改善面源污染的沼渣及其在制备西瓜专用肥中的应用的制作方法

本发明涉及农业污染治理领域，具体涉及一种改善面源污染的沼渣及其在制备西瓜专用肥中的应用。
背景技术：
：农业面源污染是指在农业生产活动中，氮素和磷素等营养物质、农药以及其他有机或无机污染物质，通过农田的地表径流和农田渗漏形成的环境污染，主要包括化肥污染、农药污染、畜禽粪便污染等。农业面源污染是导致目前河流、水库、湖泊等水体水质恶化的重要原因，是引起地表水氮、磷富营养化的主要因素之一，同时导致了土地退化。加强面源污染的治理不仅关系到社会主义新农村建设，也关系到整个经济发展和人居环境。宁夏近年来养殖业发展较快，特别是规模化养殖奶牛、猪和家禽尤为突出，据统计资料表明，2007年宁夏灌区畜禽(大牲畜、猪、羊、家禽)存栏数1631万头(只)，产生畜禽粪966万吨。随着规模化养殖业的迅速发展，所带来的环境污染问题逐渐呈现加重趋势，从环境保护和疫病防治的角度来看畜禽生产过程，畜禽粪便已成为一个不可忽视的污染源和传染源。宁夏灌区规模化养殖粪便造成的污染，一是严重污染农村环境和区域环境质量，二是对水体污染加重，三是对大气的污染增加，四是土壤污染加剧。本发明以沼气厌氧工程技术为中间起纽带，把畜禽养殖业和种植业有机结合起来，因而形成了“畜禽养殖－能源－种植业－畜禽养殖”的良性循环道路，因此该项目的实施为畜禽养殖产业的清洁生产提供了支撑。项目实施后，养殖污染得到了有效治理，减少了环境污染，同时通过沼气发电，可解决厂区或周边农村用电的问题，减少柴薪砍伐，项目每天可产生约40m3有机肥，在西瓜上进行以沼渣为主的有机质含量高的复合肥，改善土壤环境和增加西瓜的品质，促进了当地有机农业的发展。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种改善面源污染的沼渣的制备方法，具体步骤为：(1)污水和粪水流入匀浆池，混合，作为发酵原料；(2)发酵原料流入预热池，预热池和匀浆池之间设置自动闸板阀，预热池起控制进料量和冬季进料时加温调节的作用；(3)发酵原料从预热池进入cstr一级发酵罐通过连续进料出料和搅拌，实现连续全混发酵产气；(4)经过cstr一级发酵罐发酵后的原料进入cstr二级发酵罐进行进一步发酵处理；(5)cstr一级发酵罐和二级发酵罐产生的沼渣流入沼渣缓存池中。优选的，粪水或匀浆池中接种低温菌种污泥。低温菌种污泥的制备方法：低温环境下自然厌氧污泥或低温驯化污泥作为菌源，接种于ts为8％猪粪原料，料液量为低温菌源的5倍，搅拌混合，10-15℃厌氧发酵获得低温菌种污泥。优选的，猪粪原料中添加产甲烷培养基。添加产甲烷培养基能促进低温菌种中产甲烷菌的生长速度。更优选的，低温菌种污泥的制备方法还包括：将获得的低温菌种污泥在添加产甲烷培养基、ts为8％猪粪原料中搅拌混合，10-15℃厌氧发酵以扩繁足量低温菌种污泥。优选的，污水与粪水混合后进过格栅，格栅分离污水和粪水混合物中的固形物，减轻后续处理的负荷。优选的，cstr一级发酵罐和cst二级发酵罐的罐内设有加热盘管热交换系统，利用太阳能板和气煤两用锅炉的热源对罐体加热，实现中温发酵。优选的，匀浆池内配置桨式立轴搅拌器一台，让污水和粪水充分混匀。优选的，匀浆池内设加热盘管一套，保证原料的温度在中温发酵范围内。优选的，预热池内设加热盘管一套，保证原料的温度在中温发酵范围内。优选的，cstr一级发酵罐罐顶安装立轴机械搅拌机，用于破除反应器表面的浮渣和原料充分搅拌混匀。优选的，cstr一级发酵罐罐顶装有负压装置，保护罐体受损变形。优选的，cstr一级发酵罐罐壁设计有取样管，用于发酵原料特征分析。优选的，cstr二级发酵罐罐底部对称安装二台侧式搅拌器，用于原料混合。