畜禽糞便利用技術

1、畜禽糞便利用技術畜禽糞便利用技術是根據(jù)自然條件、經(jīng)濟條件、養(yǎng)殖規(guī)模、環(huán)境承載能力等因素，采用多種技術和模式，科學組合，對畜禽糞便進行綜合治理，以達到無害化、減量化處理和生態(tài)化、資源化利用的目的。目前我國畜禽糞便主要用作沼氣發(fā)酵原料、肥料、養(yǎng)殖蚯蚓等。一、概述(一)分類1農(nóng)村戶用沼氣技術 農(nóng)村戶用沼氣技術是利用沼氣發(fā)酵裝置，將農(nóng)戶養(yǎng)殖產(chǎn)生的畜禽糞便和人糞便以及部分有機垃圾進行厭氧發(fā)酵處理，生產(chǎn)的沼氣用于炊事和照明，沼渣和沼液用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。這一技術既提供了清潔能源和無公害有機肥料，又解決了糞便污染問題。農(nóng)村戶用沼氣池一般為610立方米，包括沼氣發(fā)酵裝置、沼渣沼液利用裝置和沼氣輸配系統(tǒng)等。2集約化畜

2、禽養(yǎng)殖場大中型沼氣工程技術 畜禽養(yǎng)殖場大中型沼氣工程技術是以規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場禽畜糞便污水的污染治理為主要目的，以禽畜糞便的厭氧消化為主要技術環(huán)節(jié)，集污水處理、沼氣生產(chǎn)、資源化利用為一體的系統(tǒng)工程技術。主要由前處理、厭氧消化、后處理、綜合利用四個環(huán)節(jié)組成。一個完整的沼氣工程應同時具備治理污染、生產(chǎn)能源和綜合利用三大功能，也就是說，畜禽糞便和污水經(jīng)過厭氧消化后，既可處理廢棄物凈化環(huán)境，獲得優(yōu)質能源(沼氣)，還可進行生物質資源的多層次綜合利用。由于畜禽養(yǎng)殖場沼氣工程技術集環(huán)保、能源、資源再利用為一體，又被稱為畜禽養(yǎng)殖能源環(huán)境工程技術。3糞便堆漚處理生產(chǎn)有機肥技術 糞便堆漚處理生產(chǎn)有機肥技術是通過調節(jié)

3、畜禽糞便中的碳氮比和人工控制水分、溫度、酸堿度等條件，利用微生物的發(fā)酵作用處理畜禽糞便，生產(chǎn)有機肥料。畜禽糞便通過堆漚處理腐熟后，由于含有大量的有機質和豐富的氮、磷、鉀及微量元素等營養(yǎng)物質，所以是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的優(yōu)質肥料，可增加土壤肥力，提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質，有利于發(fā)展現(xiàn)代有機農(nóng)業(yè)。在堆漚過程中，伴隨著有機物分解和腐殖質形成的過程，有機質由不穩(wěn)定狀態(tài)轉化為穩(wěn)定的腐殖質物質。由于碳素等揮發(fā)性成分分解轉化，堆漚原料在體積和重量上發(fā)生了明顯的變化，重量和體積均會減少12左右。4其他利用技術(1)畜禽糞便直接還田利用。畜禽糞便直接還田作肥料是一種傳統(tǒng)的、經(jīng)濟有效的糞污處置方式，可以在不外排污染的情況下，充

4、分循環(huán)利用糞污中有用的營養(yǎng)物質，改善土壤中營養(yǎng)元素含量，提高土壤的肥力，增加農(nóng)作物的產(chǎn)量。但若土地處理利用糞便量過多，超過了其承載能力，不僅影響植物的正常生長，造成產(chǎn)量降低，而且污染環(huán)境。(2)畜禽糞便蚯蚓資源化處理技術。利用經(jīng)過發(fā)酵的畜禽糞便養(yǎng)殖蚯蚓，其有機質通過蚯蚓的消化系統(tǒng)，在蛋白酶、脂肪酶、纖維酶、淀粉酶的作用下，能迅速分解、轉化成為自身或其他生物易于利用的營養(yǎng)物質。利用蚯蚓處理有機廢棄物，既可以生產(chǎn)優(yōu)良的動物蛋白，又可以生產(chǎn)肥沃的生物有機肥。(二)我國技術研發(fā)現(xiàn)狀近年來，我國集約化養(yǎng)殖業(yè)迅猛發(fā)展，產(chǎn)生了巨大的社會效益和經(jīng)濟效益，同時也產(chǎn)生了大量的畜禽糞便廢棄物。這些畜禽糞便廢棄物如果

