电解槽大修渣的处理

2024-05-22

电解槽大修渣的处理(通用3篇)

篇1:电解槽大修渣的处理

前言

铝电解槽是在高温熔盐状态下生产纯铝的生产设备, 电解铝生产主要以氧化铝为原料, 氟化盐为熔剂, 电能为热源, 在高温熔盐状态下进行的电化学反应中, 铝液沉积在阴极的表面, 由于电解质中钠离子浓度较高, 在阴极表面析出的还有金属钠。由于碳素阴极对电解质熔盐的湿润性较好, 阴极内衬不可避免地受到电解质、金属钠、铝液的浸蚀, 由于不断遭到浸蚀, 电解槽的内衬破坏, 故铝电解槽的寿命一般只有2~5年。电解氧化铝

工业上大规模生产电解铝的主要工艺过程是一个熔盐电化学过程,主要生产原理是氧化铝与炭阳极在电流作用下于冰晶石熔融盐中生成铝和碳的氧化物.熔盐电解:

主反应:Al2O3+2C → 2Al+CO+CO

2副反应:AlF3+C → Al+CF3

Na3AlF3+C → Al+NaF+CF4+F2 NaF+C → Na+CF4 电解过程中, 炭素阳极与氧反应生成CO2 和CO 而不断消耗, 通过定期更换阳极块进行补充。电解槽散发的烟气中含有大量氟化物(含气态氟化氢和固态氟化物)、二氧化硫及粉尘等大气污染物, 是电解铝企业最主要的大气污染源。其产生量约为总氟20~40 kg/t,Al粉尘量也较大,大气污染负荷占整个电解铝生产系统的99%以上。另外, 电解车间有一定量的无组织排放烟气及少量的粉尘污染等。电解铝生产中的流程及主要污染源排放点(见图2)

阳极生产工序相对较多, 其生产过程中的污染源也相对较多, 主要包括: 石油焦煅烧窑, 含SO2 及少量粉尘烟气;沥青熔化器产生的沥青烟;生阳极焙烧烟气包括残极氟气化挥发逸出, 填充焦及沥青所含硫燃烧生成SO2、沥青挥发性未完全燃烧部分以及填充焦细粉等;实践证明, 阳极焙烧炉的大气污染负荷占阳极生产系统的2 /3以上。阳极生产工艺流程及污染物排放治理流程(见图3)。

3废渣的组成

铝电解槽散发的污染物有气态与固态物质,气态主要成分是氟化氢(HF)。固态物质有大颗粒物质(主要是氧化铝,碳和冰晶石粉尘)和电解槽大修废料,主要为阴极碳块、耐火砖、扎糊、保温砖等„„吸附氟化物属危险固废;阳极废渣属一般固废.4 废渣的处理

国外电解槽大修渣的处置大多采用防渗卫生堆埋,、卫生填埋是固体废弃物的最终处理方法, 卫生填埋要求堆场底层采取防渗处理, 固体废物分层作无害化填埋, 压实后顶层覆盖土层, 实现还林(耕)的方法。卫生填埋要求做到安全堆存, 无塌陷, 不留隐患, 并做到无害化, 不污染土地及地下水。

(1)堆场的防渗处理。电解大修渣堆场防渗系数K ≤1×10-7cm /s [ 2 ] , 而平果县天然粘土防渗系数达到1×10-8cm/s, 天然粘土经夯实后即可满足要求。为了进一步防止氟离子向下渗透, 渣场底部可铺一层石灰渣。为了防雨水浸泡, 应在渣场周围开挖雨水导流明渠。

(2)大修渣的分层堆放。平果铝氧化铝厂采用拜尔法生产工艺, 生石灰化浆后石灰渣较多, 石灰渣的主要成分为CaO , 潮解后生成氢氧化钙, 含有大量的有效 钙。将石灰渣与电解大修渣混合堆存, 大修渣中的可溶氟与石灰渣中的钙发生如下反应: 2F-+Ca2+ = CaF2↓ K sp = 2.7×10-11, 反应较彻底, 达到固氟的目的, 实现电解渣堆存的无害化。由于大修渣含氟360 kg/t(渣), 可溶性氟达到16.4~56 kg/t(渣), 按可溶性氟计算, 每吨渣需要100 kg 石灰渣(有效成分30%), 由于堆存时混合不均匀, 不均匀系数最大达10 以上, 实际采用石灰渣渗入量为1t大修渣掺入1t石灰渣。

(3)大修渣的顺序堆存。为了充分利用土地资源, 在堆场堆存管理中, 应采用分格填埋的方法, 即将整个堆场分成若干部分, 分别堆放, 每分格堆满后分别覆土、种草、种树或还耕但也有对电解渣采用焚烧处理或利用余热或用于发电厂代替部分燃煤,目前, 在国内的电解铝厂还未有采用上述措施的成功实例。

