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畜禽糞便生產有機肥技術_微生物發酵

更新時間:2017-03-29 14:49:21點擊次數:8454次字號:T|T
畜牧養殖業作為大農業的重要組成部分,已經形成了產業化、規?;?、區域化的格局,在新農村建設中發揮重要作用。與此同時,畜禽養殖業的大規模發展,帶來了畜禽糞便產量的迅速增長,成為我國面源污染的主要原因之一。據200...

畜牧養殖業作為大農業的重要組成部分,已經形成了產業化、規?;?、區域化的格局,在新農村建設中發揮重要作用。與此同時,畜禽養殖業的大規模發展,帶來了畜禽糞便產量的迅速增長,成為我國面源污染的主要原因之一。據2007年11月在北京召開的全國農業環境科學峰會暨農業環境協作網成立大會,全國畜禽糞便年排放量超過40億t,是工業有機污染物的4.1倍,且大多未經處理直接排放,對環境健康造成很大威脅。遼寧省作為養殖大省,據2005年調查結果顯示,全省養殖豬、牛、雞總戶數達487萬戶,其中養豬規模大于500頭/年的有1292戶,養牛規模大于100頭/年的有1519戶,養雞規模大于10000羽/年的有10774戶。全省畜禽年產糞便7200多萬t,產尿4510萬t,畜禽糞便產生量是同期城市垃圾清運量的10倍左右,畜禽糞便造成的污染在遼寧省部分地區已超過了土地可消納容量。

【科技文案】畜禽糞便生產有機肥技術_微生物發酵

1 畜禽糞便的處理方法

畜禽糞便既是一種現實的環境危害物質,又是一種可利用的生物資源,對其利用不當將是嚴重的污染源,若實現無害化處理,可在很大程度上發揮畜禽糞便生物質能源、廢物營養等資源的作用,實現廢物資源的再利用。目前,國內外畜禽糞便的處理方法主要有以下幾種。

1.1 衛生填埋  填埋處理是將畜禽糞便埋入地下,通過微生物長期的生化作用,使之分解為穩定的、無害的化合物。但此法不僅浪費大量的有機原料,還會大量占用土地、污染地下水及周圍環境,眾多的負面因素使填埋法的應用受到限制,目前已很少采用。

1.2 焚燒處理  該法主要用于抵抗力強的病菌芽胞污染的糞便,一般利用焚燒爐將畜禽糞便進行無害化處理。焚燒法雖然產生大量的熱能可用于發電等,但是我國集約化養殖場產生的大量糞便含水量高,干燥比較困難,如不進行處理難以用作燃料;同時,焚燒會排放大量有害物質,造成對環境的二次污染,因而應用前景不大。

1.3 用作飼料  糞便中含有大量的氮素、礦物質、纖維素等營養成分,但同時畜禽糞便中含有許多潛在的有害物質,如礦物質微量元素(銅、鋅、砷等) ,各種藥物(抗球蟲藥、磺胺類藥物等)、抗生素和激素等,以及大量的病原微生物、寄生蟲及其卵。所以,畜禽糞便只有經過一定的技術處理后,方可作為奶牛等的飼料,但是其處理過程較為復雜、成本高且飼料品質較差,從而限制了其推廣應用。

1. 4 厭氧發酵制沼氣  厭氧發酵是一種有效處理畜禽糞便和資源回收利用的方法,不僅能解決畜禽養殖場的糞便污染問題,而且發酵的沼氣可直接供農戶使用,沼液和沼渣可再利用,符合生態學原理。其缺點是NH3揮發損失多,處理池體積大,而且只能就地處理與利用。由于沼液利用受地域環境的農業耕作方式、作物種類限制較大,使得沼液的有效處理成為目前厭氧發酵沼氣工程運行的瓶頸,且工程投資高、回收期長,故業主積極性不高,厭氧發酵技術推廣應用受到制約。

