劉 科，高立洪,2，唐 寧，韋秀麗,3，李 平,，李 紅，張 凱，楊玉鵬

(1.重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，重慶 401329；2.農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用技術(shù)與設(shè)備研發(fā)重慶市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 401329；3.重慶市生物質(zhì)能源工程中心，重慶 401329；4.農(nóng)業(yè)部可再生能源開發(fā)利用南方科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站，重慶 401329；5.重慶市武隆區(qū)農(nóng)業(yè)委員會(huì)，重慶 408500)

傳統(tǒng)自然村落是中華民族千百年繁衍生息留下的寶貴遺產(chǎn)，具有較高的歷史、文化、科學(xué)、藝術(shù)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)價(jià)值[1-2]。隨著美麗鄉(xiāng)村示范工程的建設(shè)，推動(dòng)了現(xiàn)代鄉(xiāng)村社區(qū)的發(fā)展，而傳統(tǒng)自然村則成為一片“遺忘之地”。據(jù)調(diào)查，每年我國(guó)農(nóng)村地區(qū)所產(chǎn)生的生活污水約80多億t，96%的自然村莊沒有排水渠道和污水處理系統(tǒng)，生活污水隨意排放，90%的生活垃圾隨意丟棄，“垃圾亂堆、蒼蠅亂飛、污水亂排”現(xiàn)象仍然存在，廢棄物資源化循環(huán)利用率低，造成農(nóng)業(yè)面源污染，嚴(yán)重影響了自然村的生態(tài)環(huán)境[3-5]。南方地區(qū)自然村通常比較小，而且分散。然而隨著人口的增加，資源需求的增大，土地和水等資源日益緊缺，農(nóng)村生產(chǎn)生活產(chǎn)生的固體廢棄物大量增加，土地自凈能力降低，建設(shè)美麗自然村急需建設(shè)美好環(huán)境[6-7]。與目前大力發(fā)展的鄉(xiāng)村社區(qū)不同，自然村基礎(chǔ)設(shè)施條件相對(duì)落后，且南方地區(qū)多丘陵山地，在某種程度上，對(duì)治理設(shè)施、 方式以及管理提出了更高的要求。另一方面，自然村農(nóng)民收入來源較單一、收入仍低、支付能力較差[8-9]。因此，自然村污染物處理應(yīng)立足于該群體收入不高，其技術(shù)需求是成本低、資源化、綜合循環(huán)利用的特點(diǎn)。充分將如何降低環(huán)境治理與運(yùn)行的成本，甚至將廢棄物變廢為寶，使得生活垃圾、生活污水、人畜糞便、農(nóng)作物秸稈等生產(chǎn)生活廢棄物能夠得到資源化、高效再循環(huán)利用，并通過生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化提供清潔能源作為重點(diǎn)攻克內(nèi)容，既解決了廢棄物的污染問題，同時(shí)又提供清潔能源，是自然村建設(shè)發(fā)展中的關(guān)鍵問題[10-11]。筆者在院落污水凈化、生產(chǎn)生活廢棄物制取生物燃?xì)獾汝P(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，集成沼渣、秸稈等廢棄物生產(chǎn)有機(jī)肥技術(shù)，以喜觀村為示范點(diǎn)，構(gòu)建南方典型自然村生產(chǎn)生活循環(huán)技術(shù)系統(tǒng)模式，為我國(guó)南方美麗自然村落建設(shè)提供科技支撐和模式樣板。

1 典型生產(chǎn)生活循環(huán)技術(shù)體系

為體現(xiàn)南方地區(qū)自然村生產(chǎn)生活循環(huán)技術(shù)系統(tǒng)的特點(diǎn)，將研究重點(diǎn)放在生活、生產(chǎn)和生態(tài)三方面，將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和物質(zhì)轉(zhuǎn)化技術(shù)作為集成的基礎(chǔ)，通過生態(tài)制約下的生產(chǎn)發(fā)展來提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、農(nóng)產(chǎn)品技術(shù)含量和價(jià)值，提高農(nóng)民收入和農(nóng)民的生活水平[12-14]。物質(zhì)轉(zhuǎn)化方面，通過對(duì)生產(chǎn)、生活廢棄物的處理與再利用，為生產(chǎn)提供肥料、能源、水等生產(chǎn)資料；為生活提供能源、水等生活消耗品；保證生產(chǎn)和生活的綠色化可持續(xù)發(fā)展條件。具體內(nèi)容與系統(tǒng)參見圖1，在循環(huán)技術(shù)體系中，其內(nèi)容和工藝對(duì)所有影響生產(chǎn)、生活、環(huán)境的物質(zhì)流動(dòng)及工藝路線進(jìn)行統(tǒng)籌，并通過廢棄物→無害化處理→直接排放和廢棄物→資源再利用→無害化處理→部分排放這2種方式因地制宜應(yīng)用。

