三沼的綜合利用及沼液資源化利用的兩種新技術(shù)

2023年12月30日發(fā)(作者：樹正瀑布)

三沼的綜合利用及沼液資源化利用的兩種新技術(shù)

將沼氣、沼液、沼渣運(yùn)用到生產(chǎn)過(guò)程中，既降低了生產(chǎn)成本，又能提高經(jīng)濟(jì)效益和產(chǎn)品質(zhì)量。本文整理了沼氣、沼液、沼渣的多種利用途徑和技術(shù)操作規(guī)程，并介紹了沼液資源化利用的兩種新技術(shù)，希望可作為沼氣工程進(jìn)行三沼合理利用的參考。

一、沼氣利用

沼氣是人畜糞便等有機(jī)物,經(jīng)沼氣池厭氧發(fā)酵,最終產(chǎn)生的一種可燃性氣體，是沼氣池的主產(chǎn)物。

1.炊事照明

①炊事:先開氣后點(diǎn)火，調(diào)節(jié)灶具風(fēng)門，以火苗藍(lán)里帶白，急促有力為佳。

②照明:先開氣后點(diǎn)燈，點(diǎn)燈可用點(diǎn)火槍或電子點(diǎn)火器。

2.增溫增光

通常大棚內(nèi)每100m2設(shè)置一個(gè)沼氣灶或50m2設(shè)置一個(gè)沼氣燈，主要通過(guò)點(diǎn)燃沼氣燈、灶。燃燒時(shí)間為凌晨5:30～8:30。

3.增施二氧化碳

燃燒沼氣，時(shí)間安排在凌晨6:00～8:00。放風(fēng)前30min停止燃燒沼氣。

二、沼肥利用

沼液沼渣總稱為沼肥,是人畜糞便等有機(jī)物經(jīng)沼氣池厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的副產(chǎn)品。富含氮、磷、鉀、鈉、鈣微量元素和17種氨基酸以及多種微生物和酶類，能夠促進(jìn)作物生長(zhǎng)代謝，防治某些作物病蟲害。

（一）沼液浸種

沼液浸種即利用沼液中所含的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及相對(duì)穩(wěn)定的溫度對(duì)種子進(jìn)行播種前的處理。

1.水稻浸種

①沼液條件

沼液必須取自正常產(chǎn)氣使用2個(gè)月以上沼氣池,沼液PH值在7.2～7.6之間。長(zhǎng)期停用的沼氣池中的沼液不能用于浸種，以免傷害種子。

②曬種

為提高種子吸水性，沼液浸種前，將種子翻曬1d～2d，清除雜物。

③裝袋

選擇透水性好的編織袋或布袋，將種子裝入，并留出適當(dāng)空間，以防種子吸水后脹破袋子。

④清理

將出料間浮渣和沉渣盡量清除干凈，以便浸泡種子。

⑤浸種

將繩子一端系緊袋口，一端固定在池邊，使種子處于沼液中部為好。浸泡時(shí)間12h以內(nèi)的種子，可以在容器中進(jìn)行。

⑥時(shí)間

浸種時(shí)間不宜過(guò)短或過(guò)長(zhǎng)，常規(guī)稻種以一次性浸種為主，24h左右為宜；雜交稻種采取間歇式浸種，在沼液中浸泡8h～10h，提出晾6h，三浸三晾，直至種子吸足水分。

