畜禽粪便的处理和利用

1、畜禽粪便的畜禽粪便的 处理和利用处理和利用 一、畜禽粪便资源 二、畜禽粪便的作用 三、堆肥的基本理论 四、堆肥过程的性质变化及其影响因素 五、堆肥的生物化学与生物学 六、堆肥过程中的条件控制 七、堆肥腐熟度评价 八、堆肥的类型及设备一、畜禽粪便资源一、畜禽粪便资源 每年畜禽粪便数量牛马 猪 羊 鸡禽畜存栏全国1.31 （亿头）808（万头）6.18 （亿头）1.5（万亿）河北百头）1269.28（万头）685869255042.81（万只）每年产生粪便全国208932（万吨）11322（万吨）163056（万吨）46531（万吨）14214（万吨）养分种类水分NPKC

2、a每头（只）的进食量鸡250g0.420.250.90110g2、鸡每天所进食的饲料量及养分比、鸡每天所进食的饲料量及养分比 水分有机物NPKCa鸡 50.0 25.5 1.63猪 8215.0 0.56牛 8314.5 0.32马 7620.0 0.55羊 6528.0 0.653、畜禽每天排出的粪便量及养分比、畜禽每天排出的粪便量及养分比 （新鲜（新鲜） 养分种类水分有机物NP2O5K2O鸡粪鸭粪鹅粪猪粪牛粪马粪羊粪50.056.677526.223.415.014.520.028.01.631.100.550.560.320.550.651.541.400.50

3、0.400.250.300.500.850.620.950.440.150.240.254、新鲜畜禽粪的养分平均含量、新鲜畜禽粪的养分平均含量/ % 年份有机肥所占比例/ %化肥所占比例/ %总量NP2O5K2O总量NP2O5K2O194919571965197519801983199099.991.080.766.447.142.036.799.988.770.853.030.626.223.210096.071.554.641.835.530.210010099.997.392.888.577.40.19.019.333.652.958.063.30.111.329.247.069.473

4、.876.804.028.545.458.264.569.8000.12.77.011.522.65、我国有机肥施用量占肥料总用量比例的变化、我国有机肥施用量占肥料总用量比例的变化有机肥使用的作用1、有机肥营养齐全，有机肥含有作物的所需要的大量元素氮、磷、钾；中量元素钙、镁、硫；微量元素铁、锰、铜、锌、硼、钼等。比例合理，释放平稳有机肥使用的作用2、有机肥中含有化肥中没有的营养成分，含有氨基酸、蛋白质、糖、脂肪、胡敏酸等各种有机成分，对改善作物品质有重要意义。有机肥使用的作用3、使有机肥同时带入大量的微生物和酶，同时为土壤微生物带入营养和有机能量，促进土壤微生物的生长和繁殖、提高酶的活性。有机

5、肥使用的作用4、有机肥中含有大量的有机物质，经微生物降解产生腐殖酸、激素等，促进根系发育、提高光合作用。有机肥使用的作用5、增强作物的抗逆性5.1 增强抗旱抗寒能力，改善土壤结构、增强土壤保水能力；5.2 减少作物蒸腾。有机肥使用的作用 6、增强作物的抗盐能力，促进土壤脱盐 6.1 抗倒伏、抗病； 6.2 微生物合成生理活性物质，如维生素B、叶酸、生长素等，是作物生长健壮，提高作物产量、改善作物品质，土壤有机质与水稻的蛋白质含量呈显著正相关，能提高作物的维C含量和水溶性糖的含量。有机肥使用的作用 7、提高土壤肥力、改善土壤结构、增加土壤生物活性，提高化肥的利用率、提高土壤养分的利用率。二、堆肥