防渗材料通常采用高密度聚乙烯防渗膜(HDPE 膜),在铺设防渗膜之前,应首先对自然地面进行整平处理, 为了便于渗入渣场内的雨水能有效的收集, 整平后的地面坡度应不小于2.0%, 在防渗膜与地面之间还需设置粘土保护层。防渗液的处理

在防渗膜上铺设集水管道将渗滤液汇入渗滤液池内,在集水管道上方铺设导水砂砾层, 以便于雨水汇集, 收集到的渗滤液内含有大量的有害成分,由于其数量不大,对其进行专门处理又不经济我们的做法是将这些收集到的渗滤液用水泵将其喷撒到渣场的表面,使其水分自然蒸发,这样处理渣场的渗滤液既经济又实用,在砂砾层的上方堆存废渣,待废渣堆满后,尚需对渣场进行封场处理, 以确保雨水不再进入渣场内部,并在上面植草绿化,改善环境。

设置挡渣坝

由于该渣场簸箕口处已有废矿石堆积而成的土坝, 坝高约30 m, 只须对其加固,并在靠渣场的一面用水泥砂浆敷砌表面, 可满足挡渣需要。

开挖截洪沟

根据当地多年统计的气象资料, 其多年降水量在1 000~1100 mm, 年均蒸发量在1151.9 mm 左右, 阴雨多, 晴天少的特点, 工程为减少渣场内汇水量, 提高库区的利用率, 沿渣场北、东、南3 面的设计库容标高以上开挖3 条截洪沟, 将渣场外的雨水引出库区, 减少电解渣浸泡机会。

固体废弃物渣场是长期堆存固体废弃物的场所。由于堆存数量大, 容易流失和飞扬, 对周围环境尤其是地下水环境存在着潜在的威胁。为防止在堆存期内对环境产生不利影响, 从渣场的选址开始, 就应认真考虑场址条件, 宜选择库容大、工程量小、地质条件好的山谷地形, 尽量避开河流冲积而成的松散土质地、河流阶地、岩溶较发育的喀斯特地貌区域或汇水面积较大的冲沟等。同时, 还应考虑堆场的地基条件, 防止堆场处理费用过高。对有害固体废弃物应该采用成熟的处理工艺, 加上切实可行的防渗措施, 既可减少有毒渣中淋溶出来的有毒物质, 又可有效地防止淋溶液渗入地层, 污染地下水, 起到保护环境的作用。堆场入口处按规定应设置明显的标志牌, 并搞好堆场周围的绿化, 做好水土保持, 防止水土流失。废渣的运输方式 由于电解槽大修废渣是由耐火材料及碳素材料组成的电解槽内衬,在电解槽进行大修时,从槽壳内清理出来,均为固体废料,通常采用汽车运输,在运输的过程中需对运输车辆进行遮盖处理, 避免粉尘飘散到空气中污染环境。

渣场运行管理

①在填埋场投入运行之前,要制订一个运行计划。此计划不但要满足常规运行,而且要提出应急措施,以便保证填埋场的有效利用和环境安全。②填埋场运行中应进行每日覆盖,并视情况进行中间覆盖。③废物堆填表面要维护最小坡度,一般为1 :3(垂直:水平)。

④通向填埋场的道路应设栏杆和大门加以控制,必须设有醒目的标志牌,标示正确的交通路线。

⑤填埋场的运行不能暴露在露天进行,必须有遮雨设备,以防止雨水与未进行最终覆盖的固体废物接触。废渣综合利用

电解铝厂产生的电解槽大修废渣, 目前直接运至渣场填埋,未作任何处理。电解槽大修废渣的无毒化研究与开发将对于保护环境, 促进电解铝生产的健康发展具有重要意义,在铝厂长期的生产经营过程中, 废渣带来的负面影响越来越大,它不仅要占用大量的土地、威胁周边环境,而且还要支付大量维护费用,令企业不堪重负。基于以上原因,现在很多铝厂已将生产废渣的再利用研究提到日程上来,目前国内主要采用以下几种方法,对废渣进行处理;

1、对废渣进行人工选捡;

对废渣进行人工选捡,主要就是分捡出渗铝、电解质块等有价物,返回生产系统,回收利用。

2、废阴极碳块用于烧结法氧化铝生产;

将废碳块破碎到25mm 以下, 与无烟煤一同进入氧化铝生产流程, 可改善溶出条件;此方法在山东铝厂取得了成功,3、将废阴极碳块破碎后加入水泥熟料窑中代替部分燃料;