优选的，cstr二级发酵罐顶部安装一套溢流装置。优选的，cstr二级发酵罐罐壁设计有取样管。一种基于上述方法制备的沼渣。优选的，沼渣的有效成分含量n:0.5-1.5％，p2o5:0.5-0.8％，有机质10-40％。本发明的目的在于提供一种西瓜专用复合肥，包含沼渣、尿素、磷酸二铵、硫酸钾，各组分重量比为：沼渣30-80％，尿素5-20％，磷酸二铵2-10％，硫酸钾2-10％。优选的，沼渣50-80％，尿素8-15％，磷酸二铵5-8％，硫酸钾3-7％。一种西瓜专用肥的使用方法，将重量比为沼渣30-80％，尿素5-20％，磷酸二铵2-10％，硫酸钾2-10％的西瓜专用肥作为基肥，每亩地施肥150kg-250kg。优选的，在施用西瓜专用肥之前每亩地施用牛粪或猪粪等有机肥1500-2500kg。优选的，在施用西瓜专用肥之前采集和测定土壤样品，根据土壤中有机质，全盐，ph，全量氮，全量磷，全量钾、碱解氮、速效磷的含量适当的调整西瓜专用肥各组分的比例及使用量。一种保障沼气工程稳定运行的方法，该方法采用太阳能增温、低温菌种发酵、罐体保温、沼气锅炉及发动机余热多种技术手段。附图说明图1是规模化养殖场上下游干支沟农田退水氮、磷和cod污染周年动态变化图；1和4是养殖场前端支沟排水监测点结果，2和5为养殖场后端支沟排水监测点结果；3和6为西大沟上游与下游监测点监测结果；图2是低温菌种沼气发酵产气效果图图3是低温菌种沼气发酵总产气效果图图4是低温菌种沼气发酵产甲烷效果图图5是沼气工程工艺流程图图6是低温菌种污泥培育流程图图7是工程运行产甲烷效果图图8是工程运行容积产气效果图图9规模化养殖废水主要污染物氮磷cod变化规律图图10是西瓜配方肥试验地各处理西瓜产量示意图具体实施方式实施例1宁夏畜禽养殖污染特征研究1.1试验监测区概况及各监测点布局选择位于宁夏灌区灵武市的灵武规模化养殖场做为试验区监测，该试验监测区内有灵武万头猪场和奶牛场，万头猪场存栏数在3000头到3500头左右，出栏数为10000头；牛场始建于2009年，目前存栏620头牛。猪场与牛场周边均有农田。按照养殖场的污水排放口、上下游支干排水沟，设置8个主要污染监测断面(2个养殖场前端支沟排水监测点；南口、北口为养殖猪场水污染物排污监测点；2个养殖场后端支沟排水监测点；2个干沟(西大沟)上游与下游监测点)进行监测。1.2养殖业水污染物流量的监测与水样的采集方法流量的监测方法：在监测期间(2010年11月至2011年10月)，对试验监测区内猪场南口、北口两个监测点，按照每15天取水样，采用漂浮法测定流速。流量计算公式：流量(m3/天)＝横截面积{渠(沟)宽)×水位}×流速m3/小时水样的采集方法：对试验监测区内其它各监测点每15天定时取水样，水样用聚乙烯取样瓶封装好后，保存在3～5℃条件下冰箱冷藏，待测。1.3水样测试分析项目与方法分析项目：总氮(tn)、氨态氮(nh4+-n)、硝态氮(no3--n)、总磷(tp)、化学需氧量(cod)、五日生化需氧量bod5、大肠杆菌。分析方法：总氮(tn)采用过硫酸钾氧化-紫外分光光度法；铵态氮(nh4+-n)和硝态氮(no3--n)采用流动注射分析仪(traacs2000)测定；总磷(tp)采用过硫酸钾消化钼酸铵分光光度法；化学需氧量(cod)智能cod快速测定法；bod5采用稀释与接种方法(hj505-2009)测定。1.4试验结果与分析2010年冬季，我们对灵武养殖猪场两个排污口进行本底调查，按照国家集约化畜禽养殖业水污染物最高允许日均排放浓度(gb18596-2001)，从表1调查结果可看出，养殖业水污染物中的总氮、总磷、化学需氧量(cod)和五日生化需氧量(bod5)均有不同程度超标，粪大肠菌群未测出，以上数据说明灵武猪场养殖场水污染物污染周边环境，需加强治理。