6、的基本理论二、堆肥的基本理论 1、堆肥中有机物的氧化和合成反应式 2、好氧发酵 3、厌氧堆肥 4、纤维素的厌氧分解反应 5、堆肥的工艺流程 6、几种常见病菌与寄生虫的常见温度 7、堆肥发酵影响因素1、堆肥中有机物的氧化和合成式、堆肥中有机物的氧化和合成式1、有机物的氧化、有机物的氧化（1）不含氮有机物（CxHyOz） CxHyOz +（x+1/2 y - 1/2z）O2 x CO2 +1/2 y H2O +能量（2）含氮有机物（CsHtNuOv.aH2O） CsHtNuOv . aH2O +bO2 CwHxNyOz . cH2O（堆肥）+dH2O（水） +eH2O（汽）+fCO2 +gNH3

7、+能量2细胞物质的合成细胞物质的合成 nCxHyOz +NH3 +(nx +ny/4 nz/2 -5x)O2 C5H7NO2(细胞质) +(nx-5)CO2 +1/2(ny -4)H2O +能量3、细胞质的氧化细胞质的氧化 C5H7NO2（细胞质）+5O2 5CO2 +2H2O +NH3 +能量 纤维素的分解 （C6H12O6）n 纤维素 n（C6H12O6）（葡萄糖 ） nC6H12O6 + 6nO2 微生物 6nCO2 + 6nH2O +能量 微生物微生物 H2O O2 有机物质有机物质 CO2和和H2O 新生物新生物 物质分解产物物质分解产物 腐殖质堆肥腐殖质堆肥 能量能量 热量热量2、

8、好氧发酵堆肥有机物+微生物+H2O细胞物质有机酸、醇+微生物+CO2、NH3、H2S、PH2等+能量细胞质CO2+CH4+产酸阶段（产酸菌的作用）产气阶段 （甲烷菌的作用）、厌氧堆肥、厌氧堆肥、纤维素的厌氧分解反应、纤维素的厌氧分解反应 （C6H12O6）n 微生物 n（C6H12O6）（葡萄糖） n C6H12O6 微生物 2n C2H5OH +2nCO2 + 2nC2H5OH +nCO2 微生物 2nCH3COOH +nCH4 2nCH3COOH 微生物 2nCH4 +2nCO2 总反应为：总反应为：（C6H12O6）n 微生物 3nCO2+3nCN4 +、堆肥的工艺流程、堆肥的工艺流程

9、目前一般采用好氧堆肥工艺，通常分外处理、主发酵（一次发酵）、后发酵（二次发酵）、后处理、贮芷等程序1、外处理、外处理：粉碎、去杂调整水分，C/Nee、添加药种和酸2、主发酵（一次发酵）、主发酵（一次发酵）：一般从温度升高到温度下降为主发酵阶段。开始中温菌生长（3040OC）随温度增高（4565OC）高温菌活动杀死。3、后发酵、后发酵：进一步分解有机物使之变成复殖酸、氨基酸等稳定有机酸，后发酵时间为2030天。4、后处理、后处理：粉碎去杂，造粒干燥5、贮芷、贮芷6、除臭：、除臭：液体洗涤、吸附法、掩散法、几种常见病与寄生虫的死亡温度、几种常见病与寄生虫的死亡温度名称 死亡温度 名称 死亡温度 沙

10、门氏 46OC 以上不生长； 钩虫卵 50OC,3d死亡 伤寒菌 5560OC ,30min内死亡 鞭虫卵 45OC,60d死亡沙门氏菌属 56OC，1h内死亡； 血吸虫卵 53OC,1d死亡 60OC，1520min死亡 蝇蛆 5156OC，1d死亡志贺氏杆菌 55OC,1h内死亡 霍乱产弧菌 65OC,30d死亡大肠杆菌 绝大部分，55OC，1h死亡； 炭疽杆菌 50OC55OC,60d死亡 60OC,1520min死亡 布氏杆菌 55OC,60d死亡阿米巴属 68OC死亡；50OC;3天死亡； 猪丹毒杆菌 50OC,15d死亡 71OC，50min内死亡 猪瘟病毒 5060OC,30d死