由于碳块硬度较大, 破碎磨粉消耗较多, 应用受到一定的限制

4、作为小锅(茶)炉燃料;

将碳块破碎到25~50mm , 与煤混合加入到锅(茶)炉中, 火力较旺。在燃 烧过程中, 煤先燃尽, 碳块中的NaF与煤中含CaO 的灰分反应生成氟化钙, 不会污染环境;

5、废渣和闽侯粘土合成莫来石质保温材料;

6、废炭块用作水泥生产的补充原料.水泥工业二次燃料的选用必须符合下列标准:

1、代替常规能源后能产生经济效益。这些废料必须有足够的热值,使用的部分取代常规燃料后多节省的燃料费用足以支付废料的收集、分类、加工、贮运的成本,显然热值越高,被应用的可能性越大,通常应在4000kcal/kg(干基)以上

2、必须适应水泥窑的工艺流程需要。

3、符合环保的要求

电解槽大修时, 排出废阴极炭块、废耐火砖及填充料等称为大修渣,电 解槽大修渣主要组成及产生量如表1 :

从电解槽大修渣的组成看, 其中并不含对环境有特别危害的物质, 但电解过程中大量的氟被吸收到槽内衬中,成为对环境造成危害的主要因素。据同类铝厂测定,除耐火材料外,电解槽大修渣浸出液中氟浓度均超过50mg/L。根据《有色金属工业固体废弃物污染控制标准》, 属于有害固体废弃物,应设置防渗堆场集中堆放。但铝电解槽大修渣是一种有价值的物料, 不能轻易弃置不用, 因为其中废阴极炭块含有高达70%的碳,而且有价值的化合物氟盐占30%左右,从经济效益测算1 kg 废炭块发热量估计为7 000~ 12 000 kJ/ kg。下面以一个公司为例进行进一步说明,每年产生废炭块及扎糊2 269 t , 折合为标准煤约700 t, 价值84 万元左右, 减去收集、破碎、运输等费用20 万元, 每年可产生直接经济效益约6

万元。公司获利以60% 计为38.4 万元。此外, 掩埋大修渣成本为50 元/ t , 减少掩埋费11.4 万元, 大修渣场使用周期可延长一倍。公司直接经济效益50 万元, 大修渣场使用周期延长一倍,等于节省建设一个大修渣场的费用。这个公司通过与水泥厂的合作, 一方面实现效益共享, 使废物资源化、无害化, 避免了约680.7 t 氟化物对生态环境的污染隐患, 同时, 由于避免了填埋, 延长了渣厂使用周期、减少了维护投入。

从以上材料可以看出,炭块完全符合水泥厂二次燃料的选料标准,所以这是一种很好的处理废渣的方法,国外利用二次燃料生产水泥已成趋势, 电解槽大修废渣可作为水泥生产的补充燃料。其中的碱金属氟化物可在炉料烧结反应中作为催化剂, 因此可降低熟料烧结温度,并减少燃料用量。废炭块破碎后加入水泥熟料窑中可以代替部分燃料,节省能源,炭块中所含的氟可以作为矿化剂改善窑内烧成条件, 氟生成固态CaF2进到水泥中,不会污染环境.电解铝的环境污染治理

在电解铝企业中, 污染源包括大气污染、水污染、噪音污染、固体废物污染, 而众多环保设施是治理这些污染的重要保障, 因此做好这些环保设施的管理工作是电解铝企业环境管理的重中之重。电解铝企业环境管理在其它方面可以归纳为以下几点: 1)电解铝企业主要的环境污染源为电解铝阳极烟气和阳极焙烧炉的烟气等气态污染源, 含氟气体是铝电解企业的标志性污染物, 因此, 首先应该保证这两套烟气净化系统的高效运转, 不断提高系统的集气效率、净化效率, 这样不仅能减少铝电解生产过程中氟化物的排放量, 减少生产过程对环境的污染而且还能最大限度地减少电解生产中氟化盐的消耗, 为降本增盈工作提供有效的途径。2)为保证电解铝企业的环保达标排放, 应有完善的监测制度和监测机构加大对环保设施的监测力度, 做好监测结果的统计分析。

3)维护部门做好对环保设施的维护工作, 设备是工艺的载体, 没有好的运行条件, 达标排放是很难实现的。各环保设施的工作人员在生产运行过程中要加强巡检、点检基础工作, 在运行中发现问题,把问题解决在萌芽状态, 也要根据具体情况对各设施的运行参数做出正确的调整。