1. 5 好氧堆肥處理  好氧堆肥就是在人工控制下,在一定的濕度、溫度、C/N比和通風條件下,利用自然界廣泛分布的細菌、放線菌、真菌等微生物的發酵作用,人為地促進可生物降解的有機物向穩定的腐殖質生化轉化的微生物學過程。好氧堆肥處理是實現畜禽糞便無害化、減量化、資源化、產業化的一種有效的方法,因其具有運行費用低、處理量大、無二次污染等優點,近年來己成為世界各國資源、環保領域的一個研究熱點。堆肥化過程不僅可以殺死糞便中的各種病菌及雜草種子使糞便達到無害化,還會生成大量可被植物吸收利用的有效養分,并合成新的腐殖質,是構成土壤肥力的重要物質;處理成熟的堆肥不僅是一種優質的肥料,還是一種很好的土壤改良劑,可以改善土壤的理化性質。采用堆肥方法處理畜禽糞便,處理的最終產物臭氣較少,且較干燥,容易包裝、撒施。缺點是處理過程中有NH3的損失,不能完全控制臭氣,堆肥需要的場地大,處理時間長。

【科技文案】畜禽糞便生產有機肥技術_微生物發酵

2 新技術研究

鶴壁市人元生物研發中心擁有一支經驗豐富、理論完善的研發隊伍,并配備現代化的微生物實驗室及先進的菌種發酵成套設備,具備雄厚的科研能力,研制出了有機肥發酵菌劑、生物防治菌劑、土壤調理菌劑、水產養殖菌劑、環保節能菌劑五大系列,幾十種優質生物菌種菌劑產品,并獲得多項發明專利。多年來,研發中心不斷加強與國內大專院校及科研機構的密切合作,搭建產學研交流平臺。長期致力于利用有機廢棄物生產有機肥研究,技術成熟。利用農作物秸稈、畜禽糞便及城市生活垃圾、工廠下腳料等進行好氧發酵生產有機肥,以市場為導向,結合國情,深入開展畜禽糞便資源化技術研究,并結合產業化過程中取得的經驗教訓,針對大型產業化畜禽糞便堆肥的關鍵因素微生物菌劑和堆置物料的調配技術、翻堆技術等進行攻關,自行研發出一套現代化大型好氧堆肥產業技術,并加以推廣應用。

2.1 新菌劑研究  堆肥化是微生物作用于有機廢物的生化降解過程,微生物是堆肥過程的主體,是堆肥過程中關鍵、活躍的成分,因此高效微生物菌劑在堆肥過程的投加將是堆肥成功的保證。遼寧北方環保集團新農村環保產業有限公司通過大量菌劑對比試驗,在產業化生產有機肥的過程中引進高效降解復合微生物菌劑,快速優質地降解畜禽糞便為有機肥。

其菌劑特點主要有以下幾方面:

( 1)多菌復合。較單一菌劑,該微生物菌劑主要由細菌、放線菌和真菌等多種有益微生物復合而成,各菌種間互不拮抗、互惠共生,利用畜禽糞便有機物作為營養源,大量繁殖,達到對有機廢物的高效生化降解。通過與單菌劑的試驗對比,復合菌種在分解蛋白、淀粉、纖維、糖等方面均有優勢,在培養基產生的透明圈更迅速。

(2)性能強大。較其他市售菌劑,該復合菌劑生產單位數量有機肥的菌劑用量少,且起溫快、發酵周期短,按0.2%~0.4%加入畜禽糞便,48 h內溫度可升至50~60。當溫度升至50以上,并持續2~3 d后進行翻堆,好氧翻倒3次后,第8~12天溫度趨于平穩,說明畜禽糞便已發酵透徹,降解完全。通過小型堆肥試驗,該菌種較一般菌種平均溫度高4~5,發酵成熟早2~3 d,堆肥腐熟指標。

(3)產品功效。使用研發菌種發酵后的堆料松散、氣味清香、速效氮含量增加、有機酸減少、有益微生物增加、酶活性提高、危害性減少、抗病害等,達到對畜禽糞便處理無害化、減量化和資源化的要求。通過實驗室化學、生物指標分析,該復合菌種氮損失少,速效氮含量高,富集磷、鉀,種子發芽率高且大腸桿菌數量少。

