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、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
33
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
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,
34
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
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\"，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。
35
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
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。
36
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
图10-2-2 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。
37
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
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
38
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
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COD≤1000mg/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 BOD5 生化指标（mg/L) CODCR 细菌指标（个/L） PH 大肠杆菌 蛔虫卵 臭 味 SS KN TP 上海（1） 上海(2） 日本 德国 台湾 80 400 160 30 50 200 150 600 400 400 200 170 20 60 2 5 6.5～9 ≤104 Ⅲ级 2 2级 16 5.8～8.6 50 注：（1）排入水体（2）排入市政管网、KN-凯式氮（mg/L)
39
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
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(Ⅱ）水质排放标准，即CODCr＜80 mg/L，BOD5＜40 mg/L, TP＜0。5
mg/L， KN＜20mg/L， SS＜70mg/L, PH 6.0～8.5
（2）3级(Ⅲ）排放区水质排放标准，即CODcr＜100 mg/L，BOD5＜60 mg/L，＜20mg/L， SS＜100mg/L, PH 6.0～8。5
农田灌溉水质标准(mg/L)
表NO10—2-2序 标 作 物 准 分 水作 旱作 蔬菜 号 值 类 项 目 1 生物需氧量（BOD5）80 150 80 ≤ 2 化学需氧量(CODcr）≤ 200 300 150 3 悬浮物（SS）≤ 150 200 100 4 阴离子表面活性剂≤ 8。0 8。0 5。0 5 凯式氮（KN）≤ 12 30 30 6 总磷（以P计）≤ 5.0 10 10 7 水温℃≤ 35 8 PH值 ≤ 5。5～8.5 1000（非盐碱土地区），2000(盐碱土地区）9 含盐量≤ 有
40
＜0.5 mg/L, KN
TP
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
条件的地区可适当放宽 10 11
氯化物≤ 硫化物≤ 250 1。0 41
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
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
42
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
§3 沼渣液资源数量分析方法、组分构成
每天排出沼渣液的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)（r1） （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)
（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=1－n0
（一)每日投入发酵罐物料体积为：V1= V0
投入物料的重量为： G1=V1·r1
若新鲜粪的干物质含量为m0,则其含水量W0=1－M0,相对发酵物料浓度TS1%之干物质含量为mp，含水量为wp=1－mp，则物料配水比为α=
设每天投入新鲜粪量为:M （t）, 则需稀释水量为：
W=M（α·m0—W0) （t) 若r1为实测值
则 G1=V1·r1=M+W
（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= （m
V0 G2=V2·r2, G2＜G1 ³），其重量为T
wp
T
由于水力滞留期T=20天,物料降解率 n0＜1（100%） 故r2＜r1
排出等体积物料的剩余干物质重量为： g2= r2×V2×TS2%×n= G2×TS2%（1－n0）
（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
43
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
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=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％）]
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=
S
（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—3-1—N010-3-7)，表N010—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
44
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
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。
2.腐殖酸类物质 由木质素、蛋白质、多糖类物质经微生物的
沼气池沉渣 (沼气渣肥） 分解转化而成.
①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
3.灰分物质 元素等.
②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。
45
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
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
类 成 别 分 磷水分 有机质 氮(N） （P2O5) 钾（K2O) 钙（CaO） 0.37 0.19 0.44 0.95 0。15 0。65 0。24 1。50 0.25 2。10 0.85 0.62 - - 0。09 - 0。34 0.01 0.15 0.45 0.46 0。16 — — 粪 人 尿 粪 猪 尿 粪 牛 尿 粪 马 尿 粪 羊 尿 鸡 鸭
70 90 82 96 83 94 76 90 65 87 50 56 20 3 15。0 2。5 14。5 3.0 20。0 6.5 28.0 7.2 25.5 26。2 1.0 0。5 0。56 0.30 0.32 0。50 0.55 1.20 0.65 1。40 1。63 1。10 0。50 0.13 0。40 0.12 0.25 0。03 0.30 0.01 0。50 0.03 1。54 1。40 粪 粪 表N0。10-3—3 糖蜜废水
46
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
CODcr 8～12×104mg/L BOD5 4～610mg/L pH: 3.5~4。5 TN： 0.454%
固形物： 10～12%（除水后的干物,其中70％的有机质） 4
总糖: 1.27g/100ml还原糖: 0P 16.8mg/100mlK 9.44g/kgCa 2.21 g/kgMg 2全氮 0天冬氨酸： 0苏氨酸： 0.02%丝氨酸： 0谷氨酸： 1脯氨酸: 0.012%甘氨酸： 0.037丙氨酸： 0胱氨酸： 缬氨酸: 0.028%蛋氨酸： 0.002异亮氨酸： 0
。66g/100ml 。31 g/kg
。454%，相当于2.84％的蛋白质含量 。093% 。022% 。0% ％ 。066％ 未检出 ％ 。022％
47
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
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鸟氨酸： 0.074%总氨酸： 1.45%
表N0.10-3—4抗生素废水
水分： 57.42%粗蛋白: 34脂肪： 3.74灰分: 11粗纤维： 4.22%天冬氨酸： 2苏氨酸: 0.82丝氨酸： 0谷氨酸: 3.76脯氨酸： 0甘氨酸： 2.21%
。012%
。98% ％ 。40% 。06％ ％ 。41％ ％ 。83%
48
以下的含量为被测项目占总干重点含量。(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
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酪氨酸： 0组氨酸: 0苯丙氨酸： 0赖氨酸： 0.81%精氨酸： 12鸟氨酸： 1总氨酸: 34.99抗生素发酵废渣
P 14g/kgK 3Ca 36Mg 21
表N0。10—3—5
。28% 。30％ 。39％ 。92％ 。26% 。05％ ％ 相当于P2O5 3。2% 。72g/kg相当于K2O 0.45% 。34g/kg 。74 g/kg
mg/l
49
164.
