沼气工程沼肥利用及输送方式探讨
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摘要 介绍了沼肥自流、泵送、车辆运输等输送方式，并对各种输送方式的合理性、经济性进行了探讨。
中图分类号 S216.4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）16-0201-01
沼气发酵，不仅是一个生产沼气能源的过程，也是一个造肥的过程。在这个过程中，作物生长所需的氮、磷、钾等营养元素，基本上都保留了下来[1]。沼气发酵残留物含有较全面的养分和丰富的有机质，其中一部分发酵原料转化成腐殖酸类物质，是一种缓速兼备又具改良土壤功能的优质肥料[2]。将沼液、沼渣引入有机农业生产，不但可以实现沼肥资源化利用，防止二次污染，还可以有效解决有机农业中的肥料问题，促进循环农业的发展。
沼液中含有各类氨基酸、维生素、蛋白质、赤霉素、生长素、糖类、核酸及抗生素等，其养分主要是速效养分。其中，赤霉素可使种子提早发芽，核酸、单糖能增强作物的抗旱能力，游离氨基酸能增强作物抗冻能力，抗生素则能防治作物病虫害，多种氨基酸和微量元素添加到饲料中，能促进畜禽增产等。因此，沼液的营养成分较高，可直接作为有机肥灌溉到农田中，或作为叶面肥直接喷施，减少农田化肥的施用量。也可以与其他微量元素配制成无土栽培的营养液，用于无土蔬菜或苗木栽培。沼液还可以用来肥塘养鱼，提高鱼的产量。
沼渣主要作为农作物基肥和追肥，一是沼渣富含有机质、腐殖质，能起到改良土壤的作用，有利于土壤的可持续开发利用；二是沼渣含有氮、磷、钾等元素，能满足作物生长的需要；三是沼渣中含有较多沼液，其固体物含量在20%以下，其中部分未分解的原料和新生的微生物菌体，施入农田会继续发酵，释放肥分。因此，沼渣在综合利用过程中，具有速效、缓效2种功能。沼渣除用于粮油作物种植、苗木生产的基肥、追肥或制作育苗营养基质，还可以用于生产食用菌、养蚯蚓、养鱼等。
近年来，我国沼气工程发展很快。据统计，到2010年底，我国沼气工程总计73 032处，其中大型沼气工程4 963处，中型沼气工程22 795处，小型沼气工程45 274处[3]。随着沼气工程的建设，作为沼气发酵的残留物，沼液、沼渣产量巨大。沼肥的消纳和利用成为一个重要的研究课题，为提高沼液、沼渣的利用效率，必须采用合理、经济的输送方式。从沼气工程厌氧消化器排出的沼液，一般要放置3 d以上以去除部分还原态物质才能使用。另外，贮液池具有兼氧作用，在雨季及农用沼肥的淡季，贮存不能及时消纳的沼液，防止环保事故的发生。要根据沼液日产量和用肥间隔，确定贮液池大小，建好贮液池。一般按日产沼液量的7～20倍确定贮液池的容积。另外，养殖场也可以利用地形设置小水塘、小水库，雨季或非用肥季节先将沼液贮存于水塘、水库中，旱季或用肥时再将沼液输送至果园、农田、菜园、育苗大棚或其他用肥点。沼液的输送方式一般有自流、泵送、车辆运输3种，而沼渣一般只有车辆运输1种。现介绍沼肥主要输送方式，以供参考。
1 自流方式
如果养殖场沼气工程建于高处而用肥点在低处，可采用沼液自流方式。开挖沟渠或铺设管道，靠沼液自重，沼液沿沟渠或管道自流到用肥点。管道输送具有成本低、效率高、易于管理、沼液损耗少等多项其他运输方式所不具有的优势，已大量用于养殖场沼气工程中，可省去装、卸、运输等多个作业环节。利用自流方式，沟渠、管道建设快，占地少，投资省，是沼气工程沼液输送的首选方式。用肥时，根据需要可进行漫灌、穴灌或滴灌。
如果将沼液用于鱼塘养鱼，则以采用自流方式最好。沼液进入鱼塘可使鱼塘浮游生物量增加，鱼塘光合作用加强，使产氧量增加，从而减少鱼病的发生，增加鱼产量。养鱼用的沼液不必进行固液分离处理，通常所含的固形物浓度可大些。
