蔬菜保鲜库尾菜沼气化处理模式探索——以甘肃康源现代农业有限公司尾菜处理为例

高 虹

（甘肃省榆中县农村能源办公室，甘肃 榆中 730100）

1 榆中县蔬菜产业发展情况

榆中县是兰州高原夏菜的主产区和发源地，也是西北“北菜南运、西菜东调”最大的产地型集散中心。县域内蔬菜产区处于西北的黄金种植区，包含中部川塬河谷区、南部高寒二阴山区、北部干旱山区3大区域，海拔1500～3000 m，黄土高原土层深厚，高海拔昼夜温差大，光照足，光合作用强，热量降雨量适中，有利于营养物质的积累，是天然的绿色蔬菜种植区域。县域内蔬菜种植历史悠久，技术成熟，种植的主要品种为花椰菜、西兰花、甘蓝、笋子、芹菜、大白菜、娃娃菜、西葫芦、芥蓝、胡萝卜、百合、茄子、辣椒、番茄及叶菜类等30多个蔬菜品种。生产的蔬菜具有明显的地方特色，无污染、品质好，富含各种维生素、纤维素等营养物质，色泽鲜亮，菜香浓郁，口感甜脆，结构紧密，外观美观等，且高原夏菜上市期佳，每年5—11月都有产品供应，弥补了东南沿海城市夏秋季蔬菜生产的断档期。榆中县先后被国家认定为全国特色高原夏菜产业知名品牌创建示范区、全国无公害蔬菜生产示范基地县、全国农业（蔬菜）标准化示范县、国家级出口蔬菜质量安全示范区、全国县域数字农业农村发展水平评价先进县、第二批中国特色农产品优势区、省级农产品质量安全县，国家认证品牌价值58.99亿元，兰州高原夏菜已成为享誉全国的一张重要名片。区域内有大型蔬菜批发交易中心、多家蔬菜保鲜库，几万人从事蔬菜相关工作，产品销往广州、深圳等60多个南方大城市80多个蔬菜市场，蔬菜品相、口感备受消费者推崇。

2020年榆中县蔬菜种植面积达到2.22万hm2，产量75万t，实现产值19亿元，高原夏菜总产值占全县农业总产值的51%，还带动了包装运输等二、三产业的兴起与发展。高原夏菜产业不但成为榆中县农民致富增收的支柱产业，还辐射带动皋兰、永登等兰州周边县及张掖、武威、定西等地高原夏菜的发展。

2 影响蔬菜产业发展的瓶颈问题

蔬菜产业在生产环节化肥农药用量高，有机肥用量少，循环农业发展水平不高。蔬菜上市期大量产生废菜烂叶，严重影响产地环境和蔬菜生产安全。在销售环节，蔬菜入库精选后上市，造成库区堆集大量的尾菜，不仅占用大量加工场地，而且如果处理不及时、不到位，发生腐烂变质后易滋生蚊蝇、污染水体，严重影响库区周围生产生活环境，造成环境污染和水污染。据统计，2020年全县流通环节产生50多万t尾菜，已制约了蔬菜产业的可持续健康发展。如何治理尾菜污染已成为蔬菜生产和产业可持续发展必须要解决的现实问题。对其开发利用，变废为宝是企业生产发展的迫切需要。本文主要介绍榆中县甘肃康源现代农业有限公司在尾菜处理方面所做的探索。

甘肃康源现代农业有限公司成立于2015年7月，在榆中县三角城流转土地66.67 hm2，是一家集农产品生产、加工、销售、电子商务、采摘观光、休闲体验、科创融合为一体的国家级农业产业化重点龙头企业。联合多家农业科研院所、高校，引进新技术、新品种，通过产业扩规模、提质量、延链条、增效益等措施，做大做强兰州高原夏菜产业，助推乡村振兴发展。甘肃康源现代农业有限公司2016年被认定为榆中县农业产业化重点龙头企业，2017年以来先后被认定为市级、省级、国家级农业产业重点龙头化企业。截至目前，已取得良好农业（GAP）、30多个品种绿色、出口资质备案等认证。

3 尾菜沼气化处理模式

3.1 沼气化处理系统建设

甘肃康源公司建成蔬菜保鲜库1座，年储销蔬菜10万t左右，每年产生尾菜3万～4万t。尾菜如何处理和利用成为甘肃康源现代农业有限公司及榆中县蔬菜产业发展必须要解决的难题。2017年以来，甘肃康源现代农业有限公司在尾菜处理方面投入大量的资金、人力，依托省内外专家技术力量，多方调研、论证、研究、探索，结合现有处理技术，建成了尾菜沼气化处理模式。

该模式选择交通便利、地势平坦、向阳的空地，建设以沼气发酵池为核心的厌氧处理系统，安装沼气净化设备1套（脱硫设备、脱水设备）、沼气输配管网、沼液和沼渣输送管道、沼气发电设备、固液分离设备、沼气燃烧利用及其他辅助设备。该工程采用CSTR-ABR-AF工艺，红泥软体沼气池在厌氧条件下，污水通过微生物作用降解转化，达到污水的减量化、资源化与无害化目的。

该沼气处理系统发酵池为钢砼结构，由8个池容208 m3相对独立、并排布置的发酵池和4个池容25 m3的调配池组成，总发酵池容1764 m3，每个池体上部为厚度1.2 mm的聚氯乙烯软体红泥沼气浮罩形工艺覆盖。配套尾菜预处理池1处，池容1200 m3，沼液存贮池1处，池容1000 m3，储气袋4个（70 m3×4）。形成如图1所示的尾菜沼气化处理循环系统。