1
苇沟猪场沼气废液分析报告（参考）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Na PH
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
50
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
N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 铝Al 钙Ca 铁Fe 钾K 镁Mn 锰Mn 钠Na 锌Zn 铜Cu 钼Mo 镍Ni 铅Pb 铬Cr 磷P 硫S
牛粪沼液络合营养液 20 360 363 124。000 239 — 880 390 260 400 0.4 nn（无） 0。16 3。17（P—Ges) — 51
1.963 51.39 2.519 121。3 21.44 0。3854 21。41 2.389 0。1873 0。0272 0。0304 0.2061 0.0779 23。08 17.32 (word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
硼B 0。1278 — 钴Co 0。0157 0.06 镉Cd 0.0070 0.12 备注 GSB10200 N—Ges(总氮）51400 NH4—N(氨氮）20700 P— 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 3 32 130 3 . . 钾 K 45547 19938 65857 铁 Fe 11.82 495.5 52494 锰 Mn 12。73 63。31 193 铜 Cu 25.35 214。9 10。22 锌 Zn 3。6 557.7 7。547 铬 Cr ＜.0125 。404 ＜.0125 钼 Mo .6272 878.9 ＜.0.1 磷 P 4080 4094 15729 铅 Pb ＜.0175 ＜.0175 ＜.0175 钡 Ba .0878 1。884 1.896 52
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
铝Al 钴 Co 锶 Sr 钒 V 镍 Ni 硅 Si 镧 La 钛 Ti 硼 B 锂 Li 镁 Mg 钙 Ca 钠 Na 胡敏酸、富里酸总C量 PH N克/升
＜。0175 ＜.0075 3.279 ＜。005 ＜.0025 178.4 ＜。015 ＜.0025 62。86 。2583 ＜0 137。1 3252 39080 1001 ＜。0075 1。55 4。625 1。12 1597 ＜。015 27.81 845。2 .369 217 99。12 8871 13045 391。4 7.273 9.73 5.311 ＜。0025 966.5 ＜.0。15 9。757 ＜。0。15 ＜.0125 140.9 479.1 3251 65850 9。20 18。64 3 32 130 9。20 14.44 绿霸 高美施 含铁露兹 5.70 6。825 霸州产 美国 美国 表N0.10-3—10
53
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
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
速效钾 速效磷 类
（mg/k(mg/kg(mg/kg(mg/kg(mg/kg(mg/kg（mg/k别
g)
沼
908 液
全氮 速效铜 速效铁 速效锰 速效锌 有机
质(％） 0.087.8
pH
) ） ） ) ) g）
20.6 18 0.206 0.025 0.404 0。207
2
7
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（见表N0.10-3-11).
54
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
表N0。10—3—11
猪粪经厌氧消化后氨基酸含量的变化
浓 度(mg/L） 进料液 599。3 273。4 213。5 352.1 427。0 41。2 146.1 131.1 419.5 146。1 78。7 微量 微量 30。0 59。9 3757。3
出料液 250.9 374。5 176.0 475。7 269.7 52。4 202。2 11。2 584。3 142.3 7。5 26.2 15.0 134.8 194。8 3649。3
氨基酸 内氨酸 缬氨酸 甘氨酸 异亮氨酸 脯氨酸 丝氨酸 蛋氨酸 羟脯氨酸 苯丙氨酸 大冬氨酸 谷氨酸 酪氨酸 乌氨酸 赖氨酸 精氨酸 总计
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。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
55
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
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 444.9
丙酸 56.2 丁酸 27.5 TVA 520.6 pH 7.70 表N0.10-3-13
河北××味精厂沼液成果化验结果表 项 样 目 COD （mg/l) BOD （mg/l） 197 SS (mg/l) 509 PH 品 1号 （沼渣液） 2号 （BF滤水）
1025 7.61 686 176 378 8.43 表N0.10—3—14 项 样 目 有机质 （g/l） 总氮(N) （g/l） 0。811 总磷(P) （mg/l） 39.5 总钾（K) (g/l） 0.55 品 1号 （沼渣液） 2号
0。342 0。288 0。489 56
9.6 0.57 (word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
（BF滤水） 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.
57
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
§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，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
58
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
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)
59
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
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.
