有这样一种池子,可以把各种令我们头疼的垃圾,如人蓄粪便、生活污水、果皮烂菜叶等放进去,通通变为我们需要的供暖做饭的能源和补充地力的肥料。这种充满“魔力”的池子就是沼气池。
1.沼气池里什么都是宝
目前农村微生物运用最广泛、最有成效的是沼气。各种农业废弃物如禽畜粪便,各种秸秆、杂草,农产品加工的有机废物和废水,生活垃圾及污水等,经过沼气池的发酵,可以产出沼气、沼渣及沼液。每种产出都有多种用途,样样都是宝。
沼气是有机物在厌氧条件下经微生物的发酵作用而生成的一种可燃性气体,主要成分是甲烷和二氧化碳,1立方米沼气完全燃烧后,能产生相当于0.7千克无烟煤提供的热量。因此,沼气池可以当燃料,替代煤和天然气,用于做饭、照明、取暖和发电。沼气除了直接当燃料用之外,还有多种用途:沼气灯的波长在300~1000纳米,许多害虫对300~400纳米的紫外光线有较强的趋向性,所以可以利用沼气灯诱捕飞虫飞蛾养鱼、养鸡鸭。沼气可以作为一种环境气体调节剂用于水果储藏,能够降低水果的呼吸强度,减弱其新陈代谢,推迟后熟期,从而使水果能较长时间保鲜和储藏。利用沼气储粮,可以减少粮堆中的氧气含量,起到防虫的效果,除虫率可达到98.8%。
沼液可以用来当饲料、肥料,甚至还有替代农药的作用。沼液做饲料可以养鱼、喂猪和喂鸡。将沼液加入鱼塘,能够增加鱼塘浮游生物量,加强光合作用,增加产氧量,可以减少鱼病,节约化肥、饵料。把沼液作为猪饲料的添加剂使用,有助于加快生产、缩短肥育期,提高肉料比,特别在猪饲料营养水平较低的情况下效果更显著。将沼液拌在鸡饲料中饲用,或者与清水混合后供鸡饮用,可以增加肉鸡的体重,提高蛋鸡的产蛋量。沼液含有丰富的氮、磷、钾基本元素,而且都是以速效养分的形式存在,养分利用率高,是多元的速效复合肥。沼液可以单施,也可与化肥、农药、生长剂等混施。科学研究表明,每100克沼液可以增产水稻1.38千克,玉米2.0千克,棉花0.65千克。给果树的根外或叶面喷施沼液,不仅能够增产、提高品质,还能增强抗病和防冻能力。沼液具有药效,其中近20种成分对作物病虫有直接杀灭作用。研究表明,沼液对20多种病害的防治效果达到或超过现行使用的农药效果,19种虫害取得明显的防治效果.17种作物病原菌有不同程度的抑制作用,长期使用不会对环境带来污染,也不会产生病虫害的抗性。沼液还可以用来浸种,就是利用沼液中的营养成分对种子进行播种前的处理。用沼液浸过的有壳种子,发芽率达98%以上,成秧率可提高16%,而且有后生长优势。
“变废为宝”的沼气池
沼渣富含有机质、腐殖酸、微量营养元素、多种氨基酸、酶类和有益微生物,是优质有机肥料和栽培营养土。沼渣做肥料时有速效和迟效两种功能,既可以做基肥,也可以做追肥。施用沼肥后,能够解决土壤的通透性,使土质疏松,是优质的土壤改良剂。连续两年施用沼渣后,土壤中有机质及氮、磷、钾营养元素含量会明显增加,有机质、全氮、全磷分别增加16%、6%、9%。沼渣如果和沼液浸种、根外追肥相结合,效果更好,能够使农作物和果树在整个生育期内基本不发生病虫害。沼渣可用于栽培蘑菇、木耳,或者作育苗、育秧的营养土,可增产10%以上。沼渣还可以养鱼、养蚯蚓。
2.低碳、清洁又创收
“不花钱的煤气罐,家门口的肥料厂”是农民对沼气池的形象比喻。随着世界性能源危机的出现和低碳能源的呼声渐高,沼气既有助于降低二氧化碳排放,又可以为农户节约成本创造收益,因而受到各方的重视和欢迎。
沼气池的妙用
一口8立方米的沼气池年产沼气350多立方米,可供四口之家一年近1个月的炊事用能需要,约相当于节约薪柴2.5吨,保护3.5亩林地。如果按照1亩林地年吸收二氧化碳约2吨计算,一口沼气池相当于实现碳汇7吨。同时,使用沼气后可以避免燃烧薪柴和煤炭带来的二氧化碳排放约1.6吨,因此,每口沼气池年总减排二氧化碳8.6吨。