1.1適合南方地區(qū)秸稈、尾菜資源化利用技術(shù)主要包括農(nóng)田、果園殘留物和農(nóng)副產(chǎn)品加工后的剩余物，通過利用多種資源化技術(shù)[15]，將秸稈、尾菜完全轉(zhuǎn)化為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)或生活所需的原料、能源，使其重新返回到農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的循環(huán)過程，并持續(xù)不斷地在農(nóng)業(yè)系統(tǒng)內(nèi)部得以循環(huán)利用，在徹底解決秸稈焚燒等環(huán)境問題的同時(shí)，減少外部物質(zhì)和能量的投入，從中獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。在南方自然村技術(shù)體系中，其利用的模式主要以秸稈、尾菜還田為核心，配合秸稈飼料化、有機(jī)肥料加工以及尾菜蚯蚓養(yǎng)殖資源化利用，其主要環(huán)節(jié)的工藝技術(shù)路線見圖2。蚯蚓可作為優(yōu)質(zhì)蛋白飲料，養(yǎng)殖蚯蚓后的土壤含有蚯蚓卵、腐殖質(zhì)等，可作用土壤改良劑。

圖1 自然村生產(chǎn)生活循環(huán)技術(shù)系統(tǒng)Fig.1 Natural village production and life cycle technology system

圖2 南方地區(qū)秸稈資源化利用工藝路線Fig.2 Process route of straw utilization in the southern region

1.2禽畜養(yǎng)殖糞污循環(huán)利用技術(shù)禽畜養(yǎng)殖廢棄物資源化是以根本解決禽畜糞便污染和增加經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)，利用厭氧發(fā)酵技術(shù)和生態(tài)工程的方法，使禽畜糞便轉(zhuǎn)化為養(yǎng)殖業(yè)內(nèi)部或種植業(yè)的原料或能源，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖糞便的潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值，同時(shí)達(dá)到養(yǎng)殖廢棄物零排放[16]。對(duì)于南方自然村，養(yǎng)殖禽畜糞污技術(shù)主要以厭氧發(fā)酵為核心，使污水中的不溶有機(jī)物變?yōu)槿芙庑杂袡C(jī)物，實(shí)現(xiàn)無公害生產(chǎn)，達(dá)到凈化環(huán)境的目的。同時(shí)禽畜糞便的厭氧發(fā)酵產(chǎn)物(沼液和沼渣)為種植業(yè)提供寶貴的肥料資源，間接地降低了種植業(yè)生產(chǎn)成本，也有助于推動(dòng)有機(jī)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。而豬、牛等畜牧養(yǎng)殖干糞的昆蟲飼養(yǎng)技術(shù)，也為其糞污的資源化利用提供了一條新的途徑。產(chǎn)出的昆蟲蛋白可為水產(chǎn)、禽類養(yǎng)殖提供優(yōu)質(zhì)飼料，實(shí)現(xiàn)糞污的循環(huán)再利用，其主要環(huán)節(jié)的工藝技術(shù)路線見圖3。

圖3 南方地區(qū)養(yǎng)殖禽畜糞污循環(huán)利用工藝路線Fig.3 Process route of livestock manure recycling in the southern region