5、不妥善處理，必將破壞生態(tài)平衡，影響畜禽的安全生產(chǎn)和人們的食品安全。針對這種情況，人們研發(fā)了各種控制及綜合利用的技術。近年來，在引進、消化、吸收國外同類技術的基礎上，經(jīng)過總結和大力研發(fā)，已經(jīng)初步形成能源環(huán)保、能源生態(tài)等模式的畜禽糞便利用技術，相應的配套設備、設施、產(chǎn)品技術也基本齊備。我國畜禽糞便處理是在參照和引進國外先進技術，針對我國具體國情和經(jīng)濟狀況基礎上發(fā)展起來的，由于處理難度較大和各地情況差異，所以畜禽糞便處理利用技術總體水平不高，有待于進一步提升。隨著人們生活水平的改善和對環(huán)保要求的進一步提高，特別是隨著我國生物技術水平的不斷提高和有關機械及設備的進一步改進，形成高效低耗畜禽糞便處理技術

6、是完全有可能的?？梢灶A料，畜禽糞便的資源化、無害化處理和綜合利用是今后我國畜禽糞便處理利用的方向，將有利于我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和農(nóng)業(yè)環(huán)境污染的治理。(三)國外發(fā)展情況1發(fā)展現(xiàn)狀 防治畜牧業(yè)污染已引起越來越多的國家和地區(qū)的重視，尤其是發(fā)達國家已經(jīng)把畜牧業(yè)污染的技術規(guī)范化、防治法規(guī)化。這些國家對畜禽養(yǎng)殖場的建設管理嚴格，實施種養(yǎng)區(qū)域平衡一體化，控制畜禽糞便施用量，要求污染治理并達標排放，并采取污染轉移策略，制定優(yōu)惠政策，形成了法律、法規(guī)和技術規(guī)范的完整體系。技術上，從畜禽養(yǎng)殖場選址、建設、處理與貯存、綜合利用等都作了規(guī)范。畜禽養(yǎng)殖污染治理思路明確，如加拿大以畜禽糞便的利用為主，實現(xiàn)畜牧業(yè)和種植業(yè)的高

7、度結合，產(chǎn)生糞便污水經(jīng)還田得到利用，基本沒有污染物的排放，無需投人大量污染治理設施。采用的技術措施主要有：固液分離、畜禽污水處理、堆漚發(fā)酵處理和臭氣散發(fā)防治等。2發(fā)展趨勢 從國外尤其是發(fā)達國家的畜禽污染治理狀況來看，主要是采取畜牧業(yè)和整個農(nóng)業(yè)的高度結合的方式，以充足的土地進行消化作為解決畜禽污染的出發(fā)點，采取獨立處理、復合回收、循環(huán)共生、遠程控制的現(xiàn)代綜合利用(處理)技術，通過技術引導、技術指導、技術規(guī)范，結合有關政策、法規(guī)和國家法律來進行多層次、多方面的管理，實現(xiàn)治理污染的目的。3對我國的啟示 發(fā)達國家對養(yǎng)殖業(yè)廢物利用處理關鍵是實現(xiàn)了技術發(fā)展和管理的有機結合。這也是發(fā)達國家從污染一治理一發(fā)展

