第三章 畜禽粪便的综合利用

1、 第三章第三章 畜禽粪便的综合利用畜禽粪便的综合利用第一节第一节 畜禽粪便资源及污染现状畜禽粪便资源及污染现状1、畜禽粪便污染现状、畜禽粪便污染现状 养殖业粪便废弃物的产量迅速增长，已经成为我国面源污染的主要原因之一。资料显示，全国畜禽粪便年产生量已达到约17.3亿吨，是工业废物的2.7倍。其中各种污染成分的年产生量，氮约为1597万吨，磷约为363万吨，COD约为6400万吨已经接近工业废水 ( 1, 随着胡敏酸比率的增加, 发酵后腐殖质品质亦有改善。（3）生物活性法）生物活性法 n 呼吸作用呼吸作用n 堆肥过程中微生物吸收O2 和释放CO2 的强度, 通常用来判断微生物代谢活动的程度、堆肥

2、的稳定性。Epstein 总结堆肥呼吸过程的数据, 提出当堆肥释放的CO2 在5 m g (C) g-1(堆肥碳) 以下时, 达到相对稳定; 在2 m g (C) g-1 (堆肥碳) 以下时, 达到腐熟。张所明等(1998) 提出当堆肥达到腐熟时, 耗氧速率为0. 02% - 0. 10%m in-1 。n 微生物量微生物量n 堆体中微生物量及种群的变化,也是反映堆肥代谢情况的依据。n 酶学分析酶学分析n 堆肥过程中, 多种氧化还原酶和水解酶与C、N、P 等基础物质代谢密切相关。分析相关的酶活力, 可间接反映微生物的代谢活性和酶特定底物的变化情况。研究表明, 水解酶的较高活性反映了堆肥的降解代

3、谢过程, 酶活性较低时反映堆肥达到了腐熟。（4） 波谱分析法n 为了从物质结构的角度认识堆肥过程, 研究者们采用了波谱分析法, 迄今为止, 使用较多的方法有13C-核磁共振法和红外光谱法。红外光谱法可以辨别化合物的特征官能团。核磁共振可提供有机物骨架的信息。红外光谱法与核磁共振对堆肥有机成分的转化提供了有利的证据。11、堆肥化中的注意事项n （1）恶臭）恶臭 n 硫化合物(反应初期发生)和氨等(堆温上升有机物分解明显时发生)是出现恶臭的原因。其对策是用硝化菌的生物脱臭，有效地降低成本。 n （2）水分调节材料）水分调节材料 n 家畜粪及食品等废弃物的初期水分是85以上的高水分,堆肥化时需要水分

4、调节。 高水分时材料间隙被水分填充着,对于存在于材料内部的堆肥化微生物的氧气供应变得困难,其增殖受到阻碍。 木片、木屑、稻皮等因水分小，能确保空气通道，所以现实当中多被作为水分调节的辅助材料。可是，添加辅助材料处理大量废弃物时，易带来堆肥量和运行成本的增加。三、能源化技术三、能源化技术 畜禽粪便转化成能源在草原上采用的是直接燃烧。目前对于集约化养殖场，大多是水冲式清除畜禽粪便的，例如，养猪业采用漏缝地板、水冲猪粪系统，粪便含水量高，对这种高浓度的有机废水，目前常采用沼气厌氧发酵法。 沼气厌氧发酵的原理是利用厌氧细菌的分解作用，将有机物 (碳水化合物、蛋白质和脂肪)经过厌氧消化作用转化为沼气和二

5、氧化碳。沼气法具有生物多功能性，既能够营造良性的生态环境、治理环境污染，又能够开发新能源，为农户提供优质无害的肥料，从而取得综合利用效益。 四、除臭技术四、除臭技术n 畜禽粪便的除臭主要包括物理除臭、化学除臭、生物除臭三方面。 n 1、吸收法n 吸收法是使混合气体中的一种或多种可溶成分溶解于液体之中，依据不同对象而采用不同方法。n 液体洗涤。对于耗能烘干法臭气的处理，常用的除臭方法是用水结合采用化学氧化剂，如高锰酸钾、次氯酸钠、氢氧化钙、氢氧化钠等，该法能使硫化氢、氨和其他有机物有效地被水汽吸收并除去，存在的问题是需进行水的二次处理。n 凝结。堆肥排出臭气的去除方法是当饱和水蒸汽与较冷的表面接

6、触时，温度下降而产生凝结现象，这样可溶的臭气成分就能够凝结于水中，并从气体中除去。n 2、吸附法n 吸附是将流动状物质 (气体或液体)与粒子状物质接触，这类粒子状物质可从流动状物质中分离或贮存一种或多种不溶物质。活性炭、泥炭是使用最广的除臭剂，熟化堆肥和土壤也有较强的吸附力，国外近年来采用如Sweeten等 (1991)、Kowalewsky(1981)等研制开发的折叠式膜、悬浮式生物垫等产品，用于覆盖氧化池与堆肥，减少好氧氧化池与堆肥过程中散发的臭气，用生物膜吸收与处理养殖场排放的气体。n 3、氧化法n 有机成分的氧化结果是生成二氧化碳和水或是部分氧化的化合物。无机物的氧化则不太稳定，例如硫

7、化氢可以氧化成硫或硫酸根。热的、化学的和生物的处理过程都是可以利用的。n 加热氧化。如果提供足够的时间、温度、气体扰动紊流和氧气，那么氧化臭气物质中的有机或无机成分是很容易做到的，要彻底地破坏臭气，操作温度需达到650850、气体滞留时间0.3-0.55S。此法能耗大，应用受到限制。n 化学氧化。如向臭气中直接加入氧化气体，如臭氧，但成本高，无法大规模运用。n 生物氧化。在特定的密封塔内利用生物氧化难闻气流中的臭气物质。 n 4、掩蔽剂n 在排出气流中可以加入芳香气味以掩蔽或与臭气结合。这种产物通常是不稳定的，并且其味可能较原有臭味还难闻，目前已很少应用。n 5、高空扩散n 将排出的气体送入高空，利用大气自然稀释臭味，适宜用