畜禽粪便处理方法及资源化简介

畜禽粪便处理方法及资源化简介一、畜禽废弃物对环境的影响•畜禽废弃物对环境的影响主要是在畜禽饲养与加工过程中,大量排泄物和废弃物由于处置不当或处置不及时而进入环境所造成的。•畜禽废弃物进入环境产生污染的主要途径:•一是废弃物在储存和运输堆积过程中,由于雨水的冲刷和淋洗作用导致营养物质的流失;•二是畜禽废弃物堆放和处置过程中不稳定物质的挥发;•三是畜禽生产加工过程中废水、废气或固体废弃物(粪便、死尸和绒毛等)的直接排放,会对水源、土壤和空气等产生不同程度的影响。•1.1空气污染•畜禽粪便对空气的污染主要是粪便有机物厌氧分解所产生的恶臭、有害气体以及携带病原微生物的粉尘。恶臭和有害气体主要包括NH3,CH4,H2S,(NH4)2S和粪臭素等。•研究表明,家禽粪便中20%~30%的氮为铵态氮,易挥发损失。NH3的挥发提高了雨水的pH值,使更多的SO2溶于雨水,形成(NH4)2SO4,而(NH4)2SO4在土壤中被氧化,释放HNO3和H2SO4,使酸沉降量增加了2.5倍。病原微生物主要是细菌和病毒。空气中大量的病原微生物易造成一些疫病流行,严重影响生产和经济效益,同时危害周围居民的健康。•1.2水体污染•畜禽废弃物对水体的污染也越来越严重,主要表现为有机污染、N和P污染。养殖场废水主要是尿液与冲洗污水,是高浓度的有机废水,污染负荷大,排放集中，且净化处理难,对农业生态环境和水体环境的影响在畜牧业中起主导作用。•实践表明,未经处理的粪污含有大量的N和P等营养物质,流入河流和池塘,可造成水体的富营养化,使水中藻类大量繁殖,溶解氧降低,导致鱼类死亡。另外,畜禽粪便中还含有大量的病原微生物,这些微生物进入水体,会影响水质,引起水生生物发病,危害人体健康。•1.3土壤污染•据测定,在家禽的粪便中包含铝、钡、钙、铬、锡、铜、铁、钾、镁、铂、钠、镍、氯、磷、铅、硫、铝、钒和锌等21种微量元素。这些物质进入土壤,超过环境容量时,就会产生环境污染。•对土壤理化性质的影响,主要是畜禽粪便施入田地后有机质的累积和阳离子交换量的增加,使无机盐积累,土壤中不易移动的磷酸在土壤下层富积,引起土壤板结。•1.4生物污染•畜禽粪便及废水中含有大量的病原微生物、致病菌、寄生虫卵等。实践表明，由于畜禽粪便没有得到及时的处理，使环境中滋生蚊蝇，病原种类增多，菌量增大，使病原菌和寄生虫蔓延，最终导致畜禽传染病和寄生虫病的蔓延与发展。二、畜禽废弃物处理技术•2.1、减量化和无害化技术•减量化就是通过一定的技术,使废物体积减小或质量减小,以便于运输与处置。•无害化是通过一定的技术将其中有害物质杀灭或去除,如杀菌和除臭等。•（1）焚烧法•因畜禽粪便中含有机物质,采用类似垃圾焚烧处理技术,使其灰化,达到减量和杀灭有害病原体的目的。但处理过程中会产生有害气体,同时使许多营养物质流失,且耗能多,投资大,因此不易推广。•（2）干燥法•干燥法是利用热能、太阳能、风能等能量，对畜禽粪便进行处理，使畜禽粪便在一定时间内除去大部分水分。干燥的目的，不仅在于减少粪便中的水分，而且还要达到除臭和灭菌的效果。因此，干燥后的畜禽粪便大大降低了对环境的污染。且干燥后的畜禽粪便可加工成颗粒肥料，或作为畜禽的饲料，具有多种用途。•根据热源和加热方式的不同，干燥法分为自然干燥、高温快速干燥、机械干燥等。•鸡的消化道短，吸收能力差，饲料的多数营养物质(约70%)未被消化，以粪便的形式排出体外，因而国内外常用干燥法对鸡粪进行处理。虽然干燥法有较多优点，但它只能侧重解决某一方面的问题，而不能从整个生态环境系统的角度来考虑问题，因而很难从根本上解决环境污染问题。•（3）除臭法•目前已识别畜禽粪便产生的有味气体主要归属于含硫化合物、含氮化合物、挥发性脂肪酸和酮类等。一般认为,氨气、二氧化碳、甲烷和硫化氢是导致空气污染与气味的主要原因。•采取在畜禽粪便中添加福尔马林、乙烯、碳酸氢钠、甲基溴化物等药剂杀死病菌，减少氨气的挥发，处理后产物用于饲喂反刍家畜。