“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
60
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
—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、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=3
4) 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 粉剂 有效活菌数（CFU）亿 有机质(以干基计) 水分含量 PH值 类大肠菌群数 蛔虫卵死亡率 有效期
剂型 颗粒 0。20 25.0％ 15。0% 5.5～8.5 ≥0。20/g ≥25。0% ≤30。0％ 5.5~8.5 ≤100个/g（ml） ≥95％ ≥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
61
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
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：①有机与无机营养相结合；②大量元素与微量元素相结合；③肥和药相结合；④速效与缓效相结合；⑤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）
热风 沼渣 沼渣液 固液分离 烘干 破碎 混配 造粒 沼液 生物扩培 （制三维肥料） 二次干燥 计量包装 入库 （制液肥载体）
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）
62
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
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。
63
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
§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。
该养猪场沼气工程规模为824m，修建2座412 m搪瓷钢板发酵罐，设计容积产气率为1 m/1 m3.d (发酵物料浓度TS％=6~8%，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
3
3
3
2×412m3
gv =_______________ =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。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%)］=0.98t≈1t/d
64
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
2. 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 1 X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：
① 常压下汽化热R0=540kcal/kgH2O
② 需去除的水分重量W=S0-S=1.53—1=0。53t=530kg ③ 烘干所需热量：
Q能耗=R0×W=540×530=286200kcal
④ 若沼气低热值qj=5500kcal/m
3
热风炉热效率η1=0。9 逆风重力烘干塔效率η2=0.85 则烘干所需沼气用量（热负荷）为：
J烘干肥=Q能耗/qj×η1×η2=286200/5500×0.9×0.85≈68m3/d
⑤ 烘干用《沼气热风炉》有关技术参数
选用天津华能集团能源设备厂之热风炉其主要技术指标如下：
a) 供热量74×10kcal/h
b) 进换热器烟气流量Qr=3437Nm/h c) 热风温度250±5℃（可调)
3
4
d）总装机容量 24。5kw (无换热器时仅为9。5kw）
65
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
e) 排烟温度160℃ f)使用寿命8年 设备组成:
a) 燃烧器（烧嘴）D×—Ⅱ-150
空气鼓风机 9—19 No。45A （4kw）
b) 配风室：耐高温砖、保温砖、耐火纤维
c) 换热器材质：1Cr。 18Ni。 9Ti 20G （也可直接鼓风至烘干机) d) 风机：引风机 γ -39 No。4D （5.5kw）
换热鼓风机 4—72No。6C （15kw） 热负荷35万kcal/h
e) 配电柜及控制仪表
参考价格13。8万元/系统 (不含换热器为5。7万元） 4.干燥(烘干）时间确定: M0—Me T=_______________ (h） MJ
式中：T-—干燥时间(h） M0——物料初始水分 M0=50％
Me——物料烘干后要求水分（安全储藏水分）Me=14％
MJ-—沼渣每小时(1h)水分降低百分率，一般不宜太快,对于制肥MJ=15～30％；该工程设计若取MJ=25％,则: 50％—14％ T=-———= 1.44(h) 25%
66
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
德国FAN分离机分离猪粪沼渣液的效率为:20m3/h，该工程日排出沼渣液最大量为41。2 m3,用一台FAN分离机需工作2h,若配套工作T=2(h），则水分降低百分率为： 50%—14％ MJ=
________________
=18％
2
5。依据投资能力,近期沼气工程规模，按日提供干沼渣最大量，则一期工程规模为：
1) 固体有机无机复合肥料年单班生产能力为2000t/Y
2) 液体有机无机复合肥料视市场开拓状况暂定年单班生产能力为：1000t/Y。
（二）沼气、有机复合肥共生体系总平面布置图（图10-6-1）
工艺设备平面、立面布置图见图10—6—2、图10-6—3。
67
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
＊流水不腐户枢不蠹之哲学理念净化污水
图10—6-1
（三）固体有机复合肥平面、立面布置图(10-6—2）
(四）液体有机复合肥平面、立面布置图（图10-6—3)
68
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
图10—6—3
（五)两条生产线主要设备一览表（表10—6-1、表10-6-2) 主要生产工艺设备选型
有机无机固体颗粒复合肥料主要设备一览表 表N010—6—1
型号尺设备名称 寸 (KW) (元） 功率单价数量 （元） 生产生物有机复合1 生物扩培罐 12.5m 3序合计价格备注 号 7.5 105000 1 105000 肥 2 3 4 5 6 粉碎机 塔式烘干机 锥形混料机 挤压造粒机 喷淋装置 P—700 7.5 5.5 5。5 32 1。1 23000 94500 27000 48000 12000 1 1 1 1 1 23000 94500 27000 48000 12000 LH-15 32型 生产生物有机肥 69
