目前,能源和環境的雙重壓力,以及我國生物質資源優勢都在召喚著生物燃氣產業的發展。
東北農業大學工程學院教授李文哲團隊在“十二五”國家支撐計劃課題“寒冷地區干濕耦合發酵氣、熱、電聯供技術集成與示范”的資助下,進行了干濕耦合厭氧發酵工藝技術的研究,該技術就是將濕法厭氧發酵與干法厭氧發酵相結合。
李文哲介紹,畜禽糞便采用濕法厭氧發酵;農作物秸稈等含水量低,采用干法厭氧發酵。利用濕法發酵的沼液沼渣對干法發酵補水、補氮和接種。干法發酵過程中液體緩慢滲濾,對沼液沼渣進行了固液分離,分離后沼液中的干物質含量低,有利于后續利用。并根據寒區冬季糞便可收集量減少而秸稈多、夏季秸稈少的特點調整耦合比例,以滿足寒區大型沼氣工程發酵原料的穩定供應。
據了解,該技術主要創新點是提出了干濕耦合發酵工藝思想并探明了其最佳工藝路線,研制了包括發酵罐體、攪拌裝置、進料裝置、出料裝置的罐式連續干法發酵系統,研制了沼肥田間機械化暗灌施肥機械,構建了生態農業循環經濟模式。
該課題在黑龍江省雙城市杏山鎮建設了由一站、兩區、三基地構成的生態農業循環經濟園區。李文哲說,一站是分布式新農村資源站,包括沼氣、有機肥、秸稈致密成型燃料生產。
沼氣工程將村屯產生的生活垃圾、人畜糞便、秸稈、農產品加工剩余物等轉化為沼氣和沼肥,沼氣作為農戶炊事用能和發電,電力用于秸稈成型燃料和有機肥生產,沼液沼渣一部分直接灌溉農田,一部分固液分離生產有機肥,秸稈致密成型燃料用于農戶冬季取暖和沼氣工程增溫。
據介紹,兩區是有機農產品種植區和奶牛養殖區,利用資源站提供的有機肥進行有機農產品和畜產品生產。三基地是有機農產品加工基地、東北農業大學實驗實習基地、市民生態農業觀光基地,將新農村建設、人才培養、旅游觀光融為一體。從而實現分散式資源分布式利用,利用當地的廢棄資源滿足當地高品位需求,在局部區域實現生態良性循環。
分布式新農村資源站是李文哲團隊首次提出,并率先實施建設,是生態農業循環經濟的重要環節?!斑@是利用自主研發的新型厭氧發酵沼氣生產、沼液沼渣肥料化和田間機械化施肥、秸稈有效利用等技術與設備,將農村污染源的廢棄生物質資源化?!?nbsp;李文哲說,資源站不但從源頭上解決了面源污染的復雜問題,減排溫室氣體,而且在處理畜禽糞便的同時,帶動農作物秸稈綜合利用、有機農業等的發展,為創建“美麗鄉村”提供優質資源。
據悉,分布式新農村資源站計劃投資3200萬元,到2013年為止已完成投資2650萬元。其每年處理畜禽糞便及生活垃圾1.8萬噸,減少排放COD(化學需氧量)55.8噸、TN(總氮)78.7噸、TP(總磷)21.2噸、CO2 1512噸。2014年,其獲得了哈爾濱市重大科技成果轉化優秀項目獎。
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