液体粪污高效肥料化利用技术装备研发及应用
成果简介:我国畜禽粪污年产生量约30.5亿吨,其中液体粪污量约20亿吨,处理不当易导致农业面源污染、温室气体排放和养分资源浪费。针对液体粪污肥料化过程中氮素转化机制不明、资源循环利用效率不高、循环利用模式不足等技术瓶颈,我院能环所从“养分转化机理—贮存发酵技术装备—还田技术模式”全链条,持续开展科技攻关,形成系列创新成果,为养殖粪污资源化利用和种养结合提供技术支撑。
1. 开发了液体粪污酸化贮存发酵技术装备,解决了粪水酸化贮存工艺自动化控制难题。优选了适合工程应用的液体粪污酸化剂,根据养殖场设施用地情况、粪水酸化位置及方式等因素,研发了序批式粪水酸化贮存、涡流式粪水酸化、多段式管道连续粪水酸化等液体粪污酸化贮存技术装备及自控系统,经第三方检测和评价,粪水酸化pH误差为0.11,贮存60天可实现无害化,氨减排50%以上,养分含量提高60%以上。
2. 研究明确了液体粪肥还田风险因子,提出了液体粪肥高效还田利用工艺。研究构建了液体粪污“全量收集-贮存发酵-机械化还田”和“粪水收集-酸化贮存-肥料化还田”2类技术模式,施用贮存后的液体粪肥有利于土壤总氮和总磷的固持,施肥后土壤总养分增加43%,施用酸化贮存发酵后的粪水更有利于提高土壤养分含量,最大可提高73%。
3.集成研发了液体粪肥滴管还田一体化设备和追施基施一体化施肥铲,突破了精准高效分离、分层近根施肥关键技术。针对设施地液体粪肥滴灌还田管路易堵塞、施肥不均匀、近根施肥难等问题,基于固液分离效率DPM计算模型集成研发了液体粪肥滴管还田一体化施用设备,总颗粒物分离效率为75.13%,分离后的液体粪肥总平均相对流量提高了29.10%;研发了一种组合式分层近根、追施基施一体化施肥铲,较常规施肥铲肥料覆盖区域增加65%,可使约80%的肥料分布在近根100mm距离内。

图1 粪水酸化贮存发酵技术装备

图2 液体粪肥一体化施肥机和施肥铲
成果完成部门:农业农村部规划设计研究院农村能源与环保研究所