表1灵武猪场水污染物现状结果(2010冬季)灵武规模化猪场水污染物污染负荷估算表2规模化猪场废水污染负荷估算从表2可看出，按照国家集约化畜禽养殖业水冲工艺最高允许排水量标准(gb18596-2001)，灵武规模化养殖猪场两个排污口排放量均未超标，但养殖废水污染负荷较高，其中总氮年排放量总量达到4.86吨，cod达到19.92吨，而总磷只有0.17吨，表明氮和cod是养殖废水污染的主要指标；从不同季节来看，两个排污口氮磷和cod浓度冬季明显高于夏季，这是由于夏季养殖场粪便冲洗次数多，稀释了各项指标浓度，但冬季污染负荷并没有因此而降低，说明在冬季更应加强对养殖废水污染防治工作；从两排污口浓度和负荷量来看，氮磷数据北口明显高于南口，这主要是由于北口排污口大于南口，另外北口地处农沟废水流量较缓慢，cod南口高于北口，主要是由于南口比较接近猪场，cod主要是以有机物形式存在难以稀释的缘故。规模化养殖业水污染物对试验监测区上下游干支沟排水的影响从养殖场上下游干支沟农田退水周年动态监测结果表明(见图1)，从养殖场周边上下游干支沟排水中的总氮、总磷和cod来看，不同监测点差异较大，依次顺序为养殖场下游干沟(2、5)＞西大沟两点(3、6)＞养殖场上游干沟(1、4)，说明规模化养殖业水污染物对试验监测区下游干支沟排水影响很大；从一年养殖场上下游干支沟的排水中的总氮、总磷和cod动态变化来看，氮磷和cod冬春季＞夏秋季，冬春季各监测点变幅较大，总氮在2.95-89.22mg/l、总磷在0.16-18.14mg/l、cod在96.17-402.5mg/l，均超过地表水劣ⅴ类水的标准；夏秋季各监测点相对变幅较小，总氮在1.47-48.16mg/l、总磷在0..07-6.12mg/l、cod在31-146.9mg/l，大部分均超过地表水劣ⅲ类水的标准；由于宁夏灌区属于半干旱地区，农作物用水主。要依靠灌溉，冬春季由于农田灌溉较少，农田退水较少，所以冬春季农田退水总氮、总磷和cod浓度较高，而且变幅较大，而夏秋季农作物灌溉较频繁，尤其是稻田用水量大，造成农田退水较多，从而稀释了农田退水中的氮磷和cod浓度，但整体依然很高。以上数据表明养殖废水对周边农田干支沟排水污染严重，也是农田退水主要污染源之一，对黄河水体的污染也存在潜在威胁。实施例2规模化养殖污染控制技术研究采用“太阳能增温+低温菌种发酵+罐体保温+沼气锅炉+发动机余热”的多种技术手段来保证春、秋和冬季等低温下以及增温措施出现故障下沼气工程的稳定运行。①基于多重工艺集成的低温发酵工艺技术沼气工程保温技术构建:通过比选确定聚氨酯发泡材料作为宁夏地区沼气工程保温材料的基础上，构建适合沼气工程建设保温技术方案，保温材料为聚氨酯，现场直接发泡，由发泡机罐体喷涂完成，外壳采用彩色瓦楞钢板，防雨，同时美化外观。②沼气工程增温技术a太阳能耦联沼气锅炉联合增温技术:主要以原料增温和罐体保温为主。原料增温中温厌氧消化的重要条件，为保证消化池在35-38℃条件下正常运行，需要对原料进行升温。按每天有11.7吨原料，需要配制成39吨6％含固率反应原料计，需27.3吨补充水。将输出热水通过换热器和罐体接触对原料进行增温，来实现热量的利用。根据当地气温及地温情况，干原料温度取20℃，补充水温10℃。假设粪水比热容和清水相当，原料反应温度40℃，则须向罐体输送热量为：11.7×1000×(40-20)+27.3×1000×(40-10)＝1.05×106kcal罐体保温热水循环系统热能第二个用途是用于厌氧反应罐保温的保温。在此过程中应考虑管道散热损耗。