1.3農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化清潔生產(chǎn)農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)主要圍繞節(jié)水、節(jié)肥、節(jié)藥三大目標(biāo)(圖4)，開展測(cè)土配方施肥、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)，優(yōu)化配置肥料資源，合理調(diào)整施肥結(jié)構(gòu)，改進(jìn)施肥方式，提高肥料利用率[17]；科學(xué)合理使用高效、低毒、低殘留農(nóng)藥，推廣綠色植保技術(shù)，進(jìn)行病蟲抗藥性監(jiān)測(cè)與治理，提高防治效果和農(nóng)藥利用率，減少農(nóng)藥用量；通過節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)，不斷提高水資源利用率，緩解水資源供給矛盾。而對(duì)于南方自然村循環(huán)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系，其主要以測(cè)土配方、有機(jī)肥施用、節(jié)水灌溉為核心，配合精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)與綠色防控技術(shù)達(dá)到節(jié)肥、節(jié)水及節(jié)藥的清潔生產(chǎn)目的，同時(shí)科學(xué)地開展作物輪種、套間種以及稻田立體生態(tài)養(yǎng)殖技術(shù)的推廣運(yùn)用，最大程度地開發(fā)土地單位生產(chǎn)力。對(duì)于農(nóng)藥化學(xué)品包裝物以及廢棄農(nóng)膜，主要采取業(yè)主定點(diǎn)堆放，鄉(xiāng)鎮(zhèn)供銷社統(tǒng)一收集、運(yùn)轉(zhuǎn)，服務(wù)企業(yè)集中處理，政府監(jiān)督運(yùn)行的模式。

圖4 南方地區(qū)農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化清潔生產(chǎn)工藝及措施Fig.4 Clean production process and measures for agricultural standardization in the southern region

1.4農(nóng)村生活廢棄物循環(huán)利用農(nóng)村居民生活廢棄物包括人類糞便、生活垃圾和生活污水等。對(duì)生活垃圾的利用，最為有效的措施是實(shí)行生活垃圾分類收集，不僅可以有效地實(shí)現(xiàn)廢物的重新利用和最大限度地進(jìn)行廢品回收[18]。對(duì)于南方自然村，其生活垃圾中70%以上為廚芥，將其資源化無害化處理成作物肥料，補(bǔ)充農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要，減少農(nóng)藥和化肥的施用量，從而間接緩減了農(nóng)業(yè)面源污染，同時(shí)有利于當(dāng)?shù)責(zé)o公害農(nóng)業(yè)的發(fā)展。對(duì)農(nóng)村生活污水，通過人工生物反應(yīng)器或濕地降解后，可滿足生活雜用水的標(biāo)準(zhǔn)，可以用于生活區(qū)的綠地澆灌或直排。而產(chǎn)生的少量污泥，可以運(yùn)用堆肥的方法經(jīng)過2次發(fā)酵后加工成為肥料，用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。農(nóng)村生活廢棄物分類分質(zhì)處理工藝如圖5所示。

圖5 農(nóng)村生活廢棄物分類分質(zhì)處理工藝Fig.5 Classification and treatment process of rural domestic waste

2 喜觀村一社生產(chǎn)生活循環(huán)技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)建

2.1基本情況重慶市璧山區(qū)七塘鎮(zhèn)喜觀村一社，距七塘鎮(zhèn)3 km、距璧山縣城28 km、距重慶北碚區(qū)25 km，氣候濕潤(rùn)，雨量充沛，四季分明，農(nóng)業(yè)資源較為豐富，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施條件良好，2013年農(nóng)民人均純收入達(dá)到8 600元以上，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)主要以蔬菜種植、農(nóng)業(yè)休閑觀光體驗(yàn)為主。喜觀村一社規(guī)劃如圖6所示。

喜觀村一社示范點(diǎn)農(nóng)戶數(shù)共50戶，人口約160多人，院落分布較為集中，具有多戶共一院落居住、多院落在空間上既有一定距離又保持緊密聯(lián)絡(luò)的社區(qū)特點(diǎn)；青年大多外出務(wù)工，剩下老年婦孺從事簡(jiǎn)單種植業(yè)。示范點(diǎn)處于正在建設(shè)打造的重慶喜觀體驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)范圍區(qū)，同時(shí)又屬于國(guó)家(璧山)農(nóng)業(yè)科技園核心區(qū)及體驗(yàn)式休閑觀光農(nóng)業(yè)與科普教育長(zhǎng)廊區(qū)、壁北十萬畝蔬菜基地核心區(qū)、重慶市璧山縣璧北市級(jí)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)綜合示范工程區(qū)，擁有現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展各種政策支持和先行先試優(yōu)勢(shì)，輻射帶動(dòng)能力強(qiáng)。