⑦清洗

沼液浸種結(jié)束后，應(yīng)將種子放在清水中淘凈，然后催芽、播種。沼液浸種改變種殼顏色，但不影響發(fā)芽。

2.小麥浸種

適宜土壤墑情較好時(shí)應(yīng)用，播種前一天進(jìn)行，浸種12h。清水洗凈，瀝干水分即可播種。

3.玉米浸種

一次浸種12h～16h，清水洗凈，晾干后即可播種。

4.棉花浸種

非包衣種子一次浸14h～18h，浸時(shí)注意袋內(nèi)加石塊，以防種子袋浮起。

5.甘薯、馬鈴薯浸種

一次4h，也可盛入缸、桶容器中，取正常沼液浸泡，浸種結(jié)束后，清水洗凈，然后催芽或播種。

6.花生浸種

一次浸泡4h～6h，清水洗凈晾干后即可播種。

7.煙籽浸種

時(shí)間3h，取出后放清水中，輕搓2min～3min，晾干后催芽、播種。

8.瓜類、豆類浸種

一次浸泡2h～4h，清水洗凈，晾干后催芽、播種。

（二）沼液葉面施肥

沼液條件：沼液取自正常產(chǎn)氣2個(gè)月以上的沼氣池，澄清，紗布過(guò)濾。沼液PH值在7.2～7.6之間。

1.沼液噴黃瓜、西紅柿

從初花期開始，至采果前結(jié)束，沼液1份，清水1份，7d～10d噴施葉面一次。

2.沼液噴云豆、茄子

從初花期到采果前1份沼液，加1份～2份清水。夏季高溫，1份沼液加1份清水。

3.沼液噴辣椒、白菜

1份沼液加1份～2份清水，每隔7d～10d一次。上午露水干后進(jìn)行，夏季傍晚為宜，中午高溫及暴雨前不施。

4.沼液噴西瓜、草莓

初伸蔓開始，每667m2 (畝)10kg沼液加入30kg清水；初果期，每15kg沼液加入30kg清水；后期，20kg沼液加入20kg清水。

5.沼液噴葡萄

展葉期開始，至落葉前結(jié)束，7d～10d一次。濃度1份沼液加1份清水。

6.沼液噴蘑菇

出菇后開始，每平方米500g，1份沼液加1份～2份清水，每天噴1次。

7.沼液噴蘋果樹、梨樹

從初花期開始，結(jié)合保花保果，沼液1份加清水1份，7d～10d噴施一次，到葉落前為止。

8.沼液噴煙葉

煙苗9片～11片葉開始，7d～10d一次，1份沼液加清水1份，每667m2 (畝)噴40kg，沼液中可加入防蟲治病農(nóng)藥。

9.沼液噴棉花

全生育期均可進(jìn)行，現(xiàn)蕾前，沼液、清水為1︰2，現(xiàn)蕾后為1︰1，10d噴施一次。

10.沼液噴水稻、小麥

在萌動(dòng)抽梢期、花期、果實(shí)膨大期，沼液1份，清水1份，每隔10d噴施一次。

（三）沼渣利用

沼渣沼液條件：沼渣沼液必須充分腐熟，沼液PH值在7.2～7.6之間。

1.沼渣做基肥

移栽秧苗的蔬菜基肥以穴施方法進(jìn)行。每667m2 (畝)用腐熟沼渣2000kg施入定植穴內(nèi)。點(diǎn)播或大面積種植的蔬菜，基肥采用條施條播方法進(jìn)行。瓜菜類如南瓜、冬瓜、黃瓜、西紅柿等，采用大穴大肥方法，每667m2 (畝)施沼渣3000kg。

2.沼液做追肥

采用根部淋澆和葉面噴施2種方式。葉面噴施，沼液對(duì)水1倍稀釋，以葉背面為主。雨天或土壤過(guò)濕不施。上午露水干后，夏季傍晚根部淋澆，每667m2 (畝)施沼液500kg～3000kg。

三、沼液高附加值資源化利用的兩種新技術(shù)

沼液是厭氧發(fā)酵的液相殘留物，未經(jīng)固液分離時(shí)呈半流體泥漿狀，固液分離后上清沼液為深色懸濁液。經(jīng)水解酸化菌、甲烷菌等微生物作用，沼液C/N大幅下降，pH值呈中性或微堿性。受發(fā)酵原料和處理工藝影響，沼液成分特征差異較大，但均含有豐富的氮、磷、鉀等大量營(yíng)養(yǎng)元素，Ca、Fe、Zn、Cu等中微量營(yíng)養(yǎng)元素,豐富的氨基酸、維生素、活性酶、激素等微生物代謝產(chǎn)物,以及大量未消化完全的原料碎屑、微生物菌體等。