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
序设备名称 型号尺寸 筛分机 二次低温干ZLS12 功率单价数量 合计价格备注 （元) 号 7 （KW) （元) 7.5 145000 1 145000 一期工程不予考虑 8 燥机［1] 9 包装机 低压配电开 3 42000 1 42000 10 关柜 斗提机 皮带机 设备接口 8000 1 8000 11 P—400 8.8 2。2×4 10500 4 42000 12 13 1 14 15 18500 18500 420000[2］ 合5A风机 93。4 计 565000[3] 备注:［1]固液分离机、热风炉、排风除尘机等为沼气站配套共用设备;
[2]一期工程不安装筛分机和二次低温干燥机，设备投资为42万元，以上初步报价含17％增值税，不含运费;
［3]二期投资56。5万元;
有机无机液体复合肥料主要设备一览表 表N010-6—2
合计序设备名称 号 型号尺寸 功率（KW) 单价数价格备注 （元) 量 （元） 1 沉降折流塔 D=3.5m 0 70 1 0 混凝土自(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
3层 Q=5t/h 2 卫生离心泵 202不锈钢 3 离心机 φ800 φ1200×4 酸发酵罐 1300 φ1000×5 絮凝罐 1300 络合罐（电6 加热） 套 φ1000夹9+0。75=9.75 24500 1 24500 1。1 θ 55)=4。1 15800 1 15800 3 2×（1.5+0。24000 2 48000 17900 1 17900 5×0.75=3.75 2500 5 12500 建 304 202 1500L 202 1000L 202 600L 202 7 混合复配罐 φ1000 1.1 15800 1 15800 1000L 202 8 成品罐 φ1380 23100 1 23100 2000L φ102 9 过滤器 0.15m 1换热器 0 1灌装机 1 φ50至φ1管路阀门 2 件
71
2 5600 1 5600 202 φ0.3 m2 8900 1 8900 304 304（自 1 采） 180系统配 44000 套 44000 304 (word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
1总配电柜 3 132000 套 工字钢导32000 1电动葫芦 4 0．25t 0。25 1200 11200 轨自行设套 计安装 合 2493023.05 计 备注：以上初步报价含17%增值税，不含运费； （六）投资评估与效益分析
1、固体有机复合肥（利用沼渣为主要载体) a。成本费——S
0 ①有机复合肥原料费：全元素精细、高档商品肥料的8项主要原材料成本合计为:S1=780元/t（低档产品参考价为220元/t)
③包装物料费S3=40元/t（低档产品20元/ t） ④间接成本费:S4=35元/ t
高档商品肥合计：S=S1+S2+S3=905元/ t； 低档商品肥合计：S=S1+S2+S3=325元/ t; b。收入与利润：
以年产低档产品2000t/y计 ①年产值：
E年收益=年产量×出厂单价=2000t×800元/t=160万元；
②年毛利润:P毛利= E年收益-年总成本=E年收益—（年产量×S)=160万元—2000t×325元/t=95万元
72
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
③年经营费用G：
A.增值税（不计间接成本S4=35元/t） GA=［E年收益-年产量×（S1+S2+S3）] ×η
式中： η—税率，取η=13～17％（视地区而异） 计算取η=13％(国家政策鼓励产品）
GA=[160万元—2000t×（220+50+20）］ ×13%=13。26万元; B。销售费用:GB=E年收益×μ
μ为比率，新产品开拓市场，取μ=5％; GB=160×5%=8万元
C。折旧费(设备、土建等)GC=投资额/折旧年限=K0/n 建一个年产2000t的生物有机复合肥(固体颗粒肥)生产线 折旧年限n=10年,则GC=65/10=6。5万元 总经营费用G=GA+GB+GC=13.26+8+6.5=27。76万元 c。年纯利润:P纯利=P毛利—G=95-27.76=67。24万元 d.投资回收期（静态分析)N=总投资/P纯利
总投资K＞K0，K=K0+G+流动资金=K0+G+32.5万元=65万元+27.76+32.5=125。26万元(流动资金设定为半年产量的成本) 则N=125.26/67。24=1.86年
2、液体有机复合肥（利用沼液为主要载体） a.成本费—S
①原料费用：S1=1670元/t（11项主要原料）； ②生产流程全部水、电、燃料、人工费等S2=50元/t; ③包装物料费S3=1250元/t（200g小袋包装）;
73
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
④间接成本费：S4=50元/t;
高档产品成本合计：S= S1+ S2+ S3+ S4=1670+50+1250+50=3020元/ t； b.收入与利润：
以年产高档产品1000t/y计 ①年产值:
E年收益=年产量×出厂单价=1000t×4500元/t=450万元； ②年毛利润：
P毛利= E年收益-年总成本= E年收益—（年产量×S）=450万元—1000t×3020元/t=148万元 ③年经营费用G：
A。增值税（不计间接成本S4=50元/t） GA=［ E年收益-年产量×（S1+ S2+ S3）] ×η 式中：η—税率,取η=13～17%（视地区而异) 计算取η=13％(国家政策鼓励产品)
GA=［450万元-1000t×(1670+50+1250)］ ×13%=19.89万元； B.销售费用:GB= E年收益×μ
μ为比率，新产品开拓市场有一定难度,取μ=10％； GB=450×10％=45万元
C。折旧费(设备、土建等）GC=投资额/折旧年限=K0/n
建一个年产1000t的生物有机复合肥（叶面喷施）生产线（含设备厂房）需投资 K0=24。93+240m2×500 元/ m2=36。93万元，
折旧年限n=10年，则GC=36。93/15=2。462万元(设备材质为不锈钢) 总经营费用G=GA+GB+GC=13.26+8+2.462=67。352万元 c。年纯利润:P纯利=P毛利—G=148—67。352=80.648万元
74
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
d。投资回收期(静态分析)N=总投资/P纯利
总投资K＞K0，K=K0+G+流动资金=K0+G+325万元+去年产量×S=36.93+67。352+151=255.282万元(流动资金设定为半年产量的成本) 则N=255。282/80.648=3。17年
抗生素废渣液厌氧发酵制取沼气，制取固体、液体有机复合肥料工艺流程图
厂房基线L×B=50000×16000
图10-6—4
抗生素废渣液制取沼气、固体及液体有机复合肥料设备价格表 图10—6—3
编设施、设备名称 型号、规格 位 抗生素废渣液预处理池 进料兼循环加热搅拌泵 沼气热风炉加温（200kw） 搪瓷钢板浮罩式沼气发酵30m3、混凝土 Q=11L/s，4kw 20×104kcal 300--400 m3 75