圖6 喜觀村一社規(guī)劃Fig.6 Planning of group 1 of Xiguan Village

2.2生產(chǎn)生活廢棄物種類及數(shù)量喜觀村一社整體由生活區(qū)、生產(chǎn)區(qū)兩部分組成。其中生活區(qū)為50戶農(nóng)村居民居住區(qū)，生產(chǎn)區(qū)為現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)園區(qū)。生活區(qū)液體廢棄物包括糞污水(黑水)、洗澡洗菜水(灰水)以及雨水；固體廢棄物主要為生活垃圾與農(nóng)作物秸稈。生產(chǎn)區(qū)液體廢棄物包含生態(tài)餐廳廢水、養(yǎng)殖廢水以及游客糞水三部分；固體廢棄物包括園區(qū)作物秸稈、餐廚垃圾、養(yǎng)殖糞便等。以下相關(guān)的取值來自于實(shí)地調(diào)研以及王玉慶[19]編制的《污染源普查技術(shù)報(bào)告》。

2.2.1農(nóng)作物秸稈及菜葉。稻田1.33 hm2，可年產(chǎn)秸稈9 t，總固體含量(TS)83%；菜地1.33 hm2，產(chǎn)生爛菜葉5 t/a，TS 5%。合計(jì)14 t/a。

2.2.2人畜糞便。參照養(yǎng)殖區(qū)50頭豬(當(dāng)量)產(chǎn)糞量0.15 t/d，TS 20%、產(chǎn)尿0.1 t/d、沖洗水0.35 t/d；周邊農(nóng)戶共50戶，產(chǎn)生糞污及沖洗污水共1.087 t/d，TS 0.69%。游客量平均按100人/d，產(chǎn)生糞污及沖洗污水共0.58 t/d，TS 1.03%。

2.2.3生活污水。50戶居民人均灰水產(chǎn)量80 L/(人·d)，每戶平均人口按3人計(jì)算，則50戶居民日產(chǎn)灰水12 t/d。生態(tài)餐廳可同時(shí)容納100人就餐，日接待游客按100人設(shè)計(jì)，污水產(chǎn)量4 L/(人·餐)，總計(jì)16 t/d。

2.2.4生活垃圾。由于不同區(qū)域農(nóng)村生活垃圾量差距很大，且經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá)地區(qū)產(chǎn)生量越大，根據(jù)喜觀農(nóng)場(chǎng)實(shí)際情況，取人均每天生活垃圾為2 kg，有機(jī)生活垃圾占50%，則50戶居民每天生活垃圾為300 kg，其中可利用有機(jī)垃圾為150 kg。

2.3生產(chǎn)生活廢棄物處理利用現(xiàn)狀

2.3.1生活污水?，F(xiàn)有的生活污水處理工藝簡(jiǎn)易，污水處理實(shí)施缺乏專人管理維護(hù)，部分污水處理系統(tǒng)已經(jīng)停止運(yùn)行，污水處于直排狀態(tài)。

2.3.2生活垃圾處理。垃圾收集沒有分類，處理成本較高，沒有向資源循環(huán)利用方向發(fā)展。

2.3.3生產(chǎn)垃圾。以種植業(yè)為主的生產(chǎn)垃圾處理主要是田間焚燒和田間地頭堆放。

2.4生產(chǎn)生活循環(huán)技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)建方案從喜觀村一社示范點(diǎn)生產(chǎn)生活循環(huán)技術(shù)構(gòu)建方案(圖7)可看出，喜觀村一社生產(chǎn)生活廢棄物主要來源于農(nóng)戶居住區(qū)和農(nóng)場(chǎng)園區(qū)。生活區(qū)居民生活灰水、黑水采取分類分質(zhì)收集和集中處理的方式，通過管道敷設(shè)，將生活灰水、黑水收到了廢水處理站，生活黑水由沼氣工程進(jìn)行處理，所產(chǎn)生的沼液用于周邊農(nóng)田灌溉，沼氣作為農(nóng)戶生活用能；生活灰水由一體化污水處理設(shè)備進(jìn)行好氧處理，處理后水質(zhì)可達(dá)到直排標(biāo)準(zhǔn)，也可用作周邊農(nóng)田灌溉用水；在農(nóng)戶居住區(qū)推廣垃圾分類收集，將垃圾分為有機(jī)垃圾和無機(jī)垃圾兩部分，無機(jī)垃圾與園區(qū)游客產(chǎn)生的垃圾收集后運(yùn)至附近垃圾處理站集中處置；農(nóng)戶和園區(qū)內(nèi)的生產(chǎn)垃圾(秸稈、爛菜葉、雜草等)，加上農(nóng)戶的生物有機(jī)垃圾一同進(jìn)入農(nóng)業(yè)廢棄物能源化處理中心的生物燃?xì)庠O(shè)備制取生物燃?xì)?；園區(qū)內(nèi)廁所糞污及小動(dòng)物養(yǎng)殖區(qū)的沖洗水，連同園區(qū)的餐廚垃圾一同進(jìn)入農(nóng)業(yè)廢棄物能源化處理中心的車廂式干發(fā)酵設(shè)備進(jìn)行處理；農(nóng)業(yè)廢棄物能源化中心產(chǎn)生的沼氣用于生態(tài)餐廳作為炊事用能，沼液用于園區(qū)作物灌溉，沼渣及部分小動(dòng)物養(yǎng)殖區(qū)的干糞便可用于蚯蚓養(yǎng)殖，進(jìn)而用于農(nóng)業(yè)園區(qū)雞魚的養(yǎng)殖；生態(tài)餐廳產(chǎn)生的污水經(jīng)由污水除油設(shè)備處理后還田灌溉。

