培训课件-08培训

第八章牛粪的利用技术第一节牛粪作肥料一、牛粪的排泄量及养分含量15千克。每头牛每年共计排粪5400千克。因牛放牧和经常使役，约有20%~25%的粪散失掉，表8-1牛粪的养分含量(%)二、牛粪的堆沤及保肥措施(一)严密培积采用严密培积的方法，把每天清除的粪草堆积压紧，通常采用积大堆，在堆顶上盖土、封泥，冬季盖雪等方法，减少堆内空隙，阻碍空气进入，造成厌气性条件，由于堆内通气不良，可减少氨挥发。在施肥的一段时间应进行翻倒，倒后再堆积一段时间，不压紧但仍要堆成大(二)控制堆沤程度一般来说堆沤时间愈长，成分损失也愈大。因此，堆积沤制程度要依生产需要而定，在以改良为目的，而当年又不栽种作物时，施新鲜牛粪尿最好；若在播种前进行施用，则必须施用(三)增加垫物(四)牛粪尿与磷肥混沤采用牛粪尿与磷肥混沤，在牛粪中加入过磷酸钙或磷矿粉，能增强微生物活动能力，加速粪肥分解，减少氮肥损失，减轻土壤对磷元素的固定，提高磷肥利用率。三、牛粪对培肥地力的作用可以改善耕层土壤物理状况。施用牛粪的土壤，土壤容量降低，孔隙度增加；增强土壤透水性和持水性，施用牛粪的土壤易保蓄雨水，有利于抗旱保墙，减少肥水流失；提高土壤中二氧化碳的浓度。由于牛粪中大量有机物的分解，使土壤二氧化碳浓度明显增高，有利于光合作用的进行；提高土壤养分含量。施用牛粪尿的土壤有机质、氮、磷等元素含量有明显增加。四、牛粪的施用方法在实际生产中施肥与轮作相结合，牛粪有较长后效，不需每年都施用，要全面考虑土壤，作物及耕作条件，把施肥纳入轮作中，使每一轮作周期内，各地块均能施入牛粪；最好做基粪是冷性粪料，与热性的有机肥料混合施用效果更好，对于各种作物均有明显增产效果。第二节牛粪作饲料一、牛粪的营养价值二、牛粪作饲料的加工方法分自然干燥法(晒干、风干)和加热干燥法(烘干、炒干)。(二)发酵法中，经20~30天发酵即可启用。亦可用快速发酵法：即用15千克鲜牛粪，加5千克米糠，加水(三)化学法畜(一)牛粪喂猪在牛粪作饲料的研究中，用于猪的研究是目前研究最多也是实际应用最成功的。日本研30%-40%的常规饲料，降低猪饲养成本，而且猪喜欢食用，猪增重率提高6%~10%,猪肉的质量(1)煮沸法加水搅拌，放置于铁锅中，用旺火煮沸，除去泡沫即可饲喂。(2)人工发酵法用30%牛粪与70%猪配合饲料混合，加入培养好的酵母菌(按1:500的比例与混合料均匀混合),再按含水量为50%~65%的标准加水，以手捏指缝有水，但不滴下为宜，再次混匀，然后用塑料薄膜封严。气温在20℃以下经7~10天，20~30℃经3~5天、30℃以上经1天即可发酵喂用。发酵成功的牛粪饲料呈黄褐色，无异味，有酵母气味。2.饲喂方法牛粪经处理好后其化学成分与纯猪配合饲料相比，粗蛋白质大约增加30%,粗脂肪增加约5%,粗纤维降低9%~10%,无氮浸出物降低25%左右，粗灰分降低0.1%以上，氨基酸种类齐全、比例适当，其比值均高于生长猪饲料需要量。维生素含量丰富。饲喂猪可按30%的(二)牛粪喂牛据试验，在育肥牛的精料中添加经消毒处理后的干牛粪25%,经100天试验，试验组的牛增重率比对照组提高12.5%,而且试验组的牛肉呈深红，肉纤维细腻，肉味香浓。