生态农业循环模式

1 生态农业循环模式生态农业循环模式 我国在 2010 年远景规划 中国二十一世纪议程 和 十一五规划 中 都将发展生态农业 保障农业的可持续发展放到重要的位置 为此 必须 调整农业生产的产业结构 合理安排粮食作物 经济作物 养殖业 加工业 能源和肥料等生产 以便在有限的土地上 提高农业的综合效益 增加农民的 收入和国家的财政收入 国内外的研究和实践证明 土壤结构破坏 地力下降与水资源 肥源 能 源的短缺和失调密切相关 成为 高产 高效 优质 农业发展的制约因素 使用 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 这样可以实施资源合理开发利用和生态环境保护的两大战略目 标 促进农业走向产业化 并获得增值效益的切实可行和有效途径 实施 种 养 加 沼 肥 五环产业并举的关键是变单环技术为组合链 条技术 集大成于一体 提高农业生产的环境质量 合理调整生产过程中的相 互关系 使一个生产过程中的排泄物 废弃物 转变为另一个生产过程中的输 入物 原料资源 从而实现农业生产的无废弃物过程 零排放目标 即废弃 物资源化过程 建立以规模集约化养殖场为单元的生态农业产业体系 即五环产业模式 是以粮食作物生产为基础 养殖业为龙头 沼气能源开发为纽带 有机肥料生 产为驱动 形成饲料 肥料能源 生态环境的良性循环 带动加工业及相关产 业发展 合理安排经济作物生产 从而发展高效农业 主要为设施农业 提高 整个体系的综合效益 即经济 社会和生态环保效益的高度统一 见图 1 五环产业链无废弃物生产过程循环经济运行模式 根据五环产业链无废弃物生产过程循环经济运行模式 设计出适合不同地 区 不同规模的五环产业的中国农村循环经济粪污综合处理系统工程模式 养殖小区 规模化养殖场粪污综合处理模式 百户村粪污综合处理模式 农户用小型高效沼气综合工程模式 2 养养养养 加加种种 肥肥肥肥 能能 沼气沼气 煤气煤气 有机复合肥料有机复合肥料 观赏垂钓餐饮观赏垂钓餐饮 休休 闲闲 观观 光光 采采 摘摘 绿绿 色色 有有 机机 食食 品品 加工废水加工废水 再生能源再生能源 再生能源再生能源 秸秆气化秸秆气化 沼渣液分离制沼渣液分离制 肥肥 草木灰制肥草木灰制肥 再生能源再生能源 再生能源再生能源 畜禽粪水畜禽粪水 成品精饲料成品精饲料 秸秆青贮饲秸秆青贮饲 料料 沼渣液施肥沼渣液施肥 五环产业链无废弃物生产过程循环经济模式图五环产业链无废弃物生产过程循环经济模式图 3 养殖小区养殖小区 规模化养殖场粪污综合处理系统工程模式规模化养殖场粪污综合处理系统工程模式 畜禽养殖场 养殖小区应当具备有对畜禽粪便 废水和其他固体废弃物进行 综合利用的沼气池等设施或者其他无害化处理设施 养殖小区 规模化养殖场粪 污综合处理系统工程模式以养殖为龙头 沼气能源为纽带 有机肥料生产为驱动 力 利用畜禽粪便制气 制肥 变废为宝 促进资源合理转化 发挥气 肥共生 体系的综合效益 系统主要包括沼气能源 固体和液体生物有机复合肥料生产和 秸秆气化等工程 其中尤以培育和开拓生物有机无机 三维 复合肥市场为目标 发挥增值效 益 不断滚动资金 促进五环产业全面发展 由于中国种植业长期使用单一的化学肥料 引起土壤有机物质越来越少 土 壤理化性状恶化 土传病害加剧 农产品质量下降 所谓瓜果不甜 菜蔬无味 米面不香 农产品的口感愈来愈差 失去市场竞争力 为克服这一弊端 利用养 殖场粪污厌氧沼气发酵后的沼渣 沼液分别制取固体有机复合肥和页面肥两大系 