隨著沼氣工程大規(guī)模發(fā)展，相應(yīng)大幅增多的沼液、沼渣等發(fā)酵殘留物也亟須妥善處置。資源化利用實(shí)現(xiàn)了沼液由“廢”到“寶”的逆襲，可謂沼液處置的優(yōu)先選擇。

目前，在農(nóng)林牧漁業(yè)中，沼液肥用、沼液浸種、沼液生物農(nóng)藥以及沼液無(wú)土栽培營(yíng)養(yǎng)液等低成本利用是沼液資源化的主要方式。但受到原料和發(fā)酵過(guò)程影響，沼液的成分極其復(fù)雜。農(nóng)用過(guò)程中，沼液直接作用于土壤、農(nóng)作物或畜禽等，與食物鏈接觸密切，對(duì)食品安全、環(huán)境與生態(tài)安全具有潛在風(fēng)險(xiǎn)。

沼液價(jià)值成分回收是其高附加值資源化利用的一種途徑，下文將分別介紹鳥糞石結(jié)晶沉淀技術(shù)和腐殖酸類物質(zhì)提取技術(shù)，希望能夠?yàn)橥貙捳右豪猛緩剑岣哒右豪冒踩蕴峁┮恍﹨⒖肌?

1、鳥糞石結(jié)晶沉淀技術(shù)

磷酸銨鎂（MAP）俗稱鳥糞石，分子式MgNH4PO4·6H2O,是一種高品位的磷礦石和高肥效利用率的緩釋磷肥，具有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值。沼液中含有較高濃度的NH+4和PO3-4,通過(guò)投加Mg2+,補(bǔ)充PO3-4可結(jié)晶得到難溶復(fù)鹽MAP,實(shí)現(xiàn)氨氮和磷的回收，減少水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象。

鳥糞石結(jié)晶受pH值、組分離子濃度、晶種、反應(yīng)時(shí)間、離子強(qiáng)度等因素影響。研究表明，用鳥糞石結(jié)晶反應(yīng)裝置處理高濃度沼液，在 pH值為9.5,Mg∶P=1.3∶1條件下，出水磷和氨氮的去除率達(dá)到最佳29.88%和72.07%.

目前，鳥糞石結(jié)晶沉淀技術(shù)已有工程應(yīng)用。日本Shinji污水凈水中心處理1150m3·d-1的MAP系統(tǒng)可回收MAP500~550kg·d-1.該技術(shù)的主要問(wèn)題是運(yùn)行成本高、回收MAP純度低及對(duì)MAP農(nóng)業(yè)實(shí)用性研究較少等。

2、腐殖酸類物質(zhì)提取技術(shù)

腐殖酸類物質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，帶有多種活性官能團(tuán)，能夠與多種物質(zhì)發(fā)生作用，在工農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)藥和環(huán)保等領(lǐng)域均有應(yīng)用，如改良土壤提高肥力、促進(jìn)植物生長(zhǎng)、吸附鈍化重金屬離子、提高細(xì)胞免疫反應(yīng)等。沼液中腐殖酸類物質(zhì)腐殖化程度低，屬活性腐殖酸，進(jìn)行分離提取可降低沼液污染負(fù)荷，并回收有價(jià)值的物質(zhì)。

使用離子交換樹脂和超濾膜可以提取沼液中的腐殖酸類物質(zhì)。首先，沼液經(jīng)過(guò)離子交換樹脂，腐殖酸類物質(zhì)被選擇性吸附，出水有機(jī)物濃度大幅下降； 其次，進(jìn)行樹脂解吸，樹脂重復(fù)使用，腐殖酸類物質(zhì)和解吸藥劑的混合出水進(jìn)入超濾單元； 最后，經(jīng)超濾膜分離，腐殖酸類物質(zhì)可被高純度提取，解吸藥劑則返回解吸單元。相關(guān)實(shí)驗(yàn)表明，通過(guò)該技術(shù)，沼液中腐殖酸類物質(zhì)的回收率可達(dá) 80% 以上。