖酸类物质 由木质素、蛋白质、多糖类物质经微生物的分解转化而成。3.灰分物质 可溶性灰分 吸附于有机残渣上或与腐殖酸代换结合的铵、钾、磷酸根等离子以及某些微量元素等。 难溶性灰分 钙、镁、铁等金属离子形成的硅酸盐类、碳酸盐类、磷酸盐类以及其它盐。表N0.10-3-2农业有机废物，如作物秸秆、动物粪便中含有大量有机物质和植物生长需要的氮、磷、钾等

20、矿质元素，是有机肥料的主要原料。现将我国农村常用的有机肥料和有机废物中的养分含量列表，见表N010-3-2人畜粪尿养分含量（%） 表N010-3-2成分类别水分有机质氮（N）磷（P2O5）钾(K2O)钙（CaO）人粪尿70902031.00.50.500.130.370.19-猪粪尿829615.02.50.560.300.400.120.440.950.09-牛粪尿839414.53.00.320.500.250.030.150.650.340.01马粪尿769020.06.50.551.200.300.010.241.500.150.45羊粪尿658728.07.20.651.400.50

21、0.030.252.100.460.16鸡鸭粪粪505625.526.21.631.101.541.400.850.62-表N0.10-3-3糖蜜废水CODcr 812×104mg/LBOD5 46104mg/LpH: 3.54.5TN： 0.454%固形物： 1012%（除水后的干物，其中70%的有机质）总糖： 1.27g/100ml还原糖： 0.66g/100mlP 16.8mg/100mlK 9.44g/kgCa 2.21 g/kgMg 2.31 g/kg全氮 0.454%，相当于2.84%的蛋白质含量天冬氨酸： 0.093%苏氨酸： 0.02%丝氨酸： 0.022%谷氨酸：

22、1.0%脯氨酸： 0.012%甘氨酸： 0.037%丙氨酸： 0.066%胱氨酸： 未检出缬氨酸： 0.028%蛋氨酸： 0.002%异亮氨酸： 0.022%亮氨酸： 0.029%酪氨酸： 0.008%苯丙氨酸： 0.008%赖氨酸： 0.010%组氨酸： 0.006%精氨酸： 0.012%鸟氨酸： 0.074%总氨酸： 1.45%表N0.10-3-4抗生素废水水分： 57.42%以下的含量为被测项目占总干重点含量。粗蛋白： 34.98%脂肪： 3.74%灰分： 11.40%粗纤维： 4.22%天冬氨酸： 2.06%苏氨酸： 0.82%丝氨酸： 0.41%谷氨酸： 3.76%脯氨酸： 0.83

23、%甘氨酸： 2.21%丙氨酸： 2.95%胱氨酸： 未检出缬氨酸： 1.24%蛋氨酸： 1.88%异亮氨酸： 0.82%亮氨酸： 2.28%酪氨酸： 0.30%组氨酸： 0.39%苯丙氨酸： 0.92%赖氨酸： 0.81%精氨酸： 12.26%鸟氨酸： 1.05%总氨酸： 34.99%抗生素发酵废渣P 14g/kg相当于P2O5 3.2%K 3.72g/kg相当于K2O 0.45%Ca 36.34g/kgMg 21.74 g/kg表N0.10-3-5苇沟猪场沼气废液分析报告（参考）mg/l164.11.06.329.0514.0439.0005.000450.34.0007.0593.0007

24、.0003.9133.0085.000160.55.0001.1836.005484.94176.7133.88.16 2.12 2801钾K铁Fe锰Mn铜Cu锌Zn铬Cr钼Mo磷P铅Pb钡Ba铝Al钴Co锶Sr钒V镍Ni硅Si钛Ti硼B锂Li镁Mg钙Ca钠NaPHN克/升腐殖酸总C量表N0.10-3-6北京大兴留民营鸡粪沼液元素含量(最后出口残留物)与河北霸州临北村牛粪沼液有机络合营养液成分对照元素名称元素含量对比(mg/l)留民营鸡粪沼液牛粪沼液络合营养液铝Al1.96320钙Ca51.39360铁Fe2.519363钾K121.3124.000镁Mn21.44239锰Mn0.3854-钠

25、Na21.41880锌Zn2.389390铜Cu0.1873260钼Mo0.0272400镍Ni0.03040.4铅Pb0.2061nn(无)铬Cr0.07790.16磷P23.083.17(P-Ges)硫S17.32-硼B0.1278-钴Co0.01570.06镉Cd0.00700.12备注GSB10200N-Ges(总氮)51400NH4-N(氨氮)20700P- Ges(总磷)3170表N0.10-3-7 表N0.10-3-8表N0.10-3-9 有机液体肥料分析报告(参考) mg/l绿霸高美施含铁露兹3321303.钾 K455471993865857铁 Fe11.82495.5524