反应罐体保温需补充热能等于罐体散热，先计算散热功率，q＝λ×s×(t1-t2)采用聚氨酯发泡保温围护，导热系数λ＝0.0302。经过设计计算和经济核算厚度为100mm，按照当地冬季天气情况(平均气温零下10℃，风速5m/s)，可确定保温层外面温度为-5℃，一级厌氧罐体尺寸为φ7.64mx9.6m，顶部为台体结构，共一座；二级发酵罐罐体尺寸为φ9.93mx4.8m，顶部为储气膜则：s1＝3.14×7.64×9.6+3.14×3.82/0.951＝285.28m2s2＝3.14×9.93×4.8+3.14×4.865/0.951＝242m2s＝s1+s2＝527.28m2将以上所求数值代入上式，得q＝λ×s×(t1-t2)/b＝0.64×105kcal，b、总供热量经过以上计算过程，系统运行所需热量：1.05+0.64＝1.69×106kcal，折合日用标煤：1.69×106/7000＝241kg，折合沼气：1.69×106/5600＝302m3，目前每平米太阳能热水器每天能提供的热量为2200kcal，因此，只要提供合适的太能板面积，可以完全稳定提供的工程所需热量。但由于太阳能的不连续性和间断性，在夜间、连续阴天以及雪天等气象条件下，仅靠太阳能并不能完全解决沼气生产装置维持在适宜的生产温度。本研究研发了一种太阳能耦联沼气锅炉增温的联合增温技术，——热电联产增温技术:同时如果沼气工程以发电为主，可以采用发电余热增温替代沼气锅炉，以节约能源。因此，针对宁夏等严寒地区沼气工程，根据工程的建设特点和沼气的用途，可采用多种增温方式对工程进行热量输入，具体采用方式根据当地气温条件进行选择，具体如下表3所示。表3沼气工程增温方式注：+++优先采用；++采用；+选择采用；－不采用③基于沼气发酵菌群优化调控的低温发酵技术a低温菌种的培育与调控技术表4低温菌种培育产气情况由表4低温菌种培育产气试验结果可看出知，启动阶段，10℃和15℃环境条件下，随着驯化时间的延长，容积产气率和ch4都增加，其中容积产气率从21天时开始基本稳定，到45天时，开始略微下降，ch4含量从16天时开始稳定，截止60天的试验时间，都稳定在50％以上。15℃驯化条件下，无论是容积产气率还是甲烷含量都高于10℃驯化条件下的试验组，以容积产气率明显。b低温菌种沼气发酵效果将扩大培养后的低温菌种污泥以30％的接种量接种于猪粪为原料，ts为8％厌氧发酵瓶中(容积1500ml)，进行低温菌种沼气发酵效果试验，试验结果见图2、3、图4。由图2、图3和图4可知，在10℃和15℃条件下，经过驯化培育的低温菌种污泥与传统接种中温污泥相比，容积产气率和总产气量都高于接种中温污泥试验组，在10℃条件下，接种低温菌种污泥试验组总产气量比接种中温污泥试验组提高15％；在15℃条件下，接种低温菌种污泥试验组总产气量比接种中温污泥试验组提高18.5％。c低温菌种污泥的培育工艺图6中步骤ⅰ为低温菌种污泥的起始阶段。由于起始阶段是步骤ⅱ的菌源，因此第一阶段的菌源筛选至关重要，菌源可以来源长期处于低温环境下的阴沟污泥、池塘污泥或低温环境下已驯化的污泥。同时为促进低温菌源中产甲烷菌的生产速度，在猪粪料液中添加产甲烷培养基。步骤ⅱ为低温菌种污泥培育的主要流程。此过程中由于菌源来源于上一批低温菌种污泥，培养方法同步骤ⅰ，通过不断重复步骤ⅱ，以扩繁足量低温菌种污泥。d低温菌种工程现场使用效果在宁夏灵农畜牧发展有限公司养猪场沼气工程内进行了低温菌种污泥投加现场试验，投加条件见表5。试验从2011年10月1日开始，连续监测了30天，试验结果见表6。低温菌种污泥投加后，在30天内，除开始前3天，工程容积产气率都维持在0.2m3.m-3d-1以上，其中在第15天达到最高0.35m3.m-3d-1；甲烷产气率从第11天开始，维持在50％以上，在第16天达到最高58.4％。