图1 尾菜沼气化处理循环系统

3.2 工艺流程

原料准备→原料预处理→原料调配→沼气池厌氧发酵→获得沼气、沼肥。

3.2.1 原料准备 大白菜、芹菜、娃娃菜、笋子、菜花及叶菜类等废弃的根茎叶尾菜，辅料为养殖场牛粪、生石灰、沼液（接种物）、沼气微生物菌剂等。

3.2.2 原料预处理 尾菜入池前的预处理技术是影响能否正常发酵的关键步骤，尾菜中水分占70%～90%，水分含量高，C/N低，极易腐烂变质，同时也有微量的农药残留。通过对发酵原料预处理，可以有效降解农药残留，更快发酵产气。取准备好的尾菜茎叶粉碎至3～5 cm，打入预处理池，沼液浸泡制沤，为了使尾菜充分发酵，通过空气压缩机向池内输送足够的氧气，加速蔬菜腐烂，时间在7～14 d，根据气温条件确定。加入生石灰调节pH值至7.0～7.5。

3.2.3 原料调配 将制沤好的尾菜浆和堆沤后的牛粪混合投入调配池，根据不同发酵阶段调节尾菜浆和牛粪比例，使之达到合适的C/N（20比1左右），然后充分混合搅拌。

3.2.4 沼气池厌氧发酵 将预处理后的混合原料投入发酵池内，达到池容的75%～80%，加入沼液（接种物），添加沼气微生物菌剂（加速发酵），充分搅拌，进行厌氧发酵，有机物分解，产生沼气，发酵剩余物就是沼液。

3.2.5 获得沼气、沼液 产生的沼气经过净化脱水处理，存储于气袋中，用于末端利用，沼液排放到存贮池中用于农业生产。

4 效益分析

4.1 生态效益

4.1.1 解决了蔬菜保鲜库尾菜污染的难题 该循环系统实现了蔬菜保鲜库尾菜集中处理生产线建设并示范利用，有效利用尾菜，通过粉碎、一次发酵、二次厌氧发酵等工序，使有机物充分分解，达到无害化处理的要求。沼气化处理模式也成为连接养殖业、种植业的纽带，有效治理农业生产中带来的环境污染问题，生态效益明显。

4.1.2 实现了农业废弃物资源化循环利用 由于沼气池内是厌氧状态，有害病菌和虫卵无法生长，所以沼液中没有了病菌和虫卵，含有较丰富的营养物质，经过完全发酵的沼液，排放到沼液存贮池，经过1周左右的有氧还原，即可作为肥料施用，达到资源化利用的效果，形成“农业生产→尾菜→沼气化处理→沼肥还田→农业生产”的闭环循环模式。

4.2 经济效益

4.2.1 节约化肥、农药、煤炭、电力、水费等开支 该系统每天处理尾菜100～200 t，最大处理量300 t，每年菜库从5—10月运行共6个月，可处理库区尾菜3～4万t，日产沼气800～1000 m3，年产16万～20万m3，日产沼液200 m3，年产沼肥约40000 m3，可供园区66.67 hm2蔬菜生产消纳；也可固液分离利用沼渣结合育苗基质，年育优质苗500万株。综合计算，1 m3沼液按50元计算，40000 m3共计200万元；化肥农药节约3000元/hm2，66.67 hm2地可节约开支20万元；育苗大棚沼气灯燃烧取暖年可节约煤炭费用5万元；炊事用气用电每年节约煤炭费用1万元；沼气发电带动固液分离机、粉碎机，可节约电费2万元；尾菜处理费节约10万元；该工程每年可节约支出238万元。

4.2.2 提升品质，增加产量，提高价格，增加收入沼液、沼渣是营养最全、最均衡的肥料，含有丰富的有机质和较多的腐殖酸，既有速效性，又兼具缓效性，可利用率高，是多元的速效复合肥，可做底肥，可随水施肥，也可叶面喷施，能迅速被农作物吸收利用，逐年施用还可有效改良土壤理化性质，提高肥力。沼液对蔬菜真菌、细菌等病害和白蜘蛛、蚜虫、地蛆等虫害均有显著防效，被称为生物农药。通过近几年的实践证明，0.07 hm2地施沼肥3～5 m3，化肥农药使用量可减少30%以上，病虫害发生率降低15%；节水10%以上；在番茄、辣椒、西葫芦的对比实验中，使用沼肥的产品在保花保果、果实膨大等方面都能发挥明显的作用，生产出的番茄、辣椒、西葫芦等色泽好、口感好、个头大、品质优秀，还可明显延长采摘期，提高产量15%以上，从而实现减少支出、增加产量、提高售价、获得显著经济效益的目的。

4.3 社会效益

面对严重影响蔬菜产业发展和农村人居环境的“尾菜”垃圾，作为省级农业产业龙头企业，敢于创新，不怕失败，勇于探索，尝试走出一条特色鲜明、效益显著、规模经营的现代农业健康发展之路。

5 结语

甘肃康源现代农业有限公司尾菜沼气化处理模式通过近5年的不断建设、探索、改进，实现了尾菜无害化处理、资源化利用，能高效解决尾菜的污染，是一种可行的模式。但在实践过程中还存在工艺不完善的地方，如发酵池底部没有设置污泥排放口，发酵残余物沉积在厌氧池底部难以清理等问题，今后还需要继续探索，不断引进先进理念、技术、设备，逐步完善工艺流程，达到比较理想的运行管理状态。