26、94锰 Mn12.7363.31193铜 Cu25.35214.910.22锌 Zn3.6557.77.547铬 Cr.0125.404.0125钼 Mo.6272878.9.0.1磷 P4080409415729铅 Pb.0175.0175.0175钡 Ba.08781.8841.896铝Al.01751001391.4钴 Co.0075.00757.273锶 Sr3.2791.559.73钒 V.0054.6255.311镍 Ni.00251.12.0025硅 Si178.41597966.5镧 La.015.015.0.15钛 Ti.002527.819.757硼 B62.86845.2

27、.0.15锂 Li.2583.369.0125镁 Mg0217140.9钙 Ca137.199.12479.1钠 Na325288713251胡敏酸、富里酸总C量390801304565850PH9.209.205.70N克/升18.6414.446.8253绿霸霸州产32高美施美国130含铁露兹美国表N0.10-3-10河北固安鸣英园艺场猪粪沼液成分化验表厌氧消化物（沼液）的主要成分Table2 The main composition of the biogas liquid类别速效钾(mg/kg)速效磷(mg/kg)全氮(mg/kg)速效铜(mg/kg)速效铁(mg/kg)速效锰(mg/

28、kg)速效锌(mg/kg)有机质(%)pH沼液90820.6180.2060.0250.4040.2070.0827.87随着我国沼气建设事业的发展,将沼气发酵液用于农田施肥和喷施都取得了良好的增产效果。大量实验结果表明，沼气发酵液对农作物具有促进生长，增强抗逆性，包括抗病，抗虫，抗冷冻及提高产量和产品质量的作用。经国内外大量研究工作发现，在厌氧消化液中除含有N、P、K、Ca、Cu、Zn、Fe等大量元素和微量元素外，经厌氧微生物发酵后消化液中一些为生物体所必须氨基酸、脂肪酸（挥发酸）、黄腐酸、B族维生素、生长素、核苷酸及酶类等物质。国外对猪粪经厌氧消化后的氨基酸含量的变化进行了分析，其结果如下

29、（见表N0.10-3-11）.表N0.10-3-11猪粪经厌氧消化后氨基酸含量的变化氨基酸浓 度（mg/L）进料液出料液内氨酸599.3250.9缬氨酸273.4374.5甘氨酸213.5176.0异亮氨酸352.1475.7脯氨酸427.0269.7丝氨酸41.252.4蛋氨酸146.1202.2羟脯氨酸131.111.2苯丙氨酸419.5584.3大冬氨酸146.1142.3谷氨酸78.77.5酪氨酸微量26.2乌氨酸微量15.0赖氨酸30.0134.8精氨酸59.9194.8总计3757.33649.3表中所列17种氨基酸其中10种氨基酸含量增加，7种氨基酸含量减少，氨基酸总量从3757

30、.3mg/L,减低到3649.3 mg/L,只减少了2.87%。仅从氨基酸含量变化来看可以说厌氧消化使重要营养成分得到了保留，由于在沼气发酵过程中所产气体的主要成分为CH4和CO2，其它营养成分如N、P、K及各种矿质均未损失。加之大量繁殖的沼气发酵细菌死亡后释放出各种生物活性物质，包括生长素、维生素、核苷酸等。所以用厌氧消化液作为植物营养液具有良好的物质保证。表N0.10-3-12 列出北京平谷县某猪场沼气发酵液挥发酸含量（mg/l）乙酸丙酸丁酸TVApH444.956.227.5520.67.70表N0.10-3-13项目样品河北××味精厂沼液成果化验结果表COD（mg/

31、l）BOD（mg/l）SS（mg/l）PH1号（沼渣液）10251975097.612号（BF滤水）6861763788.43项目样品表N0.10-3-14有机质（g/l）总氮(N)（g/l）总磷(P)（mg/l）总钾(K)(g/l)1号（沼渣液）0.3420.81139.50.552号（BF滤水）0.2880.4899.60.57注：沼液为味精厂沼气发酵罐排放的发酵液（沼渣液）滤水为经BF滤池过滤的沼液。§4生态环境保护与资源整合一体化从战略高度考虑，农业丰则基础强，农民富则国家盛，农村稳则社会安。“十五”，特别是“十一五”期间，农业，特别是以养殖业为龙头、以沼气工程为核心、以资源