类单数量 单价合计别 号 1 2 3 4
（元) (元） 1 2 2 1 5000 5000 沼座 台 台 座 气5600 11200 22000 44000 3400034000工程 (word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
罐 5 多功能沼气净化提纯装置 抗生素废渣+其它辅料搅拌6 混池 4 m混凝土 30 脱硫、CO2等 台 1 3000 0 3000 固座 1 1500 1500 体有 全套固体有机复合肥料生产流水线设备（含4台斗提机、立式烘干机、粉碎低温7 震动干燥机、计量包装机、控制柜、3台皮带机、设备接口等）。 工程 （年生产：1000-2000t/年) 套 设备加工、运输、安装、调试一条龙服务、交钥匙成1 0 0 2200022000机复合 肥工程 8 沉降塔+絮凝 5m3混凝土 PVC—U 座 1 8000 8000 液体全套液体有机复合肥料生全系统为不锈钢产流水线设备(包括高速分材料交钥匙一条离机、腐殖酸发酵罐、络合9 罐、混合罐、成品罐、过滤（年生产：1000器、灌装机、仪表控制柜、—2000t/年） 4台泵、管道阀门等)。 龙服务式 套 成1 0 0 2400024000有 机复合 肥工程 1200010 咨询、设计、技术转让等 软件11
0 肥料生产申报三证实验费 76
技 10000(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
术 0 10927 1—11项总计 ∑ 00 800—12 厂房建筑及管理用房 新型装配式 m -1000 固液肥生产线设备总匹配13 功率 场区占地、三通一平、绿化14 （含仓储、辅助设施等） 花卉、环境美化 占总投资额 15
2 增容电缆、变压kw 器 征地、草、木、m2 80+20 =100 5000 工程不可预见费 (1—14总和） % 10 77
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
工程案例(B)
浙江省杭州地区某制药厂利用其排出的抗生素废渣液厌氧发酵制取沼气，并同步利用沼渣液制取固体，液体有机复合肥料。
项目建设的原则，特色与优势是：沼气再生能源、固体有机复合肥料、液体有机复合肥料三项工程的设施、设备一体化设计与施工，一机多用或共用，多种功能和效益优化组合与优势互补,节省项目建设投资,降低产品生产能耗和成本；项目建设贯穿三分建、七分管的理念，要求技术与管理人员高素质、高标准、一专多能，全方位责任上岗，机制健全、灵活，管理科学方便，确保企业减少日常运行的经费开支,遵照循环经济规律和完善的商业市场运行模式,实施现代化文明生产,彻底消除面源污染，最大限度地提高企业的经济回报率。
沼气工程规模为一个浮罩式沼气发酵罐，其有效容积为: V0=0。785D2×H=0.785×72×10=385m3 日产沼气约 400m3/d
固体、液体有机复合肥料年产各1000t/年。
见图N010—6—4 抗生素废渣液厌氧发酵制取沼气、制取固体、液体有机复合肥料工艺流程图
见表N010-6-3 抗生素废渣液制取沼气、制取固体及液体有机复合肥料设备一览表 工程案例（C）
利用沼液与水耦合灌溉技术试验与推广，作为一种新兴能源,沼气有着越来越广泛的应用前景，而产生沼气后剩余的沼渣液,也是一种不可多得的农用有机肥.但将沼液作为肥料施用究竟对作物生长有何影响，目前国内外尚缺乏相关的具体和深入的研究。为此，中国农业大学、北京林业大学相关技术人员实地在河北省廊坊市固安县马庄乡鸣英园艺场的“四位一体\"温室大棚内，通过施用不同浓度的沼液,对桃树的生长量及光合作用等进行了测量研究.经数理分析得出结果，施用沼液对桃树净光合速率、水分利用率、单枝叶片数等都有很大的提高，而且在试验
78
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
浓度范围内,浓度越高,影响越显著。但对桃树的蒸腾速率、CO2总传导度、气孔导度，桃树枝条长度及生长叶长宽影响不明显.对土壤成分也有一定影响.（详见实测图表）
图10—6—5 对净光合速率影响 图10-6-6 对水分利用率的影响 图10-6—7 对单枝叶片数影响
图10—6-8 对单枝长度影响
表N010—6—3 对土壤成分影响 表N010—6-1 对桃树产量影响 表N010—6—2 对病虫害抑制
由此可以得出如下结论:施用沼液①改善土壤环境，提高土壤肥力 ②促进植物生长,提高果树的产量和质量 ③避免大量使用化肥带来的生态环境问题 ④为开发绿色食品提供了新途径.所以，沼液是一种值得推广的农用有机肥料。 对净光合速率的影响
图 N010—6-5 施用不同浓度沼液对净光合速率的影响
结果表明，施用沼液可以提高桃树净光合速率，与对照相比，施用50﹪浓度的沼液可以使桃树的净光合速率提高10。18﹪(棚内）和28。68﹪（棚外）,施用70﹪的沼液可以提高47.02﹪（棚内）和45。26﹪(棚外）.棚内的区组，施用50﹪和70﹪之间也达到了差异极显著(X2-X3
79
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
＞R2=3。263*＊），棚外品系间也达到了差异显著（F=5。538*)，但50﹪和70﹪之间未达到差异显著(X2-X3=1.737＜R2=2.137）。由此可见初步认为，在试验浓度范围内,沼液浓度越高，对于提高净光合速率可能越大,棚内更为明显。(*α=0。05，**α=0。01）
对水分利用率的影响
图N010-6-6 施用不同浓度沼液对水分利用率的影响
从上图可以看出，沼液的施用可以提高桃树的水分利用率,使用50﹪的沼液相对于对照可以提高11。39﹪（棚内）和40。15﹪（棚外），70﹪的利用率可提高38。00﹪（棚内）和54。00﹪(棚外）.同时棚内的品系间达到了显著（F=4。807*)，50﹪和70﹪之间也达到了差异显著（X2—X3=1.889＞R2=1。084*）;棚外品系间的差异也达到了极显著（F=19。14**)，但50﹪和70﹪之间未达到差异显著（X2—X3=0。777＜R2=1.084）。由此可以初步确定，施用沼液可以使水分利用率显著提高,棚外效果更明显，而且浓度越高，对水分利用率可能越大，试验数据还有待进一步验证。
对桃树单枝叶片数的影响
80
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
图NO 10—6—7 施用不同浓度沼液对桃树单枝叶片数的影响
经统计分析可得，施用沼液使棚内桃树单枝叶片数有所增长，且达到显著，棚外差异不显著,由此可见,四位一体大棚对于提高桃树单枝叶片数确有作用。 对桃树单枝长度的影响
图10—6-8 施用不
同浓度沼液对桃树单枝长度的影响
从上图及统计分析可得，施用沼液虽然使桃树单枝长度有所增加，但并未达到显著。 施用沼液后，桃树生长叶的长度略有提高,但对宽度的影响并不大。从以上图表及分析可知，虽然施用沼液使桃树生长量各因子有所提高，但并不显著，这说明沼液的施用对桃树的生长起
81
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
到了一定的作用，但可能由于施用时间较短,次数较少,所以效果并不十分明显。
对桃果实产量的影响
2002年3月29日,上午对大棚内各沼液浓度处理不同品种桃树随机取样10株统计，每株桃的数量.
