液體糞污高效肥料化利用技術(shù)裝備研發(fā)及應(yīng)用
成果簡介：我國畜禽糞污年產(chǎn)生量約30.5億噸，其中液體糞污量約20億噸，處理不當(dāng)易導(dǎo)致農(nóng)業(yè)面源污染、溫室氣體排放和養(yǎng)分資源浪費(fèi)。針對液體糞污肥料化過程中氮素轉(zhuǎn)化機(jī)制不明、資源循環(huán)利用效率不高、循環(huán)利用模式不足等技術(shù)瓶頸，我院能環(huán)所從“養(yǎng)分轉(zhuǎn)化機(jī)理—貯存發(fā)酵技術(shù)裝備—還田技術(shù)模式”全鏈條，持續(xù)開展科技攻關(guān)，形成系列創(chuàng)新成果，為養(yǎng)殖糞污資源化利用和種養(yǎng)結(jié)合提供技術(shù)支撐。
1. 開發(fā)了液體糞污酸化貯存發(fā)酵技術(shù)裝備，解決了糞水酸化貯存工藝自動化控制難題。優(yōu)選了適合工程應(yīng)用的液體糞污酸化劑，根據(jù)養(yǎng)殖場設(shè)施用地情況、糞水酸化位置及方式等因素，研發(fā)了序批式糞水酸化貯存、渦流式糞水酸化、多段式管道連續(xù)糞水酸化等液體糞污酸化貯存技術(shù)裝備及自控系統(tǒng)，經(jīng)第三方檢測和評價(jià)，糞水酸化pH誤差為0.11，貯存60天可實(shí)現(xiàn)無害化，氨減排50%以上，養(yǎng)分含量提高60%以上。
2. 研究明確了液體糞肥還田風(fēng)險(xiǎn)因子，提出了液體糞肥高效還田利用工藝。研究構(gòu)建了液體糞污“全量收集-貯存發(fā)酵-機(jī)械化還田”和“糞水收集-酸化貯存-肥料化還田”2類技術(shù)模式，施用貯存后的液體糞肥有利于土壤總氮和總磷的固持，施肥后土壤總養(yǎng)分增加43%，施用酸化貯存發(fā)酵后的糞水更有利于提高土壤養(yǎng)分含量，最大可提高73%。
3.集成研發(fā)了液體糞肥滴管還田一體化設(shè)備和追施基施一體化施肥鏟，突破了精準(zhǔn)高效分離、分層近根施肥關(guān)鍵技術(shù)。針對設(shè)施地液體糞肥滴灌還田管路易堵塞、施肥不均勻、近根施肥難等問題，基于固液分離效率DPM計(jì)算模型集成研發(fā)了液體糞肥滴管還田一體化施用設(shè)備，總顆粒物分離效率為75.13%，分離后的液體糞肥總平均相對流量提高了29.10%；研發(fā)了一種組合式分層近根、追施基施一體化施肥鏟，較常規(guī)施肥鏟肥料覆蓋區(qū)域增加65%，可使約80%的肥料分布在近根100mm距離內(nèi)。
圖1 糞水酸化貯存發(fā)酵技術(shù)裝備
圖2 液體糞肥一體化施肥機(jī)和施肥鏟
成果完成部門：農(nóng)業(yè)農(nóng)村部規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院農(nóng)村能源與環(huán)保研究所
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