尾菜分步发酵沼气循环利用工程设计探析

2019-09-05殷志明张文清王一线王学丽

现代农业科技 2019年5期

殷志明　张文清　王一线　王学丽

摘要针对蔬菜尾菜沼气化利用问题，通过系统化设计，对沼气工程结构进行创新改进，组合建设沼气工程和酸化池工程，优化技术模式，实施尾菜分步发酵，探索了解决当前尾菜沼气发酵面临的酸化、结壳、出料等技术难题。方案还对产生的沼渣、沼液、沼气进行综合利用统筹设计，初步实现了尾菜沼气化处理、循环化利用，为建设生态循环农业提供参考。

关键词尾菜;沼气;循环利用;设计

中图分类号 S216.4

文献标识码 A

文章编号 1007-5739（2019）05-0154-02

尾菜是新鲜蔬菜必须去掉的残叶，俗称为烂菜叶子。尾菜可以作为沼气发酵原料进行利用，但是在实际发酵工程中发现，尾菜直接人池发酵会带来一系列问题。一是发酵液酸化问题。由于尾菜的糖分含量较高，易于消化，发酵时容易造成酸的大量积累，直接人池易酸化，导致发酵失败。二是结壳问题。尾菜很大部分在浮力作用下会漂浮在发酵液面，与发酵液接触的一侧发酵较好，而未接触发酵液的尾菜难以充分发酵，易形成結壳，导致厌氧池集气受阻，有效容积减小，尾菜利用率低，产气量减小四。三是出料问题。厌氧池内的尾菜在经过一段时间的发酵后，发酵残余物沉积在厌氧池底部，难以清理，需要专业出料机械或者人工人池清理，费时、费力且不安全日。基于现有尾菜沼气化处理存在的技术瓶颈，本文通过系统化设计，对沼气工程结构进行组合、改进，对尾菜实施分步发酵，优化技术模式，着力解决当前尾菜沼气发酵技术面临的问题，并对尾菜发酵产生的沼渣、沼液、沼气进行综合利用，初步实现尾菜沼气化处理、循环化利用。

1尾菜分步发酵沼气循环利用工程设计方案

该技术方案针对蔬菜生产过程中产生的尾菜废弃物资源化利用问题，组合建设沼气工程和酸化池工程，实施分步发酵，先将尾菜在酸化池进行水解酸化，酸化后产生的酸化液进人沼气工程厌氧池，添加畜禽粪便或氮肥4，进行厌氧发酵，产生沼气、沼液、沼渣进行综合利用。沼气进人贮气柜，经输气管网用于炊事或锅炉;沼液通过通配液池，经管道输送至沼液浇灌槽，用于蔬菜水肥施用;酸化后的尾菜残渣以及发酵后的沼渣作为基肥直接还田，实现尾菜无害化处理、资源化利用。尾菜分步发酵沼气循环利用工程系统如图1所示。

2.1工程设计改进

2.1.1“两池”组合。采取厌氧池与酸化池“两池”组合建设，沼气_工程采用长方形隧道式设计，在厌氧池顶部建设尾菜酸化池（厌氧池池顶作为酸化池池底），沼气工程建设以200m3左右为宜，酸化池高度一般不超过1m。在出料间上部安置沼液抽吸泵，可将沼液抽人酸化池，对尾菜进行酸化。“两池”组合建设，节约了建造成本与土地。

2.1.2无活动盖设计。沼气工程采用无活动盖设计，在厌氧池墙内侧合适位置设置导气管，产生的沼气进入贮气柜。由于厌氧池池顶作为酸化池池底，如设置活动盖，则在酸化池内有活动盖，影响尾菜酸化操作。而无活动盖设计还能降低厌氧池漏气风险。

2.1.3设置池底斜坡，通过将厌氧池的池底设置倾斜成一定坡度，沿着由进料池向出料池的方向倾斜（建议倾斜角度≤15°），从而使发酵产生的沼渣可自动流向出料池底部间，便于沼渣、沼液聚积于出料间，方便沼液和沼渣抽出，不需要人池进行清理，出料操作简便、快捷、安全。

2.1.4设置防浮网通过安装防浮网，尾菜完全浸没于酸化池的酸化介质（沼液、清水或者粪水）中四，使得尾菜能够充分酸化，从而提高尾菜的利用率。

2.1.5建设配料池。配料池与厌氧池出料间通过连接管相连接，沼液通过连接管进人配料池。在配料池，根据不同的蔬菜进行合理配液施肥8。在配料池上部设置溢流管，避免沼液从出料池中溢出。

2.1.6设置出料孔洞。设置出料孔洞，一是便于发酵，产生的沼渣沼液能顺利流向出料间;二是便于保养维修，当厌氧池需要检修的时候，出完沼液、沼渣，并确保安全的情况下，检修人员通过孔洞进人厌氧池对其进行保养或检修。2.1.7设置大棚增温系统。建议将整个工程系统建设在设施温室（大棚）内，利用太阳能增温，保证冬季能正常运转，连续生产“三沼”，供应蔬菜使用，提高尾菜处理能力和工程整体效益。

2.2操作流程

2.2.1尾菜堆沤。先去除尾菜的杂质，在酸化池中分层堆放尾菜，无须进行特别处理，保持合适水分（建议添加腐熟剂，加速沤制过程）10堆放的量以不超过防浮罩位置为宜，然后覆盖塑料膜，兼氧堆沤。

2.2.2酸化人池。在沤制完成后，向酸化池加入酸化介质（水、粪水或沼液），直至酸化池内的液面高于防浮网，使堆沤后的尾菜能够完全浸没在酸化池的酸化介质中叫。充分酸化后形成酸化营养液，并通过酸化池底部的进料管进人进料间，从而进人厌氧池。每次酸化池内的尾菜完全酸化之后，排完酸化液，将防浮网取下，将酸化后的残余尾菜取出，堆放新的尾菜进行沤制。

2.2.3接种启动。重复2.2.1和2.2.2操作，直至厌氧池中具备足够的酸化发酵液。添加畜禽粪便或氮肥补充氮源，保证发酵正常进行所需的碳氮比，并加入沼渣液、活性污泥、牛粪等接种物启动，，接种物的接入量为池容的10%～20%12。2.2.4日常管理。坚持先出后进、少量多次的原则，定期进行2.2.1和2.2.2操作，及时补充酸化液。在正常运行过程中应补充氮源叫，氮源种类有人畜粪便、碳氨或尿素等。可定期用泵抽取沼液进人进料间，进行强回流搅拌提高产气率。2.2.5“三沼”利用。一是沼液利用。当需要对蔬菜施用沼液时，沼液通过出料池进人配液池，经合理配液，通过浇灌主管和连通的各浇灌支管至各沼液浇灌槽|4;根据作物需求，利用泵从沼液浇灌槽抽取沼液，进行直接喷洒或者接人滴灌系统。二是沼气利用。沼气通过导气管进人贮气柜，当用气端需要用气时，输气主管和支管将沼气送至各用气端。三是沼渣利用。酸化后的尾菜残渣以及沼渣直接作为有机肥还田。

3结语

本设计方案通過外置尾菜酸化池，尾菜提前进行酸化处理，然后将尾菜酸化液加人厌氧池进行沼气发酵，能较好地解决尾菜直接人池带来的结壳问题和出料难问题，提高产气率，减少发酵液酸化风险，达到尾菜沼气化处理、循环化利用效果。

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