自流方式除需要开挖沟渠或铺设管道外，不需要投入其他设备或设施，可节省动力，降低生产成本，经济性最好。
2 泵送方式
沼气工程建于养殖场低处，有利于粪污的收集，却增加了沼肥利用的难度。当用肥点地势较高时，采用沼液提升泵泵送方式最为经济合理。在用肥点最高处建暂存池，然后用提升泵将沼液从贮液池泵送到暂存池，再通过沟渠或管道输送到各用肥点。提升泵主要部件由蜗壳、叶轮、泵座、泵壳、支撑筒、电机座、电动机等组成。根据沼气工程的大小，沼液提升泵常采取一备一用或二备二用形式。对于用肥点很高的地方，可采用二级或多级泵送的方法。对于500～1 000 m3厌氧消化器的沼气工程，沼液提升泵可选用65WQ30-10-2.2（流量30 m3/h，扬程10 m，功率2.2 kW，出口口径65 mm）或者JPWQ50-25-32（排出口径50 mm，流量25 m3/h，扬程32 m，功率5.5 kW）。或根据沼气工程粪污处理量来确定提升泵的性能参数和用量。
3 果园、大棚沼液滴灌
在进行果园沼液滴灌时，首先要对沼液进行处理，以去除其中固形物，防止滴孔堵塞。方法是修建沼液沉淀过滤槽。在槽内设置多处插式过滤屏。过滤屏由滤框和滤板组成。滤板分为粗板和细板。沼液先经过粗板再经过细板。固形物被拦截，沼液颜色变浅就达到目的。主管可用PVC高压管，埋于地下30～50 cm，每隔20～30 m设置1个排淤口。分管采用有弹性、强度高的塑料管，埋置深度为30～60 cm。每株果树的根系配置2个滴孔，滴孔孔径通常为1.5～2.0 mm。在给大棚作物喷施沼液时，为防止喷孔堵塞，达到喷洒均匀，除需要对沼液进行过滤外，还需要加压泵进行加压。
4 车辆运输
车辆运输适用于用肥点较远而靠自流及泵送难以达到的地方。由于养殖场沼气工程沼液量大，用车辆运送沼液成本高，不划算，因此车辆运送一般只用来抽吸、运送沼渣。当用液肥量小时，或经过浓缩的沼液也可用车辆运送。沼渣运输车采用沼气抽渣车、吸粪车、吸污车等替代。抽渣运输车主要由取力器、传动轴、真空泵、罐体、管道等组成，并装有真空压力表、视粪窗（管），具有自吸自排功能。罐体容积一般为2～10 m3。
常用的沼渣运输车有时风吸粪车、金杯吸粪车、东风福瑞卡抽渣车、东风劲诺抽渣车、凯马吸粪车等。从实际使用效果来看，“东风”系列抽渣车的质量较好，故障率少，效率高。三轮吸粪车或拖拉机抽渣车体积小，价格低，使用方便，可以行驶在机耕道及乡间小路上。但由于动力小、效率低，不适用于大中型沼气工程，也不适应在坡度较大的山路行驶。
设施完善的沼气工程，沼渣一般是用抽渣泵或抽渣车将沼渣抽吸并运到污泥干化场，经浓缩、自然干燥或加热干燥后再用汽车或其他运输车辆运到用肥点。沼渣一般可直接施入土壤，作为底肥（施肥量为37.5 t/hm2左右）或追肥（施肥量为22.5 t/hm2左右）。也可以将沼渣与作物秸秆（铡成6～10 cm）等掺混后进行堆肥或沤肥[4]。有条件的养殖场沼气工程，可在沼渣中添加植物生长微量元素，然后制成颗粒肥料装袋转运或出售，以延长产业链，增加沼肥附加值，降低运输成本。
5 建议
沼液、沼渣是优质的有机肥料，充分而合理地利用沼气工程沼液、沼渣，是生产绿色有机食品、促进循环农业发展的重要举措。
沼肥的运输，一定要因地制宜，从最合理、最经济的方式考虑。在建设沼气工程时，必须考虑沼液、沼渣的合理利用问题，尽量缩短沼肥的运输距离，最好能够有足够的田地就地消纳，这样有利于降低运输成本，提高沼气工程沼肥利用效益。
6 参考文献
[1] 齐岳.沼气工程建设手册[M].北京：化学工业出版社，2013.
[2] 林聪，王久臣，周长吉.沼气技术理论与工程[M].北京：化学工业出版社，2007.
[3] 唐艳芬，王宇欣.大中型沼气工程设计与应用[M].北京：化学工业出版社，2013.
[4] 齐岳，郭.沼气工程系统设计与施工运行[M].北京：人民邮电出版社，2011.