以上试验说明，工程投加低温菌种后，在不提供外源增温保温工程措施的基础上，可依靠低温菌种对沼气发酵菌群的优化调控，依然可以稳定产气。表5低温菌种现场投加条件表6低温菌种现场使用效果实施例3示范工程发酵适应性研究为验证和优化小试研究成果，集成了低温发酵与增温保温技术和厌氧发酵过程调控技术在示范工程上进行了适应性研究，构建出适合宁夏地区规模化畜禽粪便资源化处理工艺技术体系。具体研究结果如下：a工程概况工程位于宁夏灵武市灵武农场，该公司是灵武农场的优势产业和支柱产业之一，是宁夏最大的规模化瘦肉猪生产基地。工程主要用于处理该养猪粪污，日处理ts含量为6％的粪污约39m3，日产沼气约700m3，发酵后残渣作为有机肥还田利用。b工艺流程与技术参数----主要工程设施(见图5)及技术参数集水池:为使猪场冲洗污水收集利用不污染环境，同时将冲洗污水中的固形物能有效分离出来，集水池与粪水沟联接处设格栅以分离猪场尿污水中的固形物，减轻后续处理的负荷。本工程集水池和站外沼液池合建，全地下钢砼式，池容60m3。匀浆池:匀浆池容积为33.6m3。池体为钢砼结构，其外形尺寸为ф3.5×3.5m，池深3.5m，水位高度是3.0m。匀浆池为地下式，建设在预处理间内。匀浆池内配置桨式立轴搅拌器一台，主要作用搅拌，让污水和粪污充分混匀。预热池:预热池将起到控制进料量和冬季进料时加温调节的作用。预热池容积为33.6m3。池体为钢砼结构，外形尺寸为圆筒内径3.5m，池深3.5m，建设在预处理间内，与匀浆池连接，预热池和匀浆池之间设置自动闸板阀。闸板开启后原料通过自流从匀浆池进入预热池。匀浆池内建桨式立轴搅拌器一台，同时设加热盘管一套，保证原料的温度在中温发酵范围内。cstr一级发酵罐:该罐为地上罐，采用搪瓷板拼装而成，圆柱形，容积440m3，是该沼气工程主体罐，用于原料一级发酵，通过连续进料出料和搅拌，实现连续全混发酵产气。罐内设有加热盘管热交换系统，利用太阳能板和气煤两用锅炉的热源对罐体加热，实现中温发酵。罐顶安装立轴机械搅拌机，用于破除反应器表面的浮渣和原料充分搅拌混匀；罐顶装有负压装置，保护罐体受损变形；罐壁设计有取样管，用于发酵原料特征分析。cstr二级发酵罐:该罐为地上罐，容积371m3，集发酵和储气于一体，罐顶部为双膜式干式气囊，用于储存cstr一级发酵罐和cstr二级发酵罐产生的沼气，下部为发酵室，采用搪瓷板拼装而成。该罐是继cstr一级发酵罐之后的二级发酵罐，经过cstr一级发酵罐发酵后的原料进入cstr二级发酵罐进行进一步发酵处理，cstr二级发酵罐产生的沼气通过沼气管道一起和cstr一级发酵罐产生的沼气输送到沼气净化系统。罐底部对称安装二台侧式搅拌器，用于原料混合，顶部安装一套溢流装置，罐壁设计有取样管。沼渣沼液缓存池:缓存池为全地下钢砼式，容积37.7m3，缓存池的主要作用是沼渣沼液的临时储存。同时当反应器需要排渣时，缓存池也可以储存一级和二级反应器排出的底渣，因为排渣都是定期间断运行，因此沼渣沼液存储和底渣的存储两者共用该缓存池。站外沼液池:站外沼液池为全地下钢砼式，容积228m3，与集水池合建，经厌氧发酵产生的沼液通过固液分离机将沼液中固体物分离出来制作固体有机肥，液体部分存储在站外沼液池，用以灌溉农田、养育果林、道旁绿化或泵压给附近蔬莱基地喷灌、渗灌等，不造成环境二次污染。因为灵武农场有6万余亩，温室大棚面积也较大，对沼液需求季节变化较小，因此现有沼液池能满足沼液储存的要求。