表 N0 10—6-1
品 种 处 理 清水对照 10株总果量（个） 平均 50﹪沼液 10株总果量（个） 平均 70﹪沼液 10株总果量（个） 平均 毛桃(北家早艳) 104 10。4 120 12 133 13.3 油桃（瑞光） 蟠桃（〈5〉） 87 82 8.7 8。2 100 92 10 9。2 120 107 12 10。7 以表可看出沼液对桃产量影响明显，70﹪浓度，影响最大。
施用沼液，对桃树，防虫、抑病影响。
2002年3月29日，在试验大棚内，对每个处理随机选三株桃树，每个桃选取3个嫩条,每个枝条从上端向下选取20片叶子调查其叶片上蚜虫数量和叶片上细菌性穿孔病的病斑数量。
表 N0 10—6—2
品 种 处 理 清水对照 50﹪沼液 70﹪沼液 一株一株一株一株一株一株三一株一株一株三支三支三支三支三支支条60三支三支三支条60条60条60条60条60片叶 片叶 片叶 片叶 3 片叶 2 片叶 1 82
条60条60条60片叶 片叶 0 片叶 0 蚜虫（个）
4 4 2 0 (word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
细菌穿孔病斑(〈5〉） 0 0 1 0 0 0 0 0 0
施用沼液对防治蚜虫和细菌性穿孔病是有作用的。
病虫防治园艺场除页面喷施沼液外，还使用了臭氧发生技术，采用先进臭氧发生器。进行大棚消毒、杀菌、杀灭果树虫害技术。
施用沼液与水耦合灌溉对果园土壤成分的影响。 施用沼液对土壤成分的影响
表 N0 10-6—3 土壤成分对照表
速效钾 速效磷 全氮（mg/kg） 1173
速效铜速效铁速效锰速效锌
（mg/kg) （mg/kg
)
对照 棚50内 ﹪
70﹪ 对照 棚50外 ﹪
70﹪
245。5
29.0
144。7
16.5
91。9
12.5
276。6
41.6
421。4
46。0
228.1
49。5
（mg/kg） （mg/kg
）
0。2468
0。3062
（mg/kg） （mg/kg）
5.478 0。1306
1018 0.2158 0.4148 4。676 0。1348
1021 0。2186 0。4280 5。404 0。1372
892 0.1756 0.4272 6.192 0.1376
956 0。1666 0。4156 4。268 0。0818
726 0。1682 0.4372 3.024 0。0942
以上数据对比分析可以看出,施用沼液对土壤中速效钾的含量的提高有一定的影响，但对其他成分的影响并不显著，这可能是与试验的样本数量不大,施用时间不长，次数不多导致的随机性较大有关。另外，在土壤取样前，经历了一次较强降雨，可能也对土壤成分有所影响。
83
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
中国农业大学的科研人员曾利用沼液进行了《沼液无土栽培试验》，主要是砂培对叶菜类(生菜、空心菜）进行了日光温室内、盆、床试验，试验结果表明,与传统无土栽培方法比较，（中国农业大学配制的营养液）,利用沼水营养液成本降低10—12倍，产量提高20—40﹪（空心菜提高20-30﹪，生菜提高30-40﹪)，叶片NO3-N含量有提高趋势，而NO2-N含量则有降低趋势，其刺激根系生长效应明显。
确立沼液水砂培的营养液管理定量化、规范化，可为大面积生产和推广提供参数。 照片12张
采用直接用沼液作无土栽培营养液，勿须深加工处理沼渣液,且施用方法简便易行,是消纳和利用沼液的一种有效途径。
工程案例（D）
由于农业种植业生产的季节性，时间性很强，施肥、灌溉时间跟作物生长发育阶段有关，是非连续性的，而沼气发酵及其渣液的排放则是连续性的，在市场未开拓和扩大的情况下,利用沼渣液制取商品有机复合肥数量和保质期受到了一定限制，因而，当前还应考虑多余沼渣液的贮存，达标排放问题。
工程范例中采用“五步净化工艺”的构想是可行的。
此方法净化污水是立于“流水不腐，户枢不蠹”的哲学理念以及曝气好氧处理工艺的思路和成熟技术手段。总体上具有节水、节能、提高处理污水效率,同时又兼有净化、美化环境，搭建园林景观之功效，五步净化处理污水的规划设计一体化是一个集大成于一体的系统工程。(见第十一章详述）
7§ 沼气、肥料一体化典型工程运行模式论述
现代科技某种意义上讲是一个集成式、组合式技术整合,它能在工程项目建设中，体现多学科领域的技术交叉和优势互补。设备功能多样性,一机多用,从而建设投资省,管理科学,人员一
84
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
专多能,工程运行成本也可大幅度下降。
在利用农业“废弃物”资源，修建沼气工程，秸秆气化工程，固体、液体有机复合肥工程，沼气发电、秸秆气化发电工程以及太阳能工程时，即可依此理念，统筹兼顾，达到“五个互补效应，即：技术优势互补，建设资金互补，知识、人才互补，资源互补和效益互补”.