8、技術一加強管理的實踐中逐步形成的，值得我們借鑒。我國應在進一步研發(fā)處理技術的同時，注重技術和管理相結合研究。二、技術要點(一)農(nóng)村產(chǎn)用沼氣池1技術路線(工藝流程) 目前我國建設的農(nóng)村戶用沼氣池，一般都采用底層出料水壓式沼氣池型。在水壓式沼氣池的基礎上進行改進和發(fā)展，還研究出了強回流沼氣池、分離貯氣浮罩沼氣池(非水壓式)、旋流布料自動循環(huán)沼氣池等。工藝流程見圖2l、圖22、圖23。2主要技術環(huán)節(jié)及要點(1)各部件和設備的特點。我國產(chǎn)用沼氣池的最主要部件有三個部分：進料口、發(fā)酵池、出料間。發(fā)酵池是核心部件，必須滿足能夠密閉，有一定的池容、抗壓強度、使用壽命并便于維修等要求。(2)技術的主要性能參數(shù)

9、。氣密性。設計池內氣壓為8千帕或4千帕時，24小時觀測(水壓法或氣壓法均可)漏損率小于3為合格。產(chǎn)氣率。目前我國農(nóng)村沼氣池一般為常溫發(fā)酵，當滿足發(fā)酵工藝要求和正常使用管理的條件下，池容平均日產(chǎn)氣量為o204立方米。正常貯氣量。為日產(chǎn)氣量的50。強度安全系數(shù)。K265。正常使用壽命。20年以上?；詈奢d。2 000千牛平方米。地基承載力設計值。50千帕。工作氣壓。池內正常工作氣壓8千帕，最大氣壓限值12千帕，采用浮罩貯氣的，可選4千帕。沼氣池容積。沼氣池容積根據(jù)農(nóng)戶的養(yǎng)殖規(guī)模和日最大耗氣量確定，是設計中的一個關鍵。目前在我國廣大農(nóng)村地區(qū)多采用610立方米的沼氣池。投料量。沼氣池的投料量應根據(jù)不同的

10、貯氣方式確定。水壓式沼氣池，設計最大投料量以不大于主池容積的90為宜；浮罩貯氣和氣袋貯氣的沼氣池，設計最大投料量可按主池容積的95考慮。(3)推廣該項技術需要注意的事項。要充分發(fā)揮其能源、生態(tài)、經(jīng)濟多種效益，為農(nóng)民提供優(yōu)質生活能源，改善庭院衛(wèi)生環(huán)境，必須在保證建設質量的同時，還應注重后期管理維護，同時引導農(nóng)戶開展沼液、沼渣綜合利用，推廣應用“四位一體”和“豬一沼一果”等多種模式，發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè)。(4)主要技術和建設模式。目前我國戶用沼氣主要有底層出料水壓式沼氣池、強回流沼氣池、分離貯氣浮罩沼氣池、旋流布料自動循環(huán)沼氣池、曲流布料沼氣池等池型。根據(jù)地域、氣候、環(huán)境條件和各地農(nóng)業(yè)發(fā)展的特點有北方“四

11、位一體”能源生態(tài)模式與技術，南方“豬一沼一果”能源生態(tài)模式與技術，西北“五配套”能源生態(tài)模式與技術等。在實際推廣中，推行了“一池三改”，即在建設戶用沼氣池的同時，統(tǒng)一規(guī)劃，將沼氣池、畜禽舍、廁所同步連通改造或新建。(二)集約化畜禽養(yǎng)殖場大中型沼氣工程1.技術路線（工藝流程）見圖2-4、圖25、圖26 。2主要技術環(huán)節(jié)及要點(1)各部件和設備的特點。目前常規(guī)工藝系統(tǒng)一般由五大部分前處理裝置。包括預處理池、調節(jié)池、增濕裝置和固液分離設備等裝置和設備。這些裝置和設備對于保證沼氣工程系統(tǒng)的穩(wěn)定運行具有重要的作用。厭氧消化器。包括厭氧生物濾床(AF)、上流式污泥固定床(UASB)等消化裝置，對提高工程系