沼气净化系统:该系统主要由脱水器和脱硫器组成，经cstr一级发酵罐和二级发酵罐产生的沼气输送至沼气净化系统，首先经1#脱水器进行脱水处理，脱水后的沼气进入1#脱硫器，脱除沼气中含有的h2s气体，再进入2#脱水器进一步脱水，经h2s检测器、co2检测器和ch4检测器检测合格后，经增压风机增压后输送至锅炉房和发电机房。本脱硫器采用三氧化二铁进行脱硫，脱硫后h2s含量在20mg/m3以下。加热增温系统:针对宁夏等寒冷地区冬季低温下沼气工程产气率低以及仅太阳能热源不能维持沼气生产适宜温度的问题。工程采用太阳能耦联沼气锅炉联合增温，该加热系统主要由太阳能集热器、沼气锅炉和加热盘管以及温度控制装置组成，可保证沼气生产温度维持在适宜范围，实现沼气工程在行寒冷地区的稳定运行。沼气利用:工程沼气利用主要用于养殖场燃料补充和沼气发电，发电机组为沼气专用发电机组，额定功率为60kw，进气压力要求为2000～3000pa，ch4含量要求大于50％。实际工作功率与进气压力和甲烷含量具有极大相关性。控制系统:控制系统由监测和控制两部分组成，通过plc自控程序，通过手动定时控制和自动控制实施，手动定时控制包括现场控制和远端控制两种方式，同时手动控制可以通过计算机监控程序显示数据记录曲线图和各装置工作动态画面。自动控制和监测系统实现联动，通过计算机plc远端控制系统，可实现整个沼气工程的自动监控运行，出现故障可自动停止并报警。示范工程适应性试验a适应性试验设计在前期11月份化学促进剂和低温菌种污泥联合应用试验的基础上，启动太阳能板和沼气锅炉联合增温系统，并投加一定的产甲烷菌剂，进行低温下各技术适应性工程验证试验。b示范工程启动运行效果泵入ts为8％的猪粪料液至设计容积，并启动太阳能板和锅炉加热系统，维持中温发酵温度在30℃左右，即进入发酵启动产气阶段，每2d检测沼气含量和容积产气率，结果如表2-10所示，由表7可知，沼气中ch4含量随运行时间的延伸而逐渐升高，在第10d至14d期间时，甲烷稳定在60％上下，甲烷含量基本趋于平衡。容积产气率在运行初期较低，从第6天后，容积产气率迅速增加，在第12d时，容积产气率到达1.58m3.m-3.d-1。结合ch4含量和容积产气率随时间的变化规律，表明工程启动成功，在第12d时达到了产气高峰，此时即可按设计要求进行连续进料运行。表7示范工程发酵启动阶段产气效果2d4d6d8d10d12d14dch4含量(％)15.622.832.551.758.460.259.2容积产气率(m3·m-3·d-1)0.120.260.370.680.911.581.45c示范工程连续运行效果图7为工程启动成功后连续运行30d的情况，由图7可知，在30d的连续运行期间，ch4含量基本都维持在55％以上，最高时可达到63.5％，表明厌氧发酵微生物生态系统对猪粪的代谢转化高效，产甲烷菌和各类产酸菌处于良性平衡。由图8可知，在30d的连续运行期间，容积产气率除第10d和第18d低于1.0m3.m-3.d-1以外，其他都维持在1.0m3.m-3.d-1，最高达到了1.45m3.m-3.d-1。以上结果表明，在30d的运行期间，工程运行非常稳定，为沼气工程技术在寒冷地区的推广提供了参数和依据。规模化养殖废水主要污染物氮磷cod变化规律从图9可看出，3年来规模化养殖废水北排污口小于南排污口，这是由于北排污口离万头猪场较远的缘故；由于沼气无害化工程实施后，养殖废水不在向农田排放，造成农田退水主要污染物氮磷、cod明显减少，尤其是cod、总氮、氨氮减少幅度较大，cod减少幅度在68.7％-81.7％，氨氮减少幅度在77.8％-81.6％，总氮减少幅度在34.7％-64.1％。示范工程效益分析集成小试成果在示范工程发酵适应性试验验证后，表明沼气工程可以在寒区稳定运行，并对示范工程效益进行了分析。