当今世界各国实施生态环保与能源工程建设，从技术层面上,十分重视生态环保工程(Ecology）、能源工程（Energy）、管理工程(Engineering)、电子技术与信息工程（Elertronic)、经济工程（Economy）即“五E工程\"的融汇与统一，从而达到所谓“废弃物”资源的减量化→无害化→资源化→产业化→商品化目标。
从企业管理层面上，高浓度有机排放物的治理方针应充分体现五个“新\"字，即“新技术、新工程、新材料、新设备、新产品”技术起点高，才能降低投资风险、以及市场风险，也才会有高产出和高效益。
在有条件的地区和企业，尤其是集约规模化养殖场、环绕粪污治理，协调、融合农业发展八个自然要素之间的和谐关系（土、水、肥、能、光、热、气、微）,确保实现可持续农业发展的四项目标（持续稳定增长的劳动生产率、持续稳定增长的土壤肥力、健康协调的农村生态环境、资源的合理利用与保护）,打造构建“种植、养殖、加工、沼气、肥料”五环产业并举和互补的生态农业良性循环模式，产业结构一体化的现代高效农业科技园区,树立一个具有推动力和发展潜力的精品示范工程，以期实现“高产、高效、优质”农业发展的大目标。
农业产业链结构调整及运行机制新理念、新途径，从某种角度和层面看，就是实现农业生产工厂化，《种、养、加、沼、肥》五环产业并举互补型良性生态农业循环模式，是确指以现代设施化种植业为基础，规模化集约化养殖业为龙头，沼气再生能源产业为纽带，农副产品深加工产业和高效有机复合肥料产业高附加值为驱动力的循环经济模式。
实施生产全过程中排泄物的再生循环,实现生态环境保护和资源合理利用优化组合与集成,最大限度地发挥物料的能流与物流潜力及其增值效益。
85
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
见图10-7—1,10-7-2，10—7-3
86
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
图10-7—1 集约化规模畜禽养殖场《种、养、加、沼、肥》五环产业运行流程
87
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
图10—7—2 作物秸秆+畜禽粪水+生活垃圾与污水发酵处理系统
图10-7—3 沼气、有机肥、净化污水一体化高科技生产工艺流程
88
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
1.猪场 2。粪
水3。粪水池4.混合搅拌器5.进料泵6.PSS分离器 7。PSS分离出的固体物质 8。SCS分离器进料泵 9。SCS分离出的污泥 10.SCS分离器 11.絮凝水箱 12。FCS分离器的进料泵 13。FCS分离出的悬浮污泥 14。气浮式分离器(FCS） 15.沼气池进料口 16。沼气池（罐） 17。产出的沼气 18。沼气池出料口 19。硝化/反硝化作用池 20。循环式污泥泵 21.充气式搅拌泵(器） 22.沉降池 23。污泥 24.净化后的粪水出口 25.加压泵
89
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
§8 关键工艺设备选型与设计简介
实现确定的沼渣液处理和深加工工艺目标，必须有先进的、可靠的工艺设备作保障。 以下介绍几种,沼渣沼液关键深加工工艺设备和设施。其设计理念新颖，加工精细，运行可靠、维修方便，且具有节能、效益高的特点.
1.FAN挤压螺旋分离器PSSPI型，一种为实践证实的高效能分离粪水和沼渣液的技术装备. 其结构和技术性能见图 10—8-1
2.立式重力逆风烘干机YHH型，用于烘干湿粪和湿沼渣，结构简单、耗能低，占地少、操作方便。
见图10-8—2
3.酸发酵罐，用于沼渣复发酵，富集腐殖酸以利制取高效叶面喷施肥。其结构和生产工艺流程如图所示:
图10-8-3 图10—8—4
4.塔式沼液沉降装置，经喷淋、环状折流曝气沉降和网膜过滤，去除沼液中细微颗粒，以便制取叶面喷施肥。创意新颖，与固液分离机联合工作,勿须辅加动力消耗。
见图10-8—5 图10-8—6
5。环状折流池，工作原理为浅水、缓流、自然曝气和异重流沉降,获得表层清液和底层污泥,达到分类利用的目的。
见图 10-8-7
6。太阳能蒸发器，利用光热原理将沼液蒸发凝聚的净水回收利用，污泥收集用于制肥，结构如图10-8—8
7.沼气燃烧喷淋锅炉
降低能耗，节约用能是提高粪污处理效益的重要措施,其中尤以提高燃气锅炉效率最为显著，沼气燃烧喷淋锅炉的热转换效率可达95﹪以上，其工作原理是将加热介质(水、沼液)等高压喷
90
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
淋雾化,提高加热介质的比表面积，同时炉体的夹套还可回收部分余热。
详见结构示意图10-8—9
8。合理调整固肥和液肥生产线相关设备的布局和安装高程，一机多用，提高设备利用率,降低运行成本。例如：匀化罐的搅拌泵与分离机的上料泵可以共用，将分离机置于高位，可以将沼渣直接落入立式烘干机、粉碎机和混配机减少二次提升的功耗,分离后的沼液直接自流或低压流进沉降塔或生化塘。
详见安装示意图10-8-10
9.设计思路、理念的创新,可以有效降低投资成本和运行费用.例如：五步净化法处理分离后的沼液，工艺流程设备可以纳入一体化建设和运转，将高位喷淋曝气沉降塔,溢流挟气挑流堰，水轮，太阳能蒸发器，环状折流池以及生化塘等设施作为一个景观统一规划设计和布局，达到节省占地，降低投资和运行成本之功效，实属可行.