2.5生活灰水的處理方案喜觀村一社對(duì)生活灰水的處理采用的是一體化膜-生物反應(yīng)器(Membrane Bio-Reactor，MBR)技術(shù)，生活灰水處理系統(tǒng)工藝流程如圖8所示。

圖7 喜觀村一社生產(chǎn)生活循環(huán)技術(shù)構(gòu)建方案Fig.7 Construction plan of production and life cycle technology in group 1 of Xiguan Village

圖8 生活灰水處理系統(tǒng)工藝流程Fig.8 Process flow of a living grey water treatment system

在灰水處理系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)首先需要統(tǒng)計(jì)處理灰水的居民戶數(shù)。各居民家的灰水通過管網(wǎng)收集到調(diào)節(jié)池中，通過液位傳感器采集調(diào)節(jié)池中的液位情況?？刂葡到y(tǒng)通過控制池中水泵的啟停將灰水抽到酸化池中，通過安裝流量計(jì)進(jìn)行流量統(tǒng)計(jì)，如果調(diào)節(jié)池出現(xiàn)液位過低的情況控制系統(tǒng)會(huì)關(guān)閉水泵。在酸化池灰水進(jìn)行充分水解酸化處理，水解酸化池中配有pH、溫度、DO傳感器在線采集相應(yīng)的數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)錄入數(shù)據(jù)庫中，之后將完成水解酸化處理的灰水通過水泵送入MBR反應(yīng)器中進(jìn)行處理，并通過pH、溫度、DO傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其數(shù)據(jù)變化，控制系統(tǒng)根據(jù)傳感器檢測(cè)值控制水泵的啟停將處理完成的灰水送入清水池中，控制系統(tǒng)通過流量計(jì)統(tǒng)計(jì)清水量，清水池中配有液位傳感器實(shí)時(shí)記錄液位情況，并由人工定時(shí)檢測(cè)記錄污染指標(biāo)并將指標(biāo)情況錄入系統(tǒng)之中。

2.6生活黑水的處理方案生活黑水處理系統(tǒng)采用厭氧發(fā)酵的技術(shù)，產(chǎn)生清潔能源沼氣和沼液沼渣，實(shí)現(xiàn)對(duì)黑水的無害化處理，其處理系統(tǒng)工藝流程如圖9所示。

圖9 生活黑水處理系統(tǒng)工藝流程Fig.9 Process flow of living black water treatment system

生活黑水處理系統(tǒng)首先在控制系統(tǒng)中記錄處理黑水的居民戶數(shù)，將居民家中黑水通過管網(wǎng)收集到調(diào)節(jié)池中，調(diào)節(jié)池中裝有液位傳感器判斷池中黑水的液位情況，控制系統(tǒng)控制水泵將黑水送入沼氣池中進(jìn)行發(fā)酵處理，并通過流量計(jì)將送入的黑水量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)?？刂葡到y(tǒng)對(duì)沼氣池中pH、溫度、ORP進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)記錄，沼液沼渣則通過水泵抽出到沼液池中。沼液池中由液位傳感器檢測(cè)池中沼液的液位情況，通過人工定時(shí)檢測(cè)記錄理化指標(biāo)并將數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)之中，最后控制系統(tǒng)根據(jù)需要灌溉的區(qū)域通過灌溉管網(wǎng)將沼液進(jìn)行灌溉還田。