2.2 新設備研究現代產業化畜禽糞便堆肥制有機肥,其中物料的調配、翻堆耗費大量的人力、物力和財力,同時物料調配的均勻和翻堆的及時快速又是肥料質量的保證。人元生物依托中國農科院、中國農業大學等多所院校的著名專家經過多年研究和實踐,研發、生產出適合有機肥和生物有機肥生產使用的發酵設備(發酵翻堆機、發酵翻拋機、發酵罐等)、分篩系統、配料系統、造粒設備、烘干設備(適用于人糞便烘干、雞糞烘干、牛糞烘干、豬糞烘干、污泥脫水等)等全套有機肥生產線機械設備。取得良好的生產效果,省時、省力。

該套生產線在實際生產過程的優越性主要表現在:

( 1)操作簡單。根據不同畜禽糞便輔料的配比要求,將配料平鋪在畜禽糞便上,該設備可自動將其翻轉,在翻轉過程中,堆積物得到均勻的攪拌、混合及疏松,同時其作業刀具可將粒徑較大的物料細化,平均每小時可翻拋1 500 m3物料,達到完全機械化。

( 2)生產便捷。該設備可用低位運輸車運輸,從而可以在幾個工作場地投入使用,使分散的畜禽糞便就地取材制成有機肥成為可能,避免大量畜禽糞便集中運送帶來的運輸成本增加和環境二次污染問題,免去目前堆肥需將畜禽糞便集中的問題,省時省地。

( 3)經濟實用。生產過程中,該設備能夠在滿負荷狀態下連續使用,由此可以縮短堆積物料的堆放周期,提高設備使用的經濟效益。同時,采用專利保護技術,可以使堆積物緊密排列堆放,從而提高工作場地的有效使用面積。

( 4)使用效果。使用該套生產線生產的有機肥,發酵周期短,肥效好,使用安全方便,便于造粒,在實際應用中已取得了良好的生產效益。

【科技文案】畜禽糞便生產有機肥技術_微生物發酵

3 應用效益

3.1 重要的環境效益  好氧堆肥技術能夠有效解決因畜禽養殖而帶來的環境問題:畜禽糞便產生的惡臭氣體得到了凈化,保持了良好的空氣質量,還居民一個潔凈的藍天;減輕了糞便對河流、湖泊及地下水的污染,降低了水體的富營養化程度,每減排1t畜禽糞便,平均將減少COD量42.7kg和氨氮3.19kg;解決了畜禽糞便的大量堆積,減少了大面積土地的污染和占用;大量畜禽糞便的無害化處理,更減少了蚊蠅、老鼠等有害物類的孽生和繁殖機會,抑制了病原菌的生長、傳播,改善了養殖企業的生態環境和農村衛生狀況,防止大規模流行疾病的發生;有機肥在土壤中的使用減少了化肥農藥的使用量,減輕了化肥農藥對土壤的破壞。

3.2 的經濟效益 畜禽糞便經無害化發酵制成有機肥,使有限的資源得到了充分的再利用,符合固體廢棄物的資源化處理理念,取得了可觀的經濟效益。施用有機肥可培肥地力,使作物增產增收,與普通化肥等養分量相比,平均增產15% ~ 20%,可進一步提高農產品的產量;目前使用的化肥中的氮肥是以消耗大量能源換取的,有機肥的施用使氮利用率提高12%~ 15%,在相同作物產量情況下,可節約氮肥30%以上,從而大大減少了能源的消耗;為農村剩余勞動力提供了一個新的就業機會,不僅增加了農民的收入,給農民帶來了切實的利益,更為新農村經濟增加了產值。

3.3 深遠的社會效益 畜禽糞便的堆肥化處理技術不僅在環境、經濟方面取得了巨大成就,而且為環境友好型社會帶來深遠的社會效益,其影響是多方面的。逐步探索建立畜禽養殖、有機肥生產、有機食品種植為一體的農業循環型經濟產業鏈,為我國無公害食品和綠色農業的發展開拓新的道路;有機肥產業化生產同時對禽畜養殖業、肥料加工業和種植業產生良好的效益,使養殖業與種植業共同發展。

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