32、能源综合利用为具体体现的循环农业，生态农业得到迅速发展。 2007年中共中央、国务院关于积极发展现代农业扎实推进社会主义新农村建设若干意见指出，“发展现代农业是社会主义新农村建设的首要任务，是以科学发展观统领农村工作的必然要求。推进现代农业建设，顺应我国经济发展的客观趋势，符合当今世界农业发展的一般规律，是促进农民增加收入的基本途径，是提高农业综合生产能力的重要举措，是建设社会主义新农村的产业基础。” 文件中还强调：“发展新型农用工业是增强农业物质装备的重要依托，其中优化肥料结构，加快发展适合不同土壤、不同作物特点的专用肥、缓释肥具有十分重要的意义。 中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五

33、年规划纲要也提出了资源能源利用效率的提高和可持续能力增强的经济社会的发展目标，同时也强调“优化农业产品结构。发展高产、优质、高效、生态、安全农产品。”的必然性和必要性。 各地政府也依此提出了建设宜居城市，建设生态型农业的目标。 上述的方针、政策也为农业领域沼气工程建设以及沼渣液的综合开发和利用指明了方向。 党的十七届三中全会重申和强调重视“三农”的迫切性。党的十七大报告明确指出：“建设生态文明，基本形成节约能源资源和保护生态环境的产业结构、增长方式、消费模式。”发展现代农业循环经济是在农业领域落实党的十七大精神和科学发展观的重大举措。农业的发展，农村面貌的改善不仅仅是一个涉及众多范畴的战略问题

34、，还是一个涵盖诸多科技领域和产业链条的复杂体系，重视防止农、林、牧、副、渔业的发展造成的环境退化，资源浪费与破坏，在近几年受到越来越多的关注。 国内外的研究与实践证明，在诸多影响农业生产的因素中，土、水、肥、能的综合协调是确保农业可持续发展的重要条件之一。土壤结构的破坏，地力逐渐下降，与水资源、肥源、能源的短缺和失调密切相关，并严重制约了“两高一优”农业的发展。改善农业生态环境质量，必须将四种资源纳入一体考虑。 农业生态环境质量的提高，意味着需要抑制由某些物质或某种能量过速积累和过度积聚而形成的所谓“废弃物”，合理调整它们的相互关系，摒弃“废弃物”的观念，是现代农业生产的一个重大的观念转变，它

35、必将引起人们的重新思考和现有某些农业生产工艺路线的改变，从而实现资源的合理开发利用和环境的治理及保护两大目标。而我们的农村沼气工程建设恰恰是围绕这一目标并为之服务的。 为了彻底消除沼气发酵过程中排放的大量沼渣液造成的二次污染以及资源浪费，在诸多消纳和利用沼渣液的方法和途径上，优选利用沼渣液制取有机无机复合肥料的思路是正确的、可行的。 通过厌氧工艺制取沼气，沼渣液制取固体、液体有机无机复合商品肥料，是调动粪污资源能源、肥源两大功能的最佳途径。 能、肥共生体系具有极强的互补性和一体化功能，沼气开发可用于肥料生产的能源保障，有机复合肥替代化肥，可改良土壤和农作物品质，同时还将以商品肥形式走向市场，供

36、应更广泛地区的用肥需求，并获取更大的经济回报，为农民全面奔小康、改善村镇卫生面貌、提高居住和生活质量奠定坚实的物质基础。实现污染控制最小化、效益最大化目标。首荐这种深加工利用沼渣液模式，在当前极具现实性和可操作性，项目的建设投资、运行管理、设备使用、效益互补，这种共生体系具有很大的发展潜力，可大大降低技术和投资风险。（见图No.10-4-1能、肥共生体系）集约化规模畜禽养殖场 制气、制肥生产工艺流程图§5工艺技术路线确定及工艺设备选择 工艺技术路线确定及工艺设备选择以“整体、创新、协调、循环、综合利用”为总的指导思想，按照“减量化、无害化、资源化、生态化”的原则选择并确定工艺技术方案

37、。 “整体”的观念是贯穿沼渣液开发、利用的全过程，将其视为资源，以系统工程的理念，全方位、多层次、多功能、高效率的思维模式进行总体规划和设计，集国内外先进的，行之有效的技术于一体。 “创新”体现在以沼渣液为载体制取有机复合肥是复合肥家族中的新兴产品，其技术、品质、实用效果均处于前沿地位。 为此，近年来国家相关部门制定和颁布了一系列的标准、法规和监测指标，如：有机无机复、混合肥（GB18877-2002）、有机肥料（NY525-2002）、肥料中大肠菌群的测定（GB/TXXX-2004）以及数值修改规则（GB8170-1987）等。近期又颁布了生物有机肥标准，具体的有机复合肥生产、管理技术要求、