11、亡美洲钩虫 45OC,50min内死亡 口碲疫病毒 60OC,30d死亡流产布鲁 61OC,3min死亡 小麦黑穗病菌 54OC,10d死亡 土菌 稻热病菌 5152OC,10d死亡酿脓链球菌 54OC,10min内死亡 麦蛾卵 60OC.5d死亡化脓性细菌 50OC,10min内死亡 二化螟卵 55OC,3d死亡结核分枝 66OC,1520min内死亡， 小豆象虫 60OC,4d死亡 杆菌 有时在67OC内死亡 挠虫卵 50OC,1d死亡牛结核杆菌 55OC,45min内死亡 蛔虫卵 5056OC,510d死亡、堆肥发酵影响因素、堆肥发酵影响因素 1、有机质含量在20%80%之间 2、水分：

12、含水量按重量计5060%，有利于微生物生长 3、温度：中温（3040OC)12天，到高温（5060OC)56天即可达到无公害 4、炭氮比：C/N一般为2535：1 5、C/P 75150为宜。磷酸细胞核AIP的重要组成 6、PH值一般中性偏碱1、堆肥一般性质的变化 物理性质的变化 水分的变化 PH值的变化 CEC的变化2、堆肥的碳素循环及腐殖质变化概述有机质、腐殖质及其组成的变化 3、堆肥的氮素循环概述堆肥和沤肥的氮素变化添加尿素对堆肥过程中氮素组成的影响4、堆肥过程中磷素的变化5、堆肥的灰分及重金属的变化三、堆肥过程的性质变化及其影响因素恶臭物质的种类和性质恶臭的控制6、恶臭及堆肥的气味变化

13、堆肥过程中PH值的变化畜禽粪堆肥阳离子交换量的变化畜禽粪堆肥阳离子交换量的变化 项目堆肥时间 /d071421354963100有机质/ %(以C计）45.241.139.336.334.531.629.227.9CEC / (cmol/Kg)13.213.914.316.917.818.519.721.5腐植酸 / % (以C计）5.215.786.016.126.346.757.127.69胡敏酸 / % (以C计）1.302.192.62 2.71 3.08 3.524.10 4.75富里酸 / % (以C计）3.913.593.393.413.263.233.022.94类型种类 降解

14、量时间宜被生物降解（第一组）糖、淀粉、糖原完全水解和被代谢 57 周 果胶、脂肪酸、甘油、酯类、脂肪、氨基酸、核酸、蛋白质7080中等可被生物降解（第二组）半纤维素、纤维素、几丁质、低分子量有机物33 80%难被生物降解（第三组）木质素在堆肥中很少变化，施入土壤后发生少量的降解微生物降解有机物的相对速率排序微生物降解有机物的相对速率排序 处理 项目 鸡粪牛粪高温堆肥沤肥高温堆肥沤肥有机质含量 / %（以C计)初期末期35.313.45.8335.929.228.7腐植酸总量 / %初期末期7.25（20.5)6.08 (37.1)6.84 （23.8）6.67 （18.6）5.60 （32.6

15、）1.75 （30.0）胡敏酸总量 / 初期末期3.915.123.353.263.790.719富里酸总量 / %初期末期3.340.943.483.411.861.03HA/FA 初期末期1.175.320.960.9562.040.69堆肥前后腐殖质及其组成的变化堆肥前后腐殖质及其组成的变化 种类 处理 全氮 铵态氮 硝态氮 有机态氮初期末期变化率/ %初期末期变化率/初期末期变化率/ %初期末期变化率 / % 鸡粪堆肥1.631.22-25.11.190.152-87.20.0590.016-72.70.3811.08+183沤肥3.081.77-42.52.910.791-72.80

