畜禽糞便利用技術(shù)

1、畜禽糞便利用技術(shù)畜禽糞便利用技術(shù)是根據(jù)自然條件、經(jīng)濟(jì)條件、養(yǎng)殖規(guī)模、環(huán)境承載能力等因素，采用多種技術(shù)和模式，科學(xué)組合，對畜禽糞便進(jìn)行綜合治理，以達(dá)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(shù) 農(nóng)村戶用沼氣技術(shù)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(jī)垃圾進(jìn)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(shù)既提供了清潔能源和無公害有機(jī)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(shù) 畜禽養(yǎng)殖場大中型沼氣工程技術(shù)是以規(guī)模化畜禽養(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(shù)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(shù)。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(yīng)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(zhì)能源(沼氣)，還可進(jìn)行生物質(zhì)資源的多層次綜合利用。由于畜禽養(yǎng)殖場沼氣工程技術(shù)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(shù)。3糞便堆漚處理生產(chǎn)有機(jī)肥技術(shù) 糞便堆漚處理生產(chǎn)有機(jī)肥技術(shù)是通過調(diào)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(jī)肥料。畜禽糞便通過堆漚處理腐熟后，由于含有大量的有機(jī)質(zhì)和豐富的氮、磷、鉀及微量元素等營養(yǎng)物質(zhì)，所以是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的優(yōu)質(zhì)肥料，可增加土壤肥力，提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)，有利于發(fā)展現(xiàn)代有機(jī)農(nóng)業(yè)。在堆漚過程中，伴隨著有機(jī)物分解和腐殖質(zhì)形成的過程，有機(jī)質(zhì)由不穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的腐殖質(zhì)物質(zhì)。由于碳素等揮發(fā)性成分分解轉(zhuǎn)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(shù)(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(jì)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(zhì)，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(shù)。利用經(jīng)過發(fā)酵的畜禽糞便養(yǎng)殖蚯蚓，其有機(jī)質(zhì)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(zhuǎn)化成為自身或其他生物易于利用的營養(yǎng)物質(zhì)。利用蚯蚓處理有機(jī)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(jī)肥。(二)我國技術(shù)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(jì)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(shù)。近年來，在引進(jìn)、消化、吸收國外同類技術(shù)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過總結(jié)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(shù)，相應(yīng)的配套設(shè)備、設(shè)施、產(chǎn)品技術(shù)也基本齊備。我國畜禽糞便處理是在參照和引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，針對我國具體國情和經(jīng)濟(jì)狀況基礎(chǔ)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(shù)總體水平不高，有待于進(jìn)一步提升。隨著人們生活水平的改善和對環(huán)保要求的進(jìn)一步提高，特別是隨著我國生物技術(shù)水平的不斷提高和有關(guān)機(jī)械及設(shè)備的進(jìn)一步改進(jìn)，形成高效低耗畜禽糞便處理技術(shù)

6、是完全有可能的?？梢灶A(yù)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(dá)國家已經(jīng)把畜牧業(yè)污染的技術(shù)規(guī)范化、防治法規(guī)化。這些國家對畜禽養(yǎng)殖場的建設(shè)管理嚴(yán)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(dá)標(biāo)排放，并采取污染轉(zhuǎn)移策略，制定優(yōu)惠政策，形成了法律、法規(guī)和技術(shù)規(guī)范的完整體系。技術(shù)上，從畜禽養(yǎng)殖場選址、建設(shè)、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(jié)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(shè)施。采用的技術(shù)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(dá)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(jié)合的方式，以充足的土地進(jìn)行消化作為解決畜禽污染的出發(fā)點，采取獨立處理、復(fù)合回收、循環(huán)共生、遠(yuǎn)程控制的現(xiàn)代綜合利用(處理)技術(shù)，通過技術(shù)引導(dǎo)、技術(shù)指導(dǎo)、技術(shù)規(guī)范，結(jié)合有關(guān)政策、法規(guī)和國家法律來進(jìn)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(dá)國家對養(yǎng)殖業(yè)廢物利用處理關(guān)鍵是實現(xiàn)了技術(shù)發(fā)展和管理的有機(jī)結(jié)合。這也是發(fā)達(dá)國家從污染一治理一發(fā)展

8、技術(shù)一加強(qiáng)管理的實踐中逐步形成的，值得我們借鑒。我國應(yīng)在進(jìn)一步研發(fā)處理技術(shù)的同時，注重技術(shù)和管理相結(jié)合研究。二、技術(shù)要點(一)農(nóng)村產(chǎn)用沼氣池1技術(shù)路線(工藝流程) 目前我國建設(shè)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(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)和發(fā)展，還研究出了強(qiáng)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(shù)環(huán)節(jié)及要點(1)各部件和設(shè)備的特點。我國產(chǎn)用沼氣池的最主要部件有三個部分：進(jìn)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(qiáng)度、使用壽命并便于維修等要求。(2)技術(shù)的主要性能參數(shù)