但化学处理技术一次性投资大、产品成本高，难以取得良好的经济效益，不能顺利为市场接受。•2.2综合技术•一般来说,干燥、除臭等技术只达到了废弃物的减量化和无害化目的,而综合技术既能够使废物减量化、无害化,又利用了其中的资源,主要包括好氧堆肥、发酵等。•（1）堆肥•堆肥是处理各种有机废弃物的有效方法之一,是将畜粪等固体有机废弃物按一定比例堆积起来,调节堆肥物料的C/N比,控制适当水分、温度、氧气与酸碱度,在微生物作用下进行生物化学反应而自然分解,随着堆肥温度的升高杀灭其中的病原茵、虫卵和蛆蛹,处理后的物料作为一种优质有机肥料。•发酵法•生物处理技术是利用微生物分解畜禽粪便中的有机物从而实现其无害化和资源化的技术方法，是处理畜禽粪便的有效而经济的技术方法。利用自然界广泛存在的微生物，控制适当的条件，不但可使畜禽粪便中的有机物发酵腐熟生产有机肥得到利用，而且可获得沼气。根据处理过程中起作用的微生物对氧气的要求不同，生物处理可分为厌氧生物处理和好氧生物处理两类。•厌氧生物处理法。厌氧生物处理法是指在不提供游离氧的条件下，以厌氧微生物为主使畜禽粪便中的有机物进行降解并稳定化的一种生物处理方法，即厌氧发酵法。厌氧处理是目前处理畜禽粪便较为重要的环境技术。•它的优越性在于，在消除畜禽粪便对环境污染的同时可获得可利用的能源和物质，它与好氧处理的共同点是必须在有微生物参与的条件下才能完成。•利用自然微生物或接种微生物，在缺氧条件下，将有机物转化为二氧化碳与沼气。其优点是处理的最终产物恶臭味减少，产生的沼气可以作为能源使用。缺点是氨气挥发损失多，处理池体积大。•好氧生物处理法•好氧生物处理法是指在提供游离氧的条件下，以好氧微生物为主，使畜禽粪便中的有机物降解并稳定化的生物处理方法。例如人工湿地、太阳能大棚发酵、动态充氧发酵等。高温好氧堆肥法处理畜禽粪便是目前研究较多、应用广泛而最有前景的方法之一，是畜禽粪便无害化、安全化处理的有效手段。•采用高温好氧堆肥方法处理畜禽粪便的好处在于：好氧高温发酵具有对有机物分解快，降解彻底，发酵均匀的特点。其发酵温度一般在55～65℃，脱水速度快，发酵周期短，有机物分解彻底。含水率在15d左右既可以降到40%～50%，同时病原菌、寄生虫卵和杂草种子的杀灭效果也比较好。处理的最终产物臭气较少，且较干燥，容易包装、施肥。但起始发酵适宜的含水率应为55%～65%需要通气或翻堆，同时发酵中存在氨的挥发，会产生臭气降低肥效，堆肥需要的场地大等缺点。三、畜禽废弃物资源化利用•肥料化•畜禽粪便中含有大量氮、磷、钾等营养元素，具有较高肥效，常作为优质有机肥用于蔬菜、瓜果、花卉等作物的栽培中，可以改良土壤结构、提高土壤肥力和农作物产量。粪便还田是我国农牧业传统的畜禽粪便处理方法，具有费用低、处理数量大、效果好等优点。•鸡粪由于营养价值高、含水量低，得到充分的应用，而猪、牛粪由于含水量大、运输不便，还田利用率较低。•（1）直接施用法•畜禽粪便直接施用的方法无需投资、简便易操作、易于农民利用，但是不便于大量施用，在使用上受到限制。•（2）物理堆肥•物理堆肥是通过人为控制堆肥所需条件，利用微生物对其进行腐化分解，生产出高效的有机肥料。物理堆肥的关键在于调节堆肥物料的碳、氮比例、颗粒大小，控制适宜的水分、温度、氧气和PH值。•采用堆肥技术处理畜禽粪便，与直接施用方法相比，最终产物臭气较少，水分含量小、容易包装和施用。•堆肥法可分为自然堆肥、好氧厌氧堆肥和生物堆肥。•自然堆肥是粪便处理的传统方法，它通过微生物作用使畜禽粪便在数月内自然分解，微生物发酵产生的热量可以杀灭大部分病原微生物和寄生虫。•自然堆肥操作简单、投资小，但需要较大场地，处理周期长，而且灭菌不彻底。•（3）生物堆肥•生物堆肥是在畜禽粪便中接种微生物复合菌剂、将物理化学工艺和生物处理技术结合，使接种微生物快速分解粪便，抑制或杀灭病原微生物。由于人工添加了高效微生物菌剂，生物堆肥与自然堆肥相比堆肥效率高、发酵周期短、堆肥质量高。