沼气还可以降低农民的生活成本和生产投入。一口8立方米的沼气池,每年可为农户节省1100多元的柴薪、标煤和电费支出,沼气池每年可提供沼气肥料近8吨,相当于160多公斤的优质复合肥,可以节支300多元,两项合计平均一年节支1400元以上。如果是一处大中型沼气工程,那么一年产出的沼气(作燃料或发电)和肥料可以节省30余万元。(www.daowen.com)
如果沼气减排能进入碳汇交易,按国际碳汇市场标准,减排1吨二氧化碳的价格为10~14欧元,每口8立方米的沼气池年减排二氧化碳至少可得碳汇收入约90欧元,约900元人民币,每处大中型沼气工程年至少可得碳汇收入约31万元人民币。
农村家里有了沼气池,整个居住环境也会得到很大的改善。“一池三改”是农业部在各地推广的一种沼气应用模式,即建一个沼气池、改造厕所、改造圈舍、改造厨房灶台。柴薪煮饭烟熏火燎,猪栏、厕所臭烘烘,苍蝇、蚊子到处飞,是以前农村居住环境的典型写照。通过建起沼气池,人蓄粪便、生活污水、农作物秸秆都有了好去处,农家小院变得整洁卫生。沼气还让日常生活更加便利,打开阀门就可以做饭,拧开龙头便有热水洗澡,不用生煤炉子也能取暖。难怪有的农民说自己家的生活和城里一样。
3.沼气的应用
早在20世纪40年代后期,沼气发酵技术就曾在西欧一些国家得到发展,但由于廉价的石油能源大量涌入市场,沼气因此被冷落。随着世界性能源危机的出现,沼气又重新引起人们重视。
世界各国都已经开始将沼气用作燃料和用于照明。据估计,英国通过利用人和动物的各种有机废物产生的甲烷,可以替代整个英国25%的煤气消耗量。美国有座牧场兴建了一个大型沼气工程,主体是一个宽30米、长213米的甲烷发酵密封池,每天可处理1650吨厩肥,提供11.3万立方米的甲烷,足够1万户家庭使用。德国政府非常鼓励沼气发电,据德国沼气专业协会的统计,1991年德国有沼气发电站120座,装机功率约30兆瓦,到2006年有沼气发电站3500座,装机功率约700兆瓦,预测2015年德国将有沼气发电站约20000座,装机功率达4000兆瓦。
我国沼气的应用起步较晚,但发展较快。截至2006年,我国农村户用沼气总数已达到2200万户,农村大中型沼气工程数量已经达到1500个。
沼气工程可大可小,既有适合农户自家建的小型沼气池,也有企业建的大中型沼气工程。按照农业部的标准,单个容积在20~50立方米,每日产沼气大于20立方米的是小型沼气,单个容积大于300立方米,每日产沼气300立方米以上的是大型沼气,介于两者之间的是中型沼气工程。
小型的沼气池投资小,回收快,很适合农户自己投资建设。以建一个40立方米的沼气池为例,建设成本大约为5500元,沼渣沼液可以节省肥料2000多元,可以节省家庭用电、燃气以及农业生产或畜牧养殖取暖用电费用2000多元;此外,国家还会给1000多元的补助费,这样算下来不到一年就能收回成本。
大中型的沼气工程一般都依托大型养猪场、养牛场的牲畜粪便,在新农村农民集中居住区域,将把人畜粪便及蔬菜果皮等原料,集中收集处理。
目前,我国最大的畜禽养殖场沼气工程是用鸡粪沼气发电项目——山东民和2万立方米沼气工程。该项目是我国第一个注册联合国气候变化框架公约清洁发展机制(CMD)的特大型沼气工程,也是畜禽养殖行业唯一的CMD项目。注册CMD项目后,减排的二氧化碳将参与国际碳交易,该项目的买方是世界银行,购买期限是10年,项目年收益达630万元。项目隶属山东民和牧业股份有限公司,该公司是亚洲最大的父母代肉种鸡生产企业,旗下的23个肉种鸡场共拥有150万只种鸡,并拥有每年370万只肉鸡的生产量。沼气发电厂利用厌氧发酵系统对鸡粪进行发酵,处理鸡粪18万吨、生产沼气1095万立方米、生产有机肥25万吨、发电2190万千瓦时,减排温室气体6.7万吨二氧化碳当量。
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