9、。氣密性。設(shè)計池內(nèi)氣壓為8千帕或4千帕?xí)r，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(dāng)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(qiáng)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(shè)計值。50千帕。工作氣壓。池內(nèi)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(shè)計中的一個關(guān)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(yīng)根據(jù)不同的

10、貯氣方式確定。水壓式沼氣池，設(shè)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(shè)計最大投料量可按主池容積的95考慮。(3)推廣該項技術(shù)需要注意的事項。要充分發(fā)揮其能源、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)多種效益，為農(nóng)民提供優(yōu)質(zhì)生活能源，改善庭院衛(wèi)生環(huán)境，必須在保證建設(shè)質(zhì)量的同時，還應(yīng)注重后期管理維護(hù)，同時引導(dǎo)農(nóng)戶開展沼液、沼渣綜合利用，推廣應(yīng)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(shù)和建設(shè)模式。目前我國戶用沼氣主要有底層出料水壓式沼氣池、強(qiáng)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(shù)，南方“豬一沼一果”能源生態(tài)模式與技術(shù)，西北“五配套”能源生態(tài)模式與技術(shù)等。在實際推廣中，推行了“一池三改”，即在建設(shè)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(shù)路線（工藝流程）見圖2-4、圖25、圖26 。2主要技術(shù)環(huán)節(jié)及要點(1)各部件和設(shè)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(yù)處理池、調(diào)節(jié)池、增濕裝置和固液分離設(shè)備等裝置和設(shè)備。這些裝置和設(shè)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(shù)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(shè)備。對于保證向用戶穩(wěn)定供氣和高效率使用具有關(guān)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(shè)施以及廢液的排放設(shè)施等，是確保達(dá)標(biāo)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(shè)備，是改善整個工程的經(jīng)濟(jì)性和實現(xiàn)資源綜合利用的主要技術(shù)措施。(2)推廣該項技術(shù)需要注意的事項。第一，畜禽養(yǎng)殖場沼氣工程的設(shè)計應(yīng)該符合當(dāng)?shù)乜傮w規(guī)劃，與當(dāng)?shù)乜陀^實際緊密結(jié)合，正確處理集中與分散、處理與利用、近期與遠(yuǎn)期的關(guān)系。應(yīng)以減量化、無害化、資源化為目標(biāo)，應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)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(yīng)有充足和穩(wěn)定的來源，嚴(yán)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(xué)設(shè)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(shè)計應(yīng)由具有相應(yīng)設(shè)計資質(zhì)的單位承擔(dān)。運行管理人員必須熟悉沼氣工程處理工藝和設(shè)施、設(shè)備的運行要求與技術(shù)指標(biāo)，并應(yīng)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(shè)施、設(shè)備的運行要求和技術(shù)指標(biāo)。第五，畜禽養(yǎng)殖場沼氣工程運行、維護(hù)及安全規(guī)定應(yīng)符合現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。應(yīng)建立日常保養(yǎng)、定期維護(hù)和大修三級維護(hù)保養(yǎng)制度。第六，必須按照有關(guān)防火、防爆

14、的要求做好安全防護(hù)措施，確保安全。(3)主要技術(shù)(設(shè)備)。目前主要工藝類型有第一代厭氧反應(yīng)器：AC(全混合接觸式厭氧)；第二代厭氧反應(yīng)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(yīng)器)、UBF(升流式厭氧復(fù)合床)、厭氧混合反應(yīng)器、厭氧折流反應(yīng)器等；第三代厭氧反應(yīng)器：EGSB(顆粒污泥膨脹床)、IC(內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器)等。(三)糞便堆漚處理生產(chǎn)有機(jī)肥1技術(shù)路線(工藝流程) 見圖27。2主要技術(shù)環(huán)節(jié)及要點(1)主要設(shè)備。畜禽糞便堆漚處理和制肥過程需要采用大量的通用設(shè)備和非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。前處理相關(guān)設(shè)備。主要有地磅秤、堆料場、卸料臺和進(jìn)料門、貯存塘或池、裝載機(jī)械、運輸機(jī)械等

15、。堆肥設(shè)備。主要有翻堆機(jī)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(shè)備。主要有滾筒式造粒機(jī)、轉(zhuǎn)盤式造粒機(jī)、擠壓式造粒機(jī)、壓縮式造粒機(jī)等。篩分和包裝設(shè)備。主要有固定篩、筒形篩、振動篩等。(2)主要技術(shù)參數(shù)。CN(碳氮比)。堆肥混合物的碳氮平衡是使微生物達(dá)到最佳生物活性的關(guān)鍵因素。堆肥混合物的CN應(yīng)保持在(2535)：1。濕度。好氧堆肥一般應(yīng)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(diào)節(jié)。若需調(diào)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(zhì)來調(diào)節(jié)。其他設(shè)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(shè)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。(