2.7生產(chǎn)生活固體廢棄物預(yù)處理系統(tǒng)生產(chǎn)生活固體廢棄物預(yù)處理系統(tǒng)主要完成對(duì)生產(chǎn)生活垃圾及餐廚垃圾的預(yù)處理，其處理工藝流程如圖10所示。

圖10 生產(chǎn)生活固體廢棄物預(yù)處理工藝流程Fig.10 Pretreatment process flow of production and living solid waste

在喜觀村一社中生產(chǎn)垃圾主要為秸稈，在控制系統(tǒng)中需要對(duì)種植面積、種植種類和秸稈數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，之后將秸稈通過粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎處理。生活垃圾首先需要對(duì)居民戶數(shù)及產(chǎn)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并將垃圾進(jìn)行有機(jī)、無機(jī)分離。餐廚垃圾由于有油分在里面，在完成產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)之后通過隔油池將油進(jìn)行分離，最后將粉碎處理之后的秸稈、分類的生活垃圾和進(jìn)行隔油處理的餐廚垃圾通過電機(jī)、水泵送入沉淀池進(jìn)行沉淀，根據(jù)沉淀池中的混液情況加入適量清水，并通過流量計(jì)對(duì)清水量進(jìn)行計(jì)量。在沉淀池中通過人工對(duì)懸浮物和沉淀物進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)完成之后將數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)之中。

2.8生物燃?xì)庵迫∠到y(tǒng)生物燃?xì)庵迫∠到y(tǒng)是將完成預(yù)處理的漿料與禽畜糞便及廁所污水灌入調(diào)節(jié)池中，然后進(jìn)行厭氧發(fā)酵處理，產(chǎn)生的沼氣進(jìn)行發(fā)電處理，沼液沼渣將通過還田管網(wǎng)灌溉農(nóng)田，其工藝流程如圖11所示。

喜觀村一社厭氧發(fā)酵的原料主要有完成預(yù)處理的漿料與禽畜糞便及廁所污水?？刂葡到y(tǒng)通過流量計(jì)對(duì)原料量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，在調(diào)節(jié)池中通過攪拌器保證池中pH、濃度的一致，由人工定時(shí)檢測(cè)記錄物料理化指標(biāo)并將數(shù)據(jù)情況錄入系統(tǒng)之中。當(dāng)調(diào)節(jié)池中調(diào)節(jié)達(dá)到要求之后，由電機(jī)將物料送入發(fā)酵罐中，通過傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)罐中pH、ORP及罐內(nèi)溫度。產(chǎn)生的沼氣利用沼氣發(fā)電機(jī)進(jìn)行燃燒發(fā)電，同時(shí)監(jiān)測(cè)沼氣量、沼氣濃度及發(fā)電量、熱水溫度等指標(biāo)。沼液及沼渣在沼液池儲(chǔ)存并進(jìn)一步發(fā)酵，在植物需肥期通過灌溉管網(wǎng)進(jìn)行還田利用。

3 結(jié)論

喜觀村一社生產(chǎn)生活循環(huán)技術(shù)系統(tǒng)的構(gòu)建，以農(nóng)戶居住區(qū)和農(nóng)場(chǎng)園區(qū)的廢棄物為一級(jí)能源物質(zhì)，經(jīng)過一系列的循環(huán)利用技術(shù)，最終實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)廢棄物循環(huán)利用的最大化，實(shí)現(xiàn)了化肥、農(nóng)藥的減量化。除去不可利用生產(chǎn)生活廢棄物，喜觀村一社的農(nóng)業(yè)廢棄物循環(huán)利用率可達(dá)95%以上。通過廢棄物的循環(huán)利用在實(shí)現(xiàn)環(huán)保效益的同時(shí)也極大降低了居民及園區(qū)的生產(chǎn)生活成本，同時(shí)增加了就業(yè)崗位，還可以生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)綠色農(nóng)產(chǎn)品，增收節(jié)支效果明顯，預(yù)計(jì)戶均增收節(jié)支300元/(戶·a)，可謂一舉多得。

圖11 生物燃?xì)庵迫∠到y(tǒng)工藝流程Fig.11 Process flow of biogas production system

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