4)倡导开展清洁生产、QHSE 工作, 使电解铝企业的环保工作在国家环保法律 法规、行业标准的要求下走上健康发展的轨道。

5)现有环保设施不能满足国家要求的电解铝企业, 需投入一定的资金对除尘、净化设施进行更新并建设污水处理厂及大修渣场。

6)绿化在防治污染、保护和改善环境方面起着重要作用。它不仅美化环境, 还具有较好的调温、调湿、降低污染等功能, 尤其是它具有净化空气、减弱噪声的特殊作用, 因而应加强绿化工作, 电解铝企业绿化时应选择对氟化物吸附能力强的植物。

7)炭渣的处理利用与减排

在电解生产过程中, 槽内将产生一定量的炭渣,目前大部分厂家对炭渣没有进行处理或回收利用,而是作为垃圾直接遗弃。据相关资料表明, 炭渣电解质含量在58% 左右, 炭含量在42%左右。公司每年产生炭渣约600 t , 通过出售给相关回收处理公司, 采用浮选技术分离出电解质和炭粉循环利用。8)电解残极的减排

电解残极作为阳极生产原料二次利用, 防止二次污染。

电解铝企业加强环境管理, 保证企业的环保处理设施高效运行, 严格控制污染物排放总量是企业环保工作的重要方面。从经济角度来讲, 加强环境管理增加了一定的投资费用、运行费用, 但通过加强管理, 达到较好的运行条件就可以变“污染” 为“原料” , 是铝电解企业节能减排、保证清洁生产的有效途径。当然, 加强企业的环境管理其社会收益也是不言而喻的,电解铝企业也只有加强环境管理, 才能缩小与铝工业强国的差距, 达到世界先进水平。

篇2:关于铝电解槽大修管理模式的探索

1 铝电解槽大修工作的特点

1.1 大修次数多。

铝电解生产需要在温度接近千度的熔融电解质中工作, 内衬砌体需要承受侵蚀、高温、冲刷、摩擦和熔融等多种因素的共同作用, 从而导致槽的寿命基本小于2000天, 这就使得需要大修的槽增多。

1.2 现场修理多。

铝电解槽内衬砌体较重, 不方便进行运输, 大多数厂家在对铝电解槽进行修理时, 一般都采用现场修理的办法。现阶段国内外的某些厂家都自备运输车和大型吊车, 内衬砌体一般都会事先砌好, 然后再运入厂房, 其中上部结构的安装、烟气净化管道的连接和阴阳极母线的也需要就地安装, 这些环节也是铝电解槽现场修理的重要环节。

1.3 工期较短。

要想保证槽的生产日, 提高铝电解槽的使用效率, 生产部门一般要求进行大修的设备快速完工, 这样才能保证正常的生产使用, 所以大修工作的工期一般都较短, 并且时间紧迫。

1.4 施工现场狭窄, 作业条件差。

在多数铝电解生产车间里, 其生产工艺的布局都呈现紧凑的状态, 现场施工会受到空间的制约, 大修的场地比较狭窄。在通风较差的情况下, 大修施工工作容易受到烟尘、高温等问题的影响, 并且工作的环境也较差。

1.5 存在不安全因素。

负责对铝电解槽进行大修的工作人员, 极容易受到电解厂房中各种不安全因素的影响, 例如烟尘、电、高温、磁场和有毒气体等;大修工作自身也存在安全隐患, 例如在拆炉和修炉时产生的粉尘, 热捣锤产生的噪声等, 都有可能给大修工作带来危险。

1.6 用料品种多、大修费用高。

电解槽大修需要使用功能大量铝材、钢材、电气绝缘材料、耐火材料和焊接材料, 由于使用的材料较多, 并且筑炉材料较贵, 炉子又需要经常修理, 所以会产生较多的维修费用。

1.7 采用集体作业的方式。

铝电解槽大修工作需要多个工种共同配合来完成, 各类施工都需要以集体合作的形式来完成。这种作业不同于电解工、天车工和车工等作业。电解工和车工能够独立完成任务, 而大修工作必须由多个团队共同完成。

1.8 质检检测落后。

随着科学技术的发展, 电解槽施工的技术也在不断提高, 但就施工质量管理工作来看, 用来检测的手段和技术仍然比较落后。现阶段的检测方式主要以目测为主, 经常用到的检测工具也只是水平尺、放大镜、尺子和塞尺等, 很少会用到电子仪器仪表等检测工具。这些检测手段缺乏一定的科学性和精准性, 所以当电解槽砌筑完成之后, 如果之前有漏检的地方, 那么内部的缺陷就很难弥补。

1.9 大修工作的服务性。

负责铝电解槽修理的人员一般都能够认识到大修工作的重要性, 从生产企业来说, 大修工作是一种服务性质的工作。最终效益需要依靠铝材销售来完成。铝电解槽大修工作需要根据厂部的需求和经济情况来开展, 这样才能更好的为电解生产服务。