38、指标如下：(一) 叶面肥要求：1) 含腐殖酸叶面肥料（组工）的腐殖酸含量8%2) 水不溶物1+250倍水5%3) PH=34) 微量元素含量6%（主要为铁、锰、铜、锌、硼等）(二) 生物有机肥产品技术要求：（表No.10-5-1）项目剂型粉剂颗粒有效活菌数（CFU）亿0.20/g0.20有机质(以干基计)25.0%25.0%水分含量30.0%15.0%PH值5.58.55.58.5类大肠菌群数100个/g(ml)蛔虫卵死亡率95%有效期6个月相当长的时期内,人们将发展大型沼气工程产生的大量沼渣液视为一种沉重负担,望而却步,甚至予以否定.如今在有政策扶持,技术支撑的新形势下,以沼渣液为原料生产有

39、机复合肥(或称有机无机<二维>复合肥、生物有机无机<三维>复合肥),是我国农业可持续发展中的必然趋势，也是农业生态良性循环和发展循环经济的必要，其具有独特的优势：1) 首先它能改良土壤理化性状、培养地力、增强土壤保水抗旱能力；2) 它能显著提高各类作物的产品品质；3) 它能将农业生产中大量的有机排泄物（如畜禽粪便、作物秸秆、生活有机垃圾、食品加工废弃物等）作为载体循环再利用，经多层次转化为沼气再生能源及相应的肥料产品，既提高了环境质量，实现了零排放目标，又实现了废弃物资源化和增值的目标；4) 以沼渣液为载体发展有机复合肥符合国家“优先发展的十大产业政策”，利国利民，必然

40、会得到国家和各级政府的大力支持。 在科学合理的农业产业结构调整中以上所述的建立生产沼气与沼渣液制取有机复合肥生产链，相互促生、优势互补，极大地激活农业发展和新农村建设的动力，促进经济、社会和生态环保效益的高度和谐统一，突显了协调、循环、综合利用的指导理念。 遵循自然规律和社会经济规律，依据党和政府的方针政策，技术路线上采用五个“结合”实现三个“目标”即：有机与无机营养相结合；大量元素与微量元素相结合；肥和药相结合；速效与缓效相结合；植物体内酶激活与土壤肥力有效性相结合，从而实现该类肥料的高效化、多功能化与无害化三个目标。 工艺设备选择应走集成国内外先进而行之有效的技术手段和装备的路子，借鉴和研

41、发相结合，传统和创新优化组合，投资合理、运行可靠、维修简便。（详见工程实例） 工艺生产流程框图如下：a) 固体有机无机复合肥料工艺流程图：（主要工艺设备见§6表No.10-6-1）沼渣液固液分离烘干破碎混配造粒二次干燥计量包装入库（制液肥载体）沼液生物扩培（制三维肥料）热风沼渣液体有机无机复合肥料工艺流程图：（主要工艺设备见§6表No.10-6-2）在此需强调指出先进、科学合理的工艺路线的实现，需借助先进、可靠的工艺装备作保障，才能将沼渣液转化为高效、高附加值的有机复合商品肥料。§6 工程实例剖析 工程案例（A）河北省某地区规模化养猪场沼气工程建设项目。该养猪场沼

42、气工程规模为824m3 ,修建2座412 m3 搪瓷钢板发酵罐，设计容积产气率为1 m3/1 m3.d (发酵物料浓度TS%=68%,恒定中温(35)发酵水力滞留期T=20天,日可产沼气824 m3/d ,沼气低热值qJ =5500kcal/ m3 (23MJ/ m3)。在已建沼气工程基础上，修建两条有机、无机复合肥料生产线（固体有机无机复合肥，液体有机无机复合肥）。(一) 相关计算与设计参数如下：1. 两个沼气发酵罐日排出沼渣液总量计算 2×412m3gv =_ =41.2m3/d 20经恒定中温（35）发酵，水力滞留期T=20天，发酵物料降解率可达n0=70%,其比重降至r=1.

43、03t/m3,则剩余的干物质数量为：n=1-n0=1-70%=30%经挤压螺旋固液分离机（德国FAN型号）分离后之沼渣干物质含量K=50%（亦即其含水量为50%），则日产含水量50%的湿沼渣量为： S0=qv×r×TS%×n/k=41.2×1.03×0.06×0.3/0.5 1.53t/d若有机无机复合肥安全储藏水分P=14%（出厂产品） 则经烘干达14%含水量之干沼渣量为：S=S0-S0×（K-P）=1.53-1.53×(50%-14%)=0.98t1t/d2. 以1t之干沼渣为载体生产有机无机复合肥料占其重量比重为20%，则日可生产复合肥数量为： S 1X日= =5t/d 20% 0.2则年产量(生产规模)=360×5=1800t/年（单班生产能力） 3将含水量K=50%之湿沼渣（经FAN分离机分离后）烘干至安全储藏水分P=14%所需能耗计算： 常压下汽化热R0=540kcal/kgH2O 需去除的水分重量W=S0-S=1.53-1=0.53t=530kg 烘干所需热