16、.0320.010-69.10.1740.974+459牛粪堆肥0.8550.778-9.10.0790.011-85.60.0130.011-13.90.7630.756-0.90沤肥0.5980.187-68.70.0260.009-66.20.0160.003-84.40.5560.179-67.8堆肥前后不同形态氮素含量的变化堆肥前后不同形态氮素含量的变化 类型 全氮 / 铵态氮有机氮备注含量 / %占全氮 / 含量 / %占全氮 / 原料鸡粪0.8600.65476.00.17420.2湿样堆肥初期1.631.1973.00.38123.4干样原料牛粪0.97700.04264.36

17、0.92794.7湿样堆肥初期0.8550.07869.190.76389.2干样堆肥初期和原料中不同形态氮素含量堆肥初期和原料中不同形态氮素含量原料处理指标初期升温期高温期降温期腐熟期 含量 / %占全N / %含量 / %占全N / %含量 / %占全N / %含量 / %占全N / %含量 / %占全N / % 牛粪 加尿素全NNH4+-NNO3-NOrg.-N全NNH4+-NNO3-NOrg.-N全NNH4+-NNO3-NOrg.-N全NNH4+-NNO3-NOrg.-N1.370.5540.0630.75210040.44.6054.91.180.2570.0660.85710021

18、.85.5972.61.290.2490.0211.0210019.31.6379.11.120.01590.01411.091001.421.2697.31.210.00560.01441.191000.461.1998.3无尿素0.8550.07860.01340.7631009.201.570.8920.6550.06930.01270.57310010.61.9487.50.8590.07770.01430.7671009.051.6689.30.6370.01520.01290.6091002.392.0295.60.7780.01130.01070.7561001.451.3797

19、.2鸡粪加尿素1.751.390.1490.31110079.48.5117.81.070.7820.01190.27610073.11.1125.81.500.4370.0031.0610029.10.00270.71.280.2870.0070.98610022.40.54677.01.460.1010.0091.351006.910.6292.5无尿素1.631.190.05860.38110073.03.6023.41.380.4290.0111.3910023.40.60075.91.210.2150.0080.98710017.80.6681.61.580.2050.00671.3

20、610013.00.4286.11.220.1480.00161.0710012.20.1387.7不同堆肥处理后不同堆肥处理后N素形态比例素形态比例分类名称臭气性质硫醇类乙基硫醇、 甲基硫醇、 异丙基硫醇烂洋葱头臭、烂甘蓝臭硫醚类二甲基硫、二乙基硫、 二丙基硫、二苯基硫 蒜、韭菜臭硫化物硫化氢、硫化铵腐蛋臭、强刺激臭醛类甲醛、乙醛、丙烯醛刺激臭、不快臭、催泪吲哚类甲基吲哚类粪臭脂肪酸类乙酸、丙酸、酪酸刺激臭酰胺类酪酰铵汗臭胺类甲胺、乙胺、二乙胺腐败鱼臭酚类苯酚、硫酚不快臭 1、某些恶臭物质的分类、某些恶臭物质的分类 除臭剂 ： 氧化剂、杀菌剂、PH值调节剂，如甲酸、乙酸、丙酸、硝酸、硫酸亚铁

21、、过氧化氢、高锰酸钾； 生物学法：放线菌（Streptomyces属）、好热性防线菌（Bacilllus属）； （3）物理法： 吸附2、恶臭物质的控制堆肥的生物化学与生物学基础 堆肥过程中的生物化学 堆肥物料的化学组成 温度和PH值变化特征 堆肥进程中的生物化学变化 堆肥进程中的微生物学 真菌 放线菌和细菌 病原微生物 无害化需要的最适堆肥温度四、堆肥的生物化学与生物学四、堆肥的生物化学与生物学 堆肥条件的优化 物质降解需要的最适堆制温度 堆肥添加剂 微生物接种剂2、堆肥过程中微生物的变化 堆肥过程中微生物的变化 堆肥过程中酶活性的变化堆肥过程中水分的控制 干堆肥物料的水分控制 湿堆肥物料的水分控制 控制湿度的干化法堆肥过程