2 铝电解槽大修管理模式的构建措施

在对铝电解槽大修工作的特点进行初步了解以后, 就能够有针对性的开展管理工作。对于负责铝电解槽大修的施工单位来说, 虽然其职工人数占工厂总人数的比例较小, 但其内部体系相对完善。要想构建好铝电解槽大修管理模式, 需要从以下几个方面着手。

2.1 树立良好的工作态度, 以服务企业为主要目的。

在开展生产活动的过程中, 工作人员是其中最活跃的因素, 工作人员的行为既能够决定目标的完成度, 也能够关系到工作质量的好坏。所以作为负责铝电解槽大修的人员, 一定好加强自身的道德教育和建设, 树立起为企业服务的理念, 通过自己的实际行动去促进企业的发展。电解厂多使用的核心设备需要由大修团队提供, 电解厂的效益很大程度上受到电解槽的影响。工作人员只有保着积极向上的工作梯度, 将大修工作保量、保质的完成, 才能使企业的利益达到最大化。

2.2 加强对资料的收集和整理, 这样才能确保大修技术的进步。

铝电解槽大修质量的提高是大修工作中的重点内容, 在日常活动工作中应该做好对电解槽施工和运行方面的记录, 并对刨炉情况进行收集和整理, 建立好铝电解槽的档案, 从而为其工艺的改进奠定一定的基础。

2.3 做好质量管理工作。

铝电解槽的质量问题是铝电解槽大修管理中必须要注意的问题, 在对其质量进行管理的过程中, 应该明确质量目标、质量控制的重点和难点以及具体的验收标准, 这样才能有针对性的制定出组织和施工方案。还应该加强对生产投入中各项要素的管理, 例如在材料、工具和人方面。如果没有做好生产投入工作, 就不能有效的开展生产活动, 这样就会影响到生产管理的质量。在开展管理工作时, 应该对生产中的各项工序进行严格的管理, 做好自检、专检和互检工作, 对存在问题的环节应该及时发现, 并做好返工处理。在这个过程中, 应该做好验收文件的工作, 避免生产管理中存在隐蔽性的缺陷。

2.4 做好安全环境管理。

在铝电解槽大修工作开展的过程中, 应该将安全问题作为开展工作的核心内容。在大修工作中, 存在大量不安全因素, 所以只有构建出安全管理的环境, 才能够保证工作人员和国家财产的安全。对于大修工作的主要负责机构来说, 应该全方位的抓好生产管理安全工作, 对安全生产的各个环节进行把关。在生产中要全面落实安全生产责任制, 通过各种规章制度的约束能够起到规范生产的目的。对于大修工作的员工来说, 应该不断强化自身的安全操作技能, 不断提高安全生产的意识, 将安全生产作为一种潜移默化的习惯, 使安全生产的理念深入到自己的内心。还应该对可能出现的事故和已经存在的事故进行预防和处理, 尽量保证在事故发生以前做好控制工作。

2.5 加强组织协调工作, 对现场条件进行优化。

在铝电解槽大修管理的过程中, 应该对修理的时间和空间进行合理安排, 做好货物运送和动力供应工作, 并保证现场的卫生清洁。作为大修管理工作的领导, 必须要做好本职工作, 并起到带头作用, 对于生产管理现场的人、物、材、质量和环境问题, 应该做好了解和掌握;负责大修管理的人员, 应该对管理过程中遇到的困难和问题向上级汇报, 做好各个车间之间的协调工作, 对内部计划的变更和安全, 以及注意事项, 都应该做出精密的部署, 这样才能为现场协调工作提供可靠的保障。作为大修管理工作的领导, 应该具备一定的预见性和随机应变的能力, 这样才能促进施工工作的开展。

3 结束语

铝电解槽大修工作是电解生产中必不可少的部分, 在探索铝电解槽大修管理模式的过程中, 应该分析好铝电解槽大修工作的特点, 这样才能有针对性的开展铝电解槽大修管理工作。合理的构建铝电解槽大修管理工作, 不仅促进生产的发展, 也能够为企业创造更多的经济效益。

参考文献

[1]李鸿.铝电解槽大修渣的污染防治及综合利用[J].有色金属, 2003 (12) .[1]李鸿.铝电解槽大修渣的污染防治及综合利用[J].有色金属, 2003 (12) .

[2]李方义, 王会全.铝电解槽大修工作的特点及应注意的问题[C].第二届全国延长铝电解槽使用寿命学术研讨会论文集, 2007 (5) .[2]李方义, 王会全.铝电解槽大修工作的特点及应注意的问题[C].第二届全国延长铝电解槽使用寿命学术研讨会论文集, 2007 (5) .

[3]申善俊, 温铁军.300kA铝电解槽大修实践研究[J].轻金属, 2008 (11) .[3]申善俊, 温铁军.300kA铝电解槽大修实践研究[J].轻金属, 2008 (11) .

