中国农业大学崔宗均：大型沼气工程沼液沼渣的农用关键技术

2019年5月9日-10日，由中国产业发展促进会生物质能产业分会主办的2019全国规模化生物天然气技术创新交流大会在河北石家庄召开。

“沼气工程出现大量的固体废弃物，从秸秆原料角度，到现在的分解利用技术，大概能够把秸秆的一半利用掉，是相当优秀的沼气工程。一半以沼渣的形式排出来，把这部分跟农业结合起来，这是必经之路。”中国农业大学崔宗均教授在2019全国规模化生物天然气技术创新交流大会上发表了重要讲话。北极星电力网、电力头条APP对大会进行全程直播。

专题：2019全国规模化生物天然气技术创新交流大会

以下为发言实录

崔宗均：废料化是老话题，但始终是离不开的话题。生物天然气现在已经开始启动大规模的工程，紧接着后处理，刚才孙研究员说早期工程的60%以上是要看后端，这样就更有信心。从早期工程的角度一直在谈沼渣沼液的利用，但是换个角度从农业的角度来谈的话，会有不一样的方面。我今天要讲四个方面，必要性、安全性、有效性、经济性。必要性就不用我讲了，大家都很清楚；主要是后端沼渣沼液用到农业时，安全性必须要注意哪些方面，怎样把废料、机制改良做成有效供给，并且形成一个产业，企业接纳没有经济性，就没有实用性。沼气工程出现大量的固体废弃物，从秸秆原料角度，到现在的分解利用技术，大概能够把秸秆的一半利用掉，是相当优秀的沼气工程。所以说一半以沼渣的形式排出来，把这部分跟农业结合起来，这是必经之路。

作为农业利用的时候，它的形式可以是土壤改良剂，可以是废料，也可以是作为栽培的人工土壤。液体也一样，也可以作为废料等等利用。不管怎么样，这些都要经过土壤能够接受的状态。

有机质，可以说是腐殖质经过处理做一个合格的有机质之后，或者说合格的土壤改良以后，对土壤的作用，可以直接的提供一个全套养分，间接作用，物理作用、化学作用、生物作用，三个作用。这个大家也都清楚。有了这三个作用，典型的东北黑土，在解放初期是有机质含量大概4%左右，现在2%以上很难找。明显的有机质不足、退化。

从安全性的角度，不管是沼渣还是新鲜的秸秆、粪便，它都是经过一个分解的过程，做有机肥怎么做，使能够分解的成份全部分解掉，达到稳定的状态。

具体首先是大分子有机质分解，变成矿化的养分和腐殖质。同时放出大量的热能，以及有害的气体。不安全因素在右边，包括热量、二氧化碳、有害气体、有毒物质、生长抑制物质，这都是安全隐患，对植物不安全。

有机质分解经过二次聚合成为腐殖质，它才是土壤缓解的核心，其中大部分的氮，都要跑到大气成份中去，有一部分的氮进入到微生物体，如果要完全的腐殖的话，不会超过2%，所以腐殖中的氮是很低的，那么待有机肥发热比较强的漫长的发热过程中，后期的发热，主要靠的是纤维素、半纤维素的分解产热，这部分必须分解掉，木质素是基本留在土壤中，这是我们看到腐殖质和木质素转变而来的。

木质纤维素当中的木质素部分，矿化之后提到的三个作用，物理作用，化学作用和生物作用矿化之后全部消失。

正在运行的沼渣处理过程当中，大家肯定有体会，含水量我们一般说标准起供点是60%，如果多显得在某一段水分是越来越多，少呢，干得太快，没有分解完水分就干没了。所以比较理想的状态是60%起供，大概经过一个月之后，剩下30%左右，这是理想的水分。

那么温度，这是迅速上升维持高温下来，腐熟每一次温度是上升的。酸碱度刚刚分解的时候产生少量的酸，随着蛋白的分解放出氨，所以PH在分解过程当中一直是比较高，当蛋白质分解完氮，铵态氮转化过程中是逐渐的下降，所以腐熟这个起点是略低一些。微生物现在做肥，大家也经常有引进，大家要注意做堆肥过程当中，细菌是占主体，所以在高温期真正分解的作用，大部分都是细菌。

有一个分子生态学的试验也证明，横向的每个条带，这么一来，在整个堆肥过程当中，一个月的发酵过程当中，菌种的更替并不很频繁，也就是说主要微生物沉淀之后一直维持。

堆肥化过程主要的影响因素，酸碱度、水分、空气、营养，这个也很清楚C/N30，C/P60，

如果少的话，只能用少的氮，延长它的发酵时间。酸碱度刚才说了，水分刚才也提过，空气到目前为止堆肥化过程理想的空气是这样描述，有通气的时候，每立方的发酵体每小时是4立方，是一个标准组。大概如果用空气通气的话，维持这个情况是比较好的。温度，在翻堆之后不再上升，这个就是比较理想的状态。