a能源效益:本项目实施后，日均产气700m3，年产沼气25.6m3，每m3发电1.5kwh，年发电约38.4万kwh。因此该工程的建设，可以实现猪粪废弃物的资源化利用，变害为利，能源效益非常显著。b经济效益:本工程年发电约38.4万kwh，按0.45元.kwh-1计算，获利17.28万元；工程每天产生有机肥约40吨，年产有机肥1.46万吨，根据宁夏地区有机肥价格，沼渣按1000元.t-1计算，沼液按80元.t-1计算，有机肥年获利143.7万元。本工程年毛利润为：17.28万元+143.7万元＝160.98万元。c环保效益:工程运行后，每天可消纳39m3的猪粪粪污，年减排codcr约600吨，tn约70吨，tp约13吨。解决了养猪场产生的大量猪粪、冲洗水出路问题，有效治理了养殖场废物对周边天然河流和饮用水的污染。同时该工程的实施也为宁蒙灌区面源污染的有效控制提供了一条技术途径。d社会效益:项目实施后，养殖污染得到了有效治理，减少了环境污染。同时通过沼气发电，可解决厂区或周边农村用电的问题，还可以提供一定的炊事能源，减少柴薪砍伐。工程每天可产生约40m3有机肥，促进了当地有机农业的发展。该工程还可解决3-5人就业问题。e综合效益:在本工程中，以沼气厌氧工程技术为中间起纽带，把畜禽养殖业和种植业有机结合起来，因而形成了“畜禽养殖－能源－种植业－畜禽养殖”的良性循环道路，因此该项目的实施为畜禽养殖产业的清洁生产提供了支撑。实施例4规模化养殖废弃物综合利用技术研究在规模化养殖污染控制的基础上，有针对性的采用科学调配技术，并结合灌区种植的西瓜和设施蔬菜需肥规律，研制开发以沼渣、沼液为基料的各种专用肥；采用田间试验、室内分析与生物统计相结合的方法，在试验区开展各种专用肥肥效试验，提出以沼渣、沼液循环利用为主的农田安全利用关键技术体系，为宁夏灌区规模化养殖废弃物循环综合利用提供技术支撑。本试验的几种西瓜配方肥均以沼渣为主原料结合其他原材料配制而成。表8西瓜试验地基施肥用量表尿素含n量约46％，磷酸二铵含p2o5量约46％、含n量约18％，硫酸钾含k2o约50％。试验设计：试验布置在杨洪桥乡沙坝头七队，试验地面积1.8亩/块，前茬作物水稻；该试验设计主导思想为高氮、高磷、高钾养分试验，采用随机区组设计。设5个处理，分别为习惯施肥、配方ⅰ(高氮)、配方ⅱ(高磷)、配方ⅲ(高钾)、和配方ⅳ，把习惯施肥，设为对照，重复三次，小区面积为3.8m×13m＝49.4m2，在每亩施有机肥(牛粪)2100/kg/666.7m2基础上，撒施化肥和沼渣组成的配方肥，用量见表8，西瓜品种为美国双抗早冠龙，4月8日播种，垄宽1.9m(种2行)，株距70cm，7月5日收获，测产是按试验小区单收后，全部称重记产，田间管理等同于习惯施肥。测定项目与方法：土壤样品采集与测定：试验于施肥前3月10日采取多点s取样法采集基础土样，采样深度为0-30cm，充分混合均匀，风干；在西瓜收获后，按照不同试验小区取0-30cm土样15个，按照常规分析方法分析测定了有机质，全盐，ph，全量氮，全量磷，全量钾、碱解氮、速效磷指标；鲜土样用0.01mol/lcacl2浸提，流动注射分析仪(traacs2000)测定土样硝态氮、铵态氮。植物样品采集与测定：在西瓜收获后，按照不同试验小区采集西瓜植株样品与西瓜果实，同时测定整株植物的干鲜重，烘干植物样品粉碎，果实(西瓜)测鲜样，用浓h2so4-h2o2消解，采用凯氏法测定全n、钼锑抗比色法测全p、火焰光度法测定全k；用手持式折光仪测西瓜的含糖量。收获与测产：西瓜测产是按试验小区的不同单收后，全部称重。