[4]路忠胜, 田建华, 闫峰.缩短铝电解槽大修周期的措施[J].轻金属, 2003 (2) .[4]路忠胜, 田建华, 闫峰.缩短铝电解槽大修周期的措施[J].轻金属, 2003 (2) .

篇3:沼渣的利用及处理方法的研究现状

【摘要】综述了沼渣在养殖业与种植业等行业的应用,以及沼渣清理设备的研究现状。随着生态养殖业和生态农业的持续性发展,人们发展沼气生态养殖业、生态农业的热情越来越高,然而沼气的快速发展就会产生大量的沼渣,因此如何引导人们正确使用沼渣是我们需要亟待解决的问题。同时随着养殖业和农业的快速发展,如何为养殖业和种植业提供优质有机肥问题又摆在我们面前。因此将沼渣与养殖业和种植业结合起来是一个“一举两得”的好办法。调查研究发现在养殖业和农业中使用沼渣作为有机肥,不仅可以提高产品的数量和质量,还可以降低成本,进而增加经济效益。

【中图分类号】S141.9 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158(2013)04-0263-02

一、沼渣在养殖行业的应用

沼渣是一种优质的饲料添加剂。据报道,沼渣中含有丰富的有机质、粗蛋白、多种氨基酸及氮、磷、钾等,极具营养价值,是可再生利用的宝贵资源。而且研究表明,经过厌氧发酵的沼渣,无寄生虫及有害物质,喂养畜禽安全可靠。沼渣在各种养殖业中的应用收获了丰富的成果。

1.1 养殖黄鳝

利用沼渣养殖黄鳝,由于沼渣中含有较全面的养分,可供鳝鱼直接食用,同时也能促进水中浮游生物的繁殖生长,为鳝鱼提供饵料,减少饵料的投放,降低养殖成本30%左右。在自然条件下,1龄黄鳝只能长到5~13克重。而且在正常人工养殖的情况下,每天投放鳝鱼体重3%~6%的饵料喂养,1龄黄鳝也只能长到18~40克重。然而使用沼渣配合人工正常养殖,每天只需投放饵料量只有鳝鱼体重的2%~4%,就可以达到比正常养殖更好的效果。不仅1龄黄鳝能长到比正常养殖的重约67%,而且还可以降低成本30%左右。实践证明,沼渣养黄鳝是一项值得推广的新技术,养殖成本低,产出效益好,而且沼渣是经过沼气池厌氧发酵处理的,各种细菌和寄生虫卵绝大部分被杀灭,因此用沼渣作饵料喂养黄鳝能有效防止鳝鱼疾病。

1.2 养鱼

由于沼液、沼渣经过厌氧发酵杀死了大量有害病菌,并且沼肥含有各种营养成分,作为肥料施入鱼池中,沼渣中的有机物可以成为鱼的食物,又可以培养大量浮游生物供鱼摄食,有利于改善鱼塘生态环境。沼肥施入池中不易传播病菌,并且耗氧量少,是快速培肥池水的好肥料。

沼渣施用一般是晴天上午8~10时施用最好,雨天不施,有风天气,顺风泼洒。一般在春季清塘、消毒后进行施用,每667平方米撒施沼渣150千克或沼液300千克。追肥可以采用沼液、沼渣,一次用量不能过多,应坚持少量多次的原则。4~6月每周每667平方米施沼渣100千克,或沼液200千克;7~8月每周施沼渣75千克,或沼液150千克;9~10月每周施沼渣100千克,或沼液200千克。

长江水产研究所的研究表明,沼液、沼渣养鱼比鲜猪粪养鱼增产幅度大得多,如白鲢、鳙鱼、鳊鱼、草鱼、青鱼、鲤鱼、鲫鱼混合增产幅度高达27.1%,而鲫鱼增长幅度高达87.7%,草鱼高达94.3%。根据沼液、沼渣营养丰富、养分齐全的优势,采取肥水鱼与吃食鱼并举的技术,放养罗非鱼、鲤鱼占40%~50%,吃食性草鱼占20%~30%,较普通对照塘(2 769.9kg/hm2)增产4 455.0kg/hm2;各类鱼的成活率较对照塘高30%~51%;净盈利为24049.2;Fs/hm2,较对照塘(12 291.9元mm2)增效11 757.3元/hm2;鱼的增肉倍数为6.95倍。广西的一项技术,以沼肥为基础,科学混养为要素,可使所投放鱼成活率达90.3%,鱼增产200%。