沼液的循环利用与净化处理
节水、节能,提高处理污水效率，净化、美化环境，搭建园林景观新构思-—五步净化法 借鉴水利工程、太阳能工程、园林工程、生化塘工程的相关原理和技术，互动、互补,分四级或五级将固、液分离后的污水进一步净化处理和回收利用。该系统运行步骤如下：
(一) 将贮液罐中污水用污泥泵抽至高位沉降池(塔），水头8~10m，或抽至山坡落差8~10m
的水池中，采用出口喷泉式曝气，提高污水与空气接触比表面积，以便有效降解COD;
91
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
(二) 自高水位池修筑带挑鼻坎的溢流堰，利用落差（7～9m)高速水流形成挟气、产生气蚀现象，
充分曝气净化污水,该二次挟气不再耗能（而是消能）；
(三) 利用挑鼻坎的高速射流束冲动叶轮（水车）﹡,借助此能量推动水车旋转，第三次曝气净
化，随后将净化水引至环状折流式集水槽贮存和沉降；
92
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
(﹡水车拨动水流曝气，环状折流曝气和生物膜吸附等措施降解COD，净化水质）
（四）将环状折流集水槽中的水再引至太阳能蒸发器中，利用太阳能加热空气促使污水进一步蒸发﹡，然后将蒸发水（蒸馏水）收集利用(此水质可达畜禽饮用水标准,但需加以调配矿物质含量)，而沉积物可定期收集，烘干制肥.
(﹡如遇阴雨天或夜间可采用秸秆气化产生的热风或废烟气加快蒸发）
(五) 将第三步净化水（即环状折流池中积存的水）引入生化塘（中间亦可再设一座折流池)，
通过养殖水生物植物和鱼类实施自净、降解； （﹡定期清淤，污泥可用于施肥）
（可同步达到自然水体净化，不致造成富营养化,并能获得水生植物和鱼、蚌类产品）
93
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
(六)第三步净化水也可作为水培营养液引入温室大棚进行无土栽培,生产无公害蔬菜、瓜果、花卉或制作叶面肥，保水营养剂等高档商品肥，进入市场销售。为节约用水，富集菌种也可将其回流至发酵罐作为发酵物料稀释用水.
(﹡1、配套动力：①污泥泵；②鼓风机或烟囱抽风;2、能源供给：①秸秆气或沼气；②沼气、秸秆气发电及余热利用;③太阳能—热风集热器；④添加絮凝剂、加速处理效果)
固液分离后沼液五步净化法流程图
（园林景观式设施及设备）
94
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
环状折流池
A~A
95
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
96
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
技术性能：
GS:经联邦德国技术监察局技术监定。 机身：铸件，表层涂有防护漆。
挤压螺旋：双翼、不锈钢,特殊加固，防磨损。
纲筛：不锈钢,配有不同型号纲孔，如：0。5mm，0。75mm，1.0mm
机头：可依据对固态物质的不同要求的干湿度调节。
驱动：380V,50Hz,三相，3—4KW，亦配有出口所需的其他电压。 配件:
FAN配电板IP66
污泥泵，功率可达7.5KW，备配件搅拌机,固定式或移动式特种输液管，按不同要求配备
97
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
问题的解决
问题的提出
农业生产的高度发展带来现代化畜种种理论上解决问题的方案如干燥 禽养殖业的速猛发展，由此造成畜禽场污法、生化处理,添加其他物质等类似的办法 水泛滥、进而造成粪水中的磷盐、硝酸盐均因费用昂贵在实践中难以实施。为此目 对土壤、地下水以及饮用水的侵染，氨气前的努力大都改为在于有效地利用粪水中 的扩散对空气的污染以及其恶臭对生态
所含的营养物质的前提下,将畜禽的粪水重 新回归到大自然的循环之中。
韦恩挤压螺旋分离器
效率
韦恩挤压螺旋分离器是处理猪牛鸡等畜分离器的工作效率高低与原粪水禽污水,将其固液分离的一项至珍完善的系统的贮存时间，干物质的含量，原粪水技术，其主要特征为： 的粘性等因素相关，其平均效率为:
减低原粪水的养料含量 牛粪水每小时约10立方米 效率高 猪粪水每小时约20立方米 分离出的固态物质含干物质可达50% 鸡粪水每小时约7立方米 投资少 原粪水的养份减少程度可根据不 耗能低 同要求调节,参见如下实例：
结构坚固
经济效益 主要部件为不锈钢物件
挤压螺旋专门加固
通过粪水固液分离可减少至30的
操作保养简便
贮存量，节约贮存设备。
分离的“粪稀”无需搅拌即可使
分离功能
用，能避免管道堵塞. 安置在网节中的挤压螺旋以30周/分钟的 分离出的固液态有机肥料可供定
转速将要脱水的原粪水向前推进,其中的干物施肥，避免或减少使用破坏土壤质通过与在机口形成的固态物质圆柱体相挤作力的化肥。
压分离出来,其中的液体则通过网筛筛出。
大规模的畜禽养殖场可由此节省拌和污泥泵的耗能量。
销售固态有机肥料可获取额外经
济收益。
98
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
1、筒体 2、风孔 3、外倾缝隙碟盘 4、 内倾缝隙碟盘 5、内倾括板 51、外倾括板 6、主轴 7、进料漏斗 8、出料斗 9、出料括板 10、电机 11、伞状齿轮 12、排水汽锥囱 13、热风机
99
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
酸化罐结构
沼液沉降塔装配结构图
100
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
101
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
102
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
将分离后沼液泵入酸化罐-—富集腐殖酸工艺流程
103
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
104
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
105
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
106
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
107
(word完整版)沼渣沼液的深加工与利用
108
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容