结果与分析4.1土壤基础养分状况表9西瓜试验地基础土样养分含量表(0～30cm)通过表9西瓜试验地基础土样养分含量表可以看出，该试验地的有机质，全量氮含量偏高，速效养分都很高，尤其是速效磷的含量很高，可见该试验地的肥力水平较高。这是由于该试验地是稻田和西瓜轮作的田，由于当地农民种作物时施肥量高，造成大量养分残留在土壤中，使得土壤养分增高。产量结果分析表10西瓜配方肥试验地各处理西瓜产量(kg/666.7m2)重复习惯施肥配方肥ⅰ配方肥ⅱ配方肥ⅲ配方肥ⅳ重复12267.32422.52739.72476.52334.8重复22490.02429.32341.52523.72807.2重复32705.92773.42510.22564.22533.2均值2487.82541.72530.52521.52558.4标准差219.3200.7199.843.9237.2从表10西瓜试验地各处理西瓜产量的标准差可以看出各重复间的重复性较好，尤其是配方肥ⅲ的重复性最好，说明试验间的差异小。从图10可以看出4个西瓜配方肥的西瓜产量均高于农民的习惯施肥，尤其是配方肥ⅳ和配方肥ⅰ，增产明显，说明施用配方肥好于农民的习惯施肥，而且施用方便，省时。表11西瓜配方肥试验地投入、产出效益表注：西瓜2.8元/kg，尿素3.9元/kg，磷酸二铵5.8元/kg，硫酸钾12.2元/kg。从表11可以看出，4个配方肥较习惯施肥均有增产，配方肥ⅳ和配方肥ⅰ增产较大，增产了2.8％和2.2％；配方肥ⅱ和配方肥ⅲ增产较小，只有1.7％和1.4％，虽配方肥都有增产，但没有超过5％，增产效果不显著。从净收益上看，配方肥ⅳ和配方肥ⅰ的净收入也高于配方肥ⅱ和配方肥ⅲ，习惯施肥最低；从亩增效益和产出/投入比上看看，配方肥ⅳ投入最小，亩增效益最大亩，亩增产率2.8％，亩节本增效307.6元，从环境和节本增效考虑配方肥ⅰ的施氮量高，是33.2kg/666.7m2，配方肥ⅳ的施氮量低，是19.4kg/666.7m2两者相差13.8kg/666.7m2的氮，配方肥ⅰ的施氮量比习惯施肥的施氮量高出2.9kg/666.7m2，配方肥ⅳ比习惯施肥的施氮量低10.9kg/666.7m2，故配方肥ⅳ符合该课题减氮控磷的指导思想，由此得出，配方肥ⅳ是本试验要选择以沼渣为主的最好西瓜配方肥。品质、养分结果分析表12西瓜配方肥试验西瓜植株和果实化验数据(单位：％)从表12西瓜的含糖量一栏可以看出，用配方肥ⅳ和配方肥ⅰ的种植的西瓜含糖量最高，达到了8.2％，说明用配方肥ⅳ和配方肥ⅰ种植的西瓜甜度好于配方肥ⅱ和配方肥ⅲ种植的西瓜，也好于用习惯施肥种植的西瓜；从西瓜茎叶养分含量一栏可以看出，西瓜茎叶中吸收的全氮、全磷、全钾的量，与我们设计的高氮、高磷、高钾肥有很好的相关性，成正相关，习惯施肥中西瓜的茎叶全氮含量最高，达到2.43％，这与它的施氮量高也成正比。而配方肥ⅳ的施氮量只有16.6kg/666.7m2，配方肥ⅰ的施氮量是30.4kg/666.7m2，它们茎叶中吸收全氮量却相同，西瓜的产量配方肥ⅳ却高于配方肥ⅰ的西瓜，这说明，单纯的施一种肥料是不行的，要氮、磷、钾合理配合施用最好，进一步说明施氮量高，造成作物对养分奢侈吸收严重，但起不到真正的增产作用，造成大量的肥料浪费，更重要地会增加环境污染的风险。从西瓜果实养分含量看，各处理差异不大，这与西瓜的生长期短有关。本试验初步结果表明：1.研制生产的四个西瓜配方肥是以沼渣为主的有机质含量高的复合肥，可以改善土壤环境和增加西瓜的品质，是种植西瓜良好的复合肥。2.单一的施用高氮、高磷、高钾，对西瓜的产量、品质都不好，要氮、磷、钾合理配合施用最好。3.四个西瓜配方肥与习惯施肥相比，从经济效益和环境效益综合评价来看，西瓜配方肥ⅳ表现最好，亩增产率2.8％，亩节本增效在307.6元。当前第1页12