1.3 养殖蚯蚓

蚯蚓是一种含高蛋白质和高营养物质的动物,蛋白质含量高达60%以上,含有18种氨基酸,有效氨基酸达58%~62%,是一种良好的鱼、畜、禽饲料。那怎样充分利用沼渣来饲养蚯蚓呢?首先将捞出的沼渣摊开沥干2天,然后与20%铡碎的稻草、麦秆、树叶、生活垃圾拌匀后平置坑内,厚度为20~25厘米,然后均匀移入蚯蚓,保持相对湿度65%就可以了。以沼渣为原料饲养的蚯蚓,年产量高达22.5kg/m2。再以蚯蚓做为饲料添加剂,鸡长速加快30%,肉鸡可提早7~10天上市,小鸡成活率提高10%以上,鸭长速加快27.2%,鸡鸭产蛋率提高15%~30%,猪长速加快19.2%~43.0%,母猪乳多。奶牛每天每头喂蚯蚓0.25kg,可提高产奶量30%,产业开发总体前景良好。而且禽畜产生的粪便又可作为生产沼气,沼液,沼渣的原料,可以说这是个循环可持续发展的生态经营模式,值得推广。

1.4 养殖泥鳅

泥鳅是杂食性鱼类,在饲养过程中,除施沼渣、沼液培育天然的浮游生物饵料外,还可适量投喂适口的螺蛳、蚯蚓,以及豆腐渣、米糠,酒渣和嫩植物的茎叶等饵料。沼渣、沼液视池水水质轮流投放,沼渣每次每平方米投放250克,沼液每次每平方米投放500克,每周投放一次。刚投完沼肥不宜马上放水(除溶解氧量太低外),以利于泥鳅直接吞食和浮游生物的生长。利用沼渣作为饲料大大降低了饲养成本,在提高了养殖泥鳅的经济效益的同时还提高了生态效益。沼渣养殖还可以应用于其他各种的养殖行业,都取得了良好的成绩。

二、沼渣在种植行业的应用

沼渣是由沼气发酵后部分未分解的原料和新生的微生物菌体组成的半固体物质,其中不仅含有大量的氮、磷、钾等速效养分,还含有丰富的大约占30%~50%的有机质和腐殖质。沼渣中部分未分解的原料和新生的微生物菌体,施入农田会继续发酵,释放肥分。因为沼渣是生产无公害农产品的优质有机肥料,所以在农业生产中,沼渣可用于种梨、种瓜、种菜、旱土育秧、盆栽、栽培蘑菇等。

沼渣可以用作制作营养土,营养土在蔬菜生产中经常用到,而且营养条件要求高,自然土壤往往难以满足,沼渣营养全面,可以广泛生产,完全能满足营养要求。用沼渣配制营养土,应采用腐熟度好、质地细腻的沼渣,其用量占混合物总量的20%一30%,再掺入50%一60%大田土,5%~10%锯末,0.1%~0.2%尿素和磷酸二氢钾即可。沼渣也可以用来做基肥。根据实践,番茄产量可增产13%左右。据四川省农业科学院生产试验,每667m2施沼渣1500~2500kg,连施3年,土壤有机质增加0.2%~0.83%,活土层从34cm增加到42cm。沼渣在蔬菜生产中作为追肥时,可以直接开沟挖穴浇灌在作物根部周围,但要避免直接与作物根系接触,以免发生灼伤,并覆土以提高肥效;也可结合灌水,把沼渣加入水中,随水均匀施入田中。

由于沼肥中含有丰富的高效有机肥,其含量为猪粪便的5倍,氮、磷、钾含量为猪粪的2~3倍,同时,含有丰富的多种微量元素,经测试,施用沼肥种植的果菜可提高产量20%,叶菜可提高产量30%以上。沼渣能促进番茄生长发育、增加产量,并减少因长期施用化肥而造成土壤板结现象,减少病虫害发生。沼渣能很好的促进苹果树生长发育,能明显提高座果率和增加果实的单果重。在西瓜生产中施用沼渣、沼液可有效地促进植株生长,提高产量。从田间病虫发生率,特别是西瓜生长中后期病虫发生状况看,施用沼渣可以有效地抑制病虫害的发生,降低农药的施用量,这对发展绿色、无公害西瓜具有重要的意义。而且施用沼渣、沼液可明显地改善西瓜品质。在种植菌类植物时还可以用沼渣做为养料,但要注意打捞沼渣时不要打捞底渣,以免将池底未死亡虫卵带入菇床。从文献中可以知道:在当归种植期亩施沼渣1000 kg作底肥,在当归生长期的不同时间分别用100%的沼液灌根,可有效地防治当归麻口病,麻口病发病率下降到5.2%,病情指数下降到2.1%。将沼渣与无机基质相结合,并且以沼渣作为有机基质对青椒进行栽培是可行的。而且利用沼渣栽培的青椒植株生长健壮,能明显提高果实中Vc、可溶性固形物、可溶性糖含量,降低硝酸盐含量,并且还能提高蔬菜产量。相关学者研究发现,施用沼肥不仅能显著地改良土壤,确保农作物生长所需的养分,还有利于增强作物抗冻、抗旱能力,减少病虫害,提高农作物产量。