12、統(tǒng)技術功能作用顯著。沼氣的收集、貯存及輸配系統(tǒng)。包括氣液分離、凈化脫硫、貯氣輸氣和沼氣燃燒等設備。對于保證向用戶穩(wěn)定供氣和高效率使用具有關鍵性的作用。沼液后處理裝置。包括發(fā)酵液沉淀池、好氧厭氧處理設施以及廢液的排放設施等，是確保達標排放不可缺少的組成部分。沼渣處理系統(tǒng)。包括發(fā)酵后固體殘余物的干燥、固液分離和制造顆粒肥料和飼料等設備，是改善整個工程的經(jīng)濟性和實現(xiàn)資源綜合利用的主要技術措施。(2)推廣該項技術需要注意的事項。第一，畜禽養(yǎng)殖場沼氣工程的設計應該符合當?shù)乜傮w規(guī)劃，與當?shù)乜陀^實際緊密結合，正確處理集中與分散、處理與利用、近期與遠期的關系。應以減量化、無害化、資源化為目標，應用先進技術和工

13、藝，實行清潔生產(chǎn)，從源頭上減少糞污排放量。第二，畜禽養(yǎng)殖場沼氣工程的原料是養(yǎng)殖場的污水和糞便，應有充足和穩(wěn)定的來源，嚴禁混入其他有毒、有害污水或污泥。第三，畜禽養(yǎng)殖場沼氣工程必須科學設計，以節(jié)省投資和降低運行費用。第四，畜禽養(yǎng)殖場沼氣工程的設計應由具有相應設計資質的單位承擔。運行管理人員必須熟悉沼氣工程處理工藝和設施、設備的運行要求與技術指標，并應持有職業(yè)資格證書(沼氣生產(chǎn))。操作人員必須了解本工程處理工藝，熟悉本崗位設施、設備的運行要求和技術指標。第五，畜禽養(yǎng)殖場沼氣工程運行、維護及安全規(guī)定應符合現(xiàn)行有關標準的規(guī)定。應建立日常保養(yǎng)、定期維護和大修三級維護保養(yǎng)制度。第六，必須按照有關防火、防爆

14、的要求做好安全防護措施，確保安全。(3)主要技術(設備)。目前主要工藝類型有第一代厭氧反應器：AC(全混合接觸式厭氧)；第二代厭氧反應器：AF(厭氧生物濾床)、UASB(上流式污泥固定床)、USR(升流式固體反應器)、UBF(升流式厭氧復合床)、厭氧混合反應器、厭氧折流反應器等；第三代厭氧反應器：EGSB(顆粒污泥膨脹床)、IC(內循環(huán)厭氧反應器)等。(三)糞便堆漚處理生產(chǎn)有機肥1技術路線(工藝流程) 見圖27。2主要技術環(huán)節(jié)及要點(1)主要設備。畜禽糞便堆漚處理和制肥過程需要采用大量的通用設備和非標準設備。前處理相關設備。主要有地磅秤、堆料場、卸料臺和進料門、貯存塘或池、裝載機械、運輸機械等

15、。堆肥設備。主要有翻堆機和發(fā)酵池、多段豎爐式發(fā)酵塔、筒式發(fā)酵倉、螺旋攪拌式發(fā)酵倉等。造粒設備。主要有滾筒式造粒機、轉盤式造粒機、擠壓式造粒機、壓縮式造粒機等。篩分和包裝設備。主要有固定篩、筒形篩、振動篩等。(2)主要技術參數(shù)。CN(碳氮比)。堆肥混合物的碳氮平衡是使微生物達到最佳生物活性的關鍵因素。堆肥混合物的CN應保持在(2535)：1。濕度。好氧堆肥一般應保持在4070。pH。酸堿度隨堆肥混合物種類以及堆肥工藝階段的不同而變化，一般情況下不需調節(jié)。若需調節(jié)，可在堆肥降解開始前，通過向混合物投加堿或酸性物質來調節(jié)。其他設計參數(shù)。長方形發(fā)酵堆垛需定期翻堆，使溫度保持在75以下。翻堆頻率為210天次。長方形條垛的寬、深只受翻堆設備的限制。條垛一般1218米深，1830米寬。肥堆高度通常為2545米，寬度通常為2倍深度值。(