•辽宁北方环保集团在产业化生产有机肥的过程中引进高效降解复合微生物菌剂，较单一菌种发酵相比提高了发酵温度4~5℃，缩短了发酵周期2-3d，发酵后的肥料质量好肥效高，具有显著的经济效益。•1.用作有机肥及无机肥•畜禽粪便通过生物好氧发酵与干燥处理,制成无公害高效活性有机肥。在国外许多国家(如日本和加拿大等国),畜禽粪便还田仍是处理利用的主要方向。日本之所以在短短几年内解决了畜禽粪便的污染问题,就是政府推动畜禽粪便还田运动,协调畜禽养殖业与种植业之间的关系。畜禽粪便经过减量化无害化处理后,制成优质的有机无机肥,进行无公害和绿色食品的生产,同时还可以进行有机肥与无机肥商品化生产。禽畜粪便处理设备与有机肥生产•设备组成•禽畜粪便处理设备可以在短期内，将禽畜粪便处理成有机肥，所以也称有机肥生产设备。主要由5部分组成；•(1)混合搅拌料机；•(2)螺旋输送机；•(3)加压混炼机；•(4)粉碎机；•(5)电气控制系统。工艺流程•该设备系统工作时，把禽畜粪便与配料按规定的比例送入混合搅拌料机，进行搅拌混合使其均匀，通过螺旋输送机进一步搅拌并送入主机——加压混炼机，通过加压混炼机的加压摩擦，使该机体内的混合物温度自行升高，杀死或抑制低温菌，杀死蛔虫卵和有害菌，然后提供适当的空气和水分，为高温菌发酵创造适宜的条件，完成快速发酵，再通过粉碎机粉碎松散，最后送入堆置场堆放8-10天，即成为有机肥。设备特点•（1）利用该设备与技术处理禽畜粪便，不受季节限制，一次性投资小，占地面积小，运行管理费用低。•（2）禽畜粪便经过该设备，立即转成好氧发酵，没有臭味，是无害化处理。•（3）充分利用资源，“变废为宝”生产有机肥。•（4）禽畜粪便从被处理到有机肥产生仅需10天左右，有机肥生产周期短。•（5）操作简单，维护方便。畜禽粪便制饲料•畜禽类饲料化的可行性•1.营养成份•畜禽粪便的营养成份和消化率是多变的，取决于动物的种类、年龄、动物的不同生长期，粪便收集系统、粪便的贮存形式和时间长短，以及饲养管理方式和日粮配方。此外还存在大量VB12，猪粪中VB12含量高达17.6ug/克(干重)。•2.畜禽粪便饲料化的安全性•畜禽粪便是一种有害物的潜在来源，包括病源微生物(细菌、病毒、寄生虫)、化学物质(如真菌毒素)、杀虫药、有毒金属、药物和激素。生产实践表明，畜禽粪便饲料化安全性的焦点是金属和药物中毒。•唯一出现的中毒现象是羊的铜中毒，因羊食用高铜的鸡粪而引起的，羊本身对铜的耐受性又很低，可通过控制饲料中铜的含量来防止此病的发生。•总之，畜禽粪便经适当处理，禁用治疗期的粪便，在动物宰杀前减少粪便的使用量或停用，畜禽粪便饲料化是安全的。•3.对畜牧生产的畜产品的影晌•鸡粪喂牛不影响鲜肉的等级和风味，鸡粪喂奶牛也不影响乳的成份和风味，猪粪喂猪和牛粪喂牛皆不影响肉质，仅是硬脂酸的变化。•畜禽粪便经适当处理可杀死病源菌，便于贮存、运输、改善适口性，并能提高蛋白消化率和代谢能。国外畜禽粪便饲料化早已商品化，很多加工处理方法和设备已获专利。畜禽粪便饲料化方法•1.干燥法•干燥法是一种传统的处理方法(可人工加热或白然干燥)。此法处理鸡粪的效率最高。•（1）自然干燥法•自然干燥法是将新鲜粪便在地面摊晒，以降低其水分含量，不能彻底杀灭病原微生物和寄生虫。•（2）机械干燥法•机械干燥法是用高温干燥机使粪便水分含量在短时间内降低，同时具有灭菌、除臭的作用。采用机械干燥法处理畜禽粪便用于饲料是目前应用较为广泛的畜禽粪便资源化利用方法之一。•干燥法的设备简单，投资小，但能源消耗大。在加工过程中，灰尘大，存在氮的损失问题。•热喷法•热喷法是通过使用热喷机，在其高温高压作用下，使粪便熟化并膨松，同时杀灭病菌、去除恶臭。•青贮法•青贮法是将畜禽粪便与作物残体、作物秸秆、饲草或其它粗饲料一起青贮，需要有足够的水分和可溶性碳水化合物。青贮法能够提高适口性和饲料利用率，提高蛋白转化效率，青贮法生产的畜禽粪便饲料比干粪营养价值高。•日本采用鸡粪青贮发酵法制作饲料，即用干鸡粪、青草