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糞水堆肥技術在畜禽養殖糞水處理與資源化中的利用

糞水堆肥指將有機質與糞水混合後進行好氧發酵技術。 該技術既利用生物質熱能實現糞水的蒸發濃縮減量化, 又回收有機肥資源, 從而實現了糞水的無害化和零排放。 文內論述了糞水堆肥的技術工藝參數和堆肥產品品質控制標準, 為養殖場根據糞水的減量化、肥料化提供指導意見。

糞水堆肥;好氧發酵;有機肥

畜禽養殖糞水主要包括尿液、沖洗水及畜禽糞汙厭氧處理後的沼液。 糞水最佳的處理方式是還田, 包括直接還田和厭氧發酵後沼液還田。 但是糞水還田需要有與養殖規模相匹配的土地,

對於多雨、土地面積小、無法進行種養結合的地區, 常採用處理成本較高的達標排放。

1kg生物質瞬間完全燃燒釋放約1.5萬KJ熱能, 如果緩慢氧化也會釋放相同的能量。 以糞水為原料的堆肥技術主要利用有機物料吸附糞水, 通過好氧發酵在實現糞水的穩定化和無害化基礎上, 利用發酵過程中形成的生物熱降低發酵物料中含水量, 從而實現糞水的蒸發濃縮減量化。 同時, 利用微生物活動將有機物料進行穩定化, 並利用發酵過程中形成高溫(50~70 ℃)殺死病原微生物, 實現糞便的無害化。 糞水堆肥最終實現畜禽糞水零排放, 同時也回收有機肥資源。

譚小琴、鄧良偉、李瑞鵬、Shuchardt等驗證了糞水堆肥的可行性和安全性。 鄧良偉利用秸稈處理養豬場糞水的試驗表明發酵溫度符合《糞便無害化衛生標準》,

且蛔蟲卵100%被殺滅。

1 工藝流程

傳統的以糞便為原料堆肥目的是處理固形物含量和氮含量高的糞便, 通過糞便與有機物料的比例調節碳氮比和含水量, 從而保證發酵環節的正常運行。 而以糞水為原料的堆肥以處理有固形物和氮含量低的糞水為目的, 通過糞水與有機物料的比例調節含水量。 由於糞水中的含氮量不能滿足發酵要求的碳氮比, 一般需要額外添加氮源。

糞水堆肥工藝流程見圖1。

2 糞水堆肥技術

2.1 技術參數

調節含水量與碳氮比, 保證發酵環節的正常運行, 是糞水堆肥的關鍵環節。 為了最大化處理糞水, 應選用含水量低、糞水吸附量高的有機物料(秸稈、木屑、菇渣等)作為輔料;在滿足含水量的條件下, 必要時可添加氮肥(尿素、硫酸銨等)或者含氮量高的有機物料(豆粕、畜禽屍體等)來調節碳氮比。 畜禽養殖糞水堆肥技術參數見表1。

糞水堆肥與常規糞便堆肥工藝中主發酵、後熟發酵環節相同。 在調節發酵物料的碳氮比和含水量的基礎上通過自然堆肥、條垛式主動供氧堆肥、機械翻堆堆肥、反應器堆肥等發酵方式將物料腐熟。 為提高發酵溫度、縮短發酵週期, 堆肥混合物料可添“有機肥發酵菌劑”。 主發酵結束後, 通過後熟發酵將物料進行進一步的穩定化。

糞水與有機物料混合比例按照下述公式計算:

其中:

W—混合物料的初始含水量(%), 通常取55%左右;

a—糞水的品質(kg);

b—有機物料的品質(kg);

X1—糞水的含固率(%);

X2—有機物料的含固率(%);

發酵物料中的碳氮比調節, 按照下述公式計算:

其中:

C/N—混合物料的初始碳氮比, 通常取25左右;

a—公式(1)中計算糞水的品質(kg);

b—公式(1)中計算有機物料的品質(kg);

c—高氮物質的添加量(kg);

c1、c2、c3—糞水、有機物料、高氮物質的含碳量(%);

n1、n2、n3—糞水、有機物料和高氮物質的含氮量(%);

常見有機物料的碳氮含量見表2。

以木薯渣與糞水混合堆肥為例:假設木薯渣含水量(濕基)20%,糞水含氮量(濕基)為0.8%(按糞水中不含固形物和有機碳計算),堆肥混合料的含水量按照55%(濕基)計算,則100 kg木薯渣需要與77.78 kg糞水混合;假設堆肥混合料的碳氮比為25∶1,則還需要添加的尿素量為1.29 kg。

2.2 產品品質控制

發酵的衛生要求應符合《糞便無害化衛生要求GB7959-2012》(表3)。

進入市場的商品化有機肥應符合《有機肥料 NY525-2012》的要求(表4)。

以木薯渣與糞水混合堆肥為例:假設木薯渣含水量(濕基)20%,糞水含氮量(濕基)為0.8%(按糞水中不含固形物和有機碳計算),堆肥混合料的含水量按照55%(濕基)計算,則100 kg木薯渣需要與77.78 kg糞水混合;假設堆肥混合料的碳氮比為25∶1,則還需要添加的尿素量為1.29 kg。

2.2 產品品質控制

發酵的衛生要求應符合《糞便無害化衛生要求GB7959-2012》(表3)。

進入市場的商品化有機肥應符合《有機肥料 NY525-2012》的要求(表4)。

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