沼渣在种植业中的使用,不仅减少了瓜果蔬菜中有害、有毒物质的残留,还提高了瓜果蔬菜的品质,为生产无公害绿色食品提供了保证。

三、沼渣使用中存在的问题

畜禽粪便一直以来都是用于沼气发酵的主要原料,因此畜禽粪便的组成会直接影渣的组成成分,然而粪便的组成会因畜禽的饲养方式和饲料成分而有所不同。如今,养殖过程中大量使用各种能促进生长和提高饲料利用率、抑制有害菌的微量元素添加剂,如硒、铜、锰、砷等。有资料报道,这些无机元素在畜禽体内的消化吸收利用率极低,在排出的粪便中含量却很高。含有过量元素添加剂的饲料长期喂养畜禽,会导致其体内的重金属或有毒物质大量增加,或随粪便排出。如果用这些粪便所制得的沼渣长期在养殖业和种植业长期使用,必定会使得农田土壤、瓜果蔬菜和所饲养的畜禽体内中的重金属含量的增加。这不符合生态养殖业和生态农业的持续性发展的初衷。

有实验指出,在低灌溉量下,沼渣与化肥配合使用有利于土壤中重金属累积量的减少。沼渣与化肥配合使用能够为作物生长提供足够的氮源,提高土壤肥力,减少硝态氮在土壤中的累积。所以使用沼渣是需适量合理。

四、沼渣挖掘清理的方法和机械设备

沼气池使用一段时间后,须要对沼气池进行清理,即清渣。现在许多地方仍采用人工清渣方式,由于人工清渣工作量大,劳动强度高所以沼渣一般进行集中统一处理加工,这样既可以避免农村沼气户淘出的沼渣乱堆乱放现象发生,又能使沼气项目村始终保持清洁、环保状态。“集中处理加工”利用模式,解决了部分蔬菜大棚、温室以及农户自家小菜园只使用沼渣、沼液作为肥料,使用效益虽然较好,但使用率很低,无法开展规模化、系统化地利用,导致了沼渣、沼液的资源浪费这一问题。

中国科学院生态环境研究中心水污染控制室研制出了一种新型的玻璃纤维编织管动态膜生物反应器,可以应用于高黏度、高氨氮和高cOD的沼渣废液的处理。该玻璃纤维编织管经过了固化和覆膜的组合改性,膜组件采用平板化的栅式构型。同时膜组件的清洗效果良好,再次运行仍能够稳定,而且出水比较澄清,没有臭味,养分也得到了有效保留。

由于沼渣、沼液悬浮固体多、黏性大、沉淀性差,而且是固液混合体,故很难将其进行抽取、运输、喷洒等。而且现在沼气出渣机械的研究与开发还未进入完全成熟的阶段,故现在市场上销售的沼气出渣机械都存在一定的缺陷和不足,例如封闭油污染、逆止阀堵塞、适应性差、操作不方便等问题没有得到很好的解决。针对以上问题,西安理工大学联合其他几所高校进行了研究开发,设计出一种新型罐式沼渣车,该车主要由载重车体、储存罐、真空泵、压缩机、气水分离器、阀组、自动停止控制器以及传动装置等组成。而且通过试验和示范应用表明,沼渣车作业效率高、运行可靠、抗污染及抗阻塞性能好、生产成本低,节能减排效果明显,应用和推广价值高。

湖北福田试制出多型号多功能、既能强力抽取沼液沼渣又能运输、喷洒的沼液渣吸排车。该车能够实现压力排放;输送管道为可接式两节结构,增加作业半径,提高利用价值;罐体截面为椭圆结构,受力结构较方罐合理;车辆部安装一个大灯,方便夜间作业;增加搅拌装置,提高了抽渣能力。襄樊市能源办试用的三轮型试验车,抽排干净、速度机械状态良好、操作自动化和电控化。运输过程无渗漏和滴洒,运输到养鱼池、田间地头后,可以很快自动喷洒完毕。河南奔马股份有限公司研制的奔马牌沼液沼渣进出料机操作简单、维护方便,零部件通用率高,容易购买,具有驾驶经验的人员均可操作使用。沼气用户可以利用该产品具有的自动抽吸和加压喷洒沼液功能,可为其他沼气用户有偿提供和添加沼液及原材料,有偿抽吸沼气废液和沼渣业务。

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