列产品是可行的 在技术路线上采用五个 结合 实现五个目标 1 有机与无机营养结合 2 大量与微量元素结合 3 肥和药结合 4 速效与缓效结合 5 植物体内酶激活与土壤肥力有效性相结合 从而实现该肥料的高效化 多功能化与有机化目标 从而提高肥料的利用率 多元效益及生态效益 项目建设采用的畜禽粪便处理方式和工艺流程如下 首先将粪便采用厌氧发酵方法制取沼气 全年恒定中温 35 40 发酵 获得稳产 高产和高品味再生能源 其容积产气率可达 1 5 2m3 m3 d 厌氧发酵后的沼渣液采用高效分离技术 将其中固态与液态物质分离 分离 效率可达 10 15 吨 小时 功率匹配为 4KW 分离出的固体物质含水率为 50 60 也可采用粪水前分离工艺 分离出的固态物质制取全元素固体生物有机复合肥料 分离出来的液态物质制取叶面有机复合肥料和无土栽培营养液 生产的沼气除用于生产和生活用能外 还可部分用于温室栽培的增光补热 燃烧生成的 CO 2 可用作气体施肥 从而增加作物产量和提高品质 这种资源同步生产多种效应和互补作用的处理方式 形成了一个经济 合理 完整 多层次 多功能的良性循环系统 极大的发挥了物流与能流的潜力 见图二 养殖小区 规模化养殖场粪污综合处理系统工程模式图 4 5 百户村粪污综合处理模式百户村粪污综合处理模式 含沼气 秸秆气化 太阳能 有机复合肥等节能工程 按照一村一百户 户均 4 5 人的生活能源需要 采取全村集中供应沼气和 秸秆气化气与分户太阳能供应能结合的方式 利用农村废弃物制取生产 生活能 源 该工程的实施 不仅能满足农民生活能源 还能为农村生态农业提供优质有 机复合肥 增加农民收入 提高农民生活质量 为构建和谐 循环发展的小康新 农村提供保证 建设规模建设规模 占地面积 6 亩 其中厂房 库房和办公建筑面积 1000 m2 沼气工程 预混发酵罐 65m3 发 酵 罐 200m3 贮 气 罐 420m3 匀 化 罐 20m3 秸秆气化工程 2000 m3 太阳能工程 100 m2 有机复合肥工程 年产 3000 吨 需要资源 需要资源 工程需要资源是农村的废弃物 主要是畜禽养殖粪便和秸秆 上述规模每年 需要畜禽粪便 1800 吨 秸秆 1500 吨 工程投资包括 工程投资包括 沼气工程 秸秆气化工程 太阳能工程 有机复合肥工程 配套工程 工程建设可分期 分步实施 一期完成沼气的秸秆气化两项工程 二期太阳能工 程 三期工程有机复合肥 图 3 百户村粪污综合处理模式图 6 热水热水 气化炉气化炉 太阳能太阳能 收集处理池收集处理池加热加热 畜禽粪水畜禽粪水 生活污水生活污水 余热加热余热加热 混合汽混合汽 均化罐均化罐固液分离固液分离 固液分离固液分离 液体物料液体物料固体物料固体物料 发酵罐发酵罐 一次发酵一次发酵 浮罩式贮气罐浮罩式贮气罐 二次发酵二次发酵 固体物料固体物料 液体物料液体物料 固肥生产车间固肥生产车间 泵泵泵泵 沉降池沉降池 液肥包装机液肥包装机 混合罐混合罐成品罐成品罐过滤过滤 包装机包装机制粒机制粒机筛分机筛分机堆肥堆肥 液肥生产车间液肥生产车间 还田还田 秸秆秸秆 百户村粪污综合处理模式图百户村粪污综合处理模式图 7 农户用小型高效沼气综合工程农户用小型高效沼气综合工程 农户小型高效沼气综合工程是以小型高效沼气发酵罐为核心 建立的真空管 太阳能热水器 小型高效沼气发酵罐 秸秆气化 厨房 厕 浴污水化粪池组合 式能量互补系统 具有小型 高效 投资少等特点 小型高效沼气发酵罐以新工 艺 新材料为依托 采用太阳能循环加热和增加