沼液无害化肥料化是新质生产力(上)
2024.04.28
沼液有两大主要来源:畜禽养殖业和生物质能源企业。官方推荐对沼液的处理是“无害化”,用“生物+化学”的方法通过复杂的处理程序把 COD(即化学耗氧量)降掉 90%以上,“达标”排放。这种处理的设施投入动则几百万上千万,而能耗每立方米 7 元以上。由于企业不堪重负,慢慢地这种处理就变成大塘贮存,自然氧化,择机排放。塘边环境臭气熏天,而真正氧化到可以排放每个塘必须存够 9 个月左右,对于大型企业来说,得有多少个大塘才够用?所以他们就“择机”排放:利用大雨天或半夜偷排者居多。沼液对环境的污染几乎成了所有农业县挥之不去的噩梦!
开发沼液既无害化又肥料化的处理技术即变废为宝,是沼液的唯一出路。在探讨这一课题之前,我们先要了解沼液为什么有害?
沼液来自沼气池。粪污或其他生物质(如秸秆等)在沼气池经厌氧的沼气菌分解产生甲烷,甲烷与一氧化碳混合物就是沼气。沼气被利用,留在沼气池中的液体就是沼液,沼液必须排掉否则新料进不来。沼液不但臭,还污染土壤和水体。那些沼液流经的水沟,沟边不长草,沟里没鱼虾青蛙。多次浇灌沼液的农田,作物黄化枯死。有人说沼液有毒,什么毒?讲不清楚。其实沼液有害不是它含了什么毒素,而是它的三大害:一是沼液不含溶解氧,到土壤中会挤占土壤空隙导致土壤缺氧从而危及土壤生态链;二是沼液中有害气体浓度高,主要是氨气、硫化氢和甲烷,也会危及农作物和生态链;三是沼液中的水溶有机碳是大分子,即DOC。这种物质不能被吸收造成根毛堵塞导致烂根。
知道沼液危害的原因,破解它的技术就是从分解 DOC 入手,这是主要矛盾。把 DOC 分解为 AOC 就实现了肥料化。而在分解过程中有机分子团不但裂解得更细,由几微米级裂解为几百纳米级,而且分子团的内比表面积更大,官能团含量丰富,这就把氨气、硫化氢和甲烷等物质给“抓住”了,使它们不排出而成为有机养分的一部分,所以臭气就消失了。而在分解过程中为了给微生物提供最低限度的氧气,就必须使液体溶解氧保持在 1~2mg/L 之间,这就顺带解决了液体没有溶解氧的问题。
以下是用碳菌剂分解某沼液样品的主要数据:
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沼液
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分解液
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沼液
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分解液
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有机质含率
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0.52%
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0.31%
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甲烷(CH4)浓度
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2.2% VOL
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0.2% VOL
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含碳率(DOC)
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0.17%
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/
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硫化氢(H2S)浓度
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0.6 PPm
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0
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含碳率(AOC)
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/
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0.15%
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氨气(NH3)浓度
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>10.0 PPm
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0.6 PPm
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N+P2O5+K2O
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0.08%
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0.05%
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0.04%碳浓度浸液GI值
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58.4%
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75.3%
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