(三)牛粪喂羊据意大利报道，在育肥羊的精饲料中添加20%的干牛粪，增重率可提高18.7%,肉腥味降(四)牛粪喂仔鸡菲律宾大学畜牧系的专家，用10%的干牛粪添加入配合饲料中，几周后其结果与对照组相比，仔鸡生长增重提高19.5%、死亡率下降24.3%;张青(1995)报道，在产蛋鸡饲料中掺入9%干牛粪粉，可提高产蛋率12.9%,蛋重增加6.5%,蛋色鲜艳，蛋黄较大。(五)牛粪作增色剂张静丽(1991)报道，将鲜牛粪经灭菌处理后方可制粉，一般在饲料中添加1%~2%,蛋增色(六)牛粪作虾饵料添加剂美国夏威夷海洋生物研究所，把干牛粪作虾饵料添加剂也收到良好效果。其具体方法是，把牛粪收集起来经过烘干、消毒、脱臭、磨粉等工艺，对11~14周龄的虾，在饵料中添加50%~60%的牛粪粉；11周龄以下的虾添加20%~40%的牛粪粉。虾的生长速度比对照组大大加快，虾的饵料成本费用下降35%~45%。(七)新鲜牛粪直接肥水养鱼王树标(1996)报道，用新鲜牛粪喂鱼：①刚排出粪便无污染，营养丰富，可供鱼直接食用；②新鲜牛粪投喂方便，成本低；③鲜牛粪比发酵牛粪利用率高，牛粪不会腐烂变质。但应注意以下三点：一是经常投喂鲜粪后，池水酸性大，使pH降低，所以每月每666.7平方米需用30~50千克生石灰加水溶化后全池泼洒一次，二是按每666.7平方米鱼池配一头牛的牛粪后，可少喂或不喂其他饵料；三是闷热雷雨天气要少投或不投鲜牛粪。(八)牛粪育虫将晒干粉碎的牛粪混合稻谷后撒在鸡场的一角。雨后，牛粪和糠壳粘在地上。等晒干后连同地皮一起铲起，堆成若干小堆，再用稻草或麦杆编成草帘盖上。十几天后，土堆里就生出虫来。鸡吃完后，再将鸡粪和地皮铲起来堆成小堆，十多天后又会生出虫来。生出的小虫是家禽牛粪做饲料的注意事项：牛粪中粗纤维含量较高，适宜饲喂食草性家畜，饲喂猪、鸡要掌握用量；用药物处理后的牛粪，饲喂猪、鸡要逐渐增加喂量；牛粪中含有一些瘤胃液和有益微生物，及时加工处理喂反舀家畜，可增强反舀家畜的消化功能。第三节牛粪作生产沼气的原料人们对沼气并不陌生，它系以猪牛粪尿等废弃物而制得的二次生物能源，因其成分与天然气相似，亦属优质燃气，是解决农村能源的理想途径。我国发展农村沼气事业虽较早，但鉴于肥，另一部分废液则排入江、河及污水道中处理掉。因此，有污染环境的忧虑。牛粪生产沼气采用厌氧消化，是无氧条件下的一个生物过程，在此过程中可生物降解物被降解成甲烷、二氧化碳及其他一些微量气体，如硫化氢、水蒸气、氮气等。整个过程由三个阶段组成：①水解阶段，系统中存在的微生物产生胞外酶，将有机化合物水解成简单的可溶性化合物；②产酸阶段，产酸菌将简单有机化合物(纤维二糖及其他糖等)转化成乙酸、丙酸等挥发酸；③产甲烷阶段，产甲烷菌将有机酸转变为甲烷和二氧化碳。现在生产使用比较先进的用(一)消化罐有无搅拌高能效消化罐(NEER)和连续搅拌消化罐(CSTR)之分。现在消化罐一般由聚氯乙烯(PVC)和丙烯酸有机玻璃制成。如图8-1、图8-2所示分别是无搅拌高能效消化罐和连续搅拌消化罐的示意图。消化罐主体一般为10毫米左右厚的聚氯乙烯圆筒，内径在150毫米以上，底部为10毫米左右的聚氯乙烯圆盘，聚氯乙烯水泥固定于主体圆筒上，底盘周围开有一条小槽。容器盖用同样厚度的有机玻璃制成，并由8个螺栓紧固于聚氯乙烯突缘，突缘粘合在消化器顶部外壁的周围。消化罐用涂有凡士林的氯丁橡胶垫圈密封，以保证其气密性。无搅拌高能效反应器底部呈45度圆锥形，基部为螺