有机肥生产工艺的比较，有条形露天堆制，还有槽式的，根据分解的搅拌的机器不一样，它的形式很多。那么这种方式大概国际上尤其是亚洲地区60%以上是这种工艺，因为这种工艺往后的位移比较大，进入槽之后，每一次的翻堆也是一次唯一过程，所以它是一个比较理想的翻堆设施。

除此之外堆肥设备反应器，各种各样的反应器，都在移动反应器里面能够处理的都是特殊的废弃物，这是在日本横滨建设的一个大型的物理处理堆，目前比较小型的处理机，也是各种各样。但是这种处理机处理之后的结果基本上不能成为腐熟的有机肥，都要经过二次发酵才能腐熟。

到底腐熟需要多长时间，一方面要关系到原料性质，另一方面是要关系到工艺条件，一般的规律是这样的。不含纤维素的原料比含纤维素的原料快，粪便比新鲜的植物原料包括沼渣、菌糠快，一年生植物比多年生的植物快，少含化我感物质，因为在对植物安全性，化感物质是重要的物质，所以在原料当中，化感物质少的发酵快一些，好氧发酵比厌氧发酵比较快一些。

这个根据实验数据和资料总结出有各种的原料，能够最快达到腐熟的时间。腐熟度的判定指标有很多，大家用的最多的是种子发芽，但是种子发芽有一个问题，是养分严重影响种子发芽率，所以靠种子发芽率的话不完整，所以我个人的建议，是种子发芽必须结合另外的一两个指标，比如说一个新鲜的秸秆泡水，把化感物质去除之后没有分解种子发芽就可以达到90%以上，所以种子发芽必须要跟其他的因素结合起来，有经验之后我们通过外观就可以判断出很多，酸碱度是腐熟好的酸碱度必须比原料略低一些，二氧化碳的产生也要少，还有阳离子交换量也是在逐渐的增加的，7、8、9是生物测验法比较准的，蚯蚓能够做到的话，如果空气洁净的话不往地下钻，可以看到下雨天蚯蚓跑到地上主要是因为窒息没有空气，还有蚯蚓也不可能在地下，在堆肥样品堆在容器里，把蚯蚓放里面，使蚯蚓钻到底下是绝对腐熟了，蚯蚓钻不进去那是绝对有问题。

第九个植物育苗实验室，是最完整准确的试验，大概需要一周到两周的时间，但是大家用的相对比较少，种子发芽从看到的种子发芽用的最多，可能是容易掌握的。但是我建议种子发芽的话，必须跟木质纤维素的成份结合起来，那么木质纤维素，纤维素和半纤维素都分解了，他们原来都是90%左右，这个是一个比较理想的状态。

通过这些介绍，对于有机肥提出几个要点，一个是有机物无论经过何种途径厌氧也好和好氧交替也好，最终留下的有机肥的量和品质基本接近。

因为该分解的都分解，该留下的全留下，所以它最终的量是几乎一样的。那么植物需要所需的碳素来自于大气，就是通过植物的光合作用吸收，不从根部吸收是极少的情况下，可吸收状态的蔗糖、葡萄糖的情况下，大部分的碳都是靠大气吸收，所以不要在有机肥当中留下碳，这也是一种误解。

有关有机农业，提到有机农业的话，始终害怕氮磷钾，这三种，但是对于植物来讲的话，化肥来的元素和有机肥来的元素是一样的，比如说氮肥，像铵态氮，在现在的农业当中，如果完全离开无机肥，几乎是回到原始农业。

最后一点是有机质对耕地质量的作用，这是不可代替的，如果土壤改良，如果要提高土壤肥力这是必须要靠有机质。有了有机质之后，才能带来更多的生物。

那么在有效性和经济性方面主要的产品化，可以把它做成土壤改良剂、废料和基质，为了这个工作我们也一直在努力，希望在从新鲜秸秆到彻底分解的每一个过程，都有用处。从作为一个废料和基质的角度里讲，完全是分解的。

那么有机废料，普通有机废料，配制有机废料，普通有机废料生产量最大的一部分，这是肥料企业，也积累了很多的经验。配制有机肥，是比较有效的一种东西，在配制有机肥当中，我个人比较提倡的叫缓释有机肥，尽可能的把氮磷钾的成份要高到有机肥里面，形成比较坚硬的外壳，不仅要补充有机质，也可以把废料起到一个缓释的作用。

除此之外基质，近几年做的工作，做栽培基质，刚才提到过，一吨最终的产品达到多少，包括作机制，如果做水稻栽培基质的话，至少要达到3000，除了水稻之外，花卉也做了一些尝试，做了水稻的栽培基质，这个是水稻基质栽培厂，确实是提高经济价值，也是很有前景的，我的报告到这！

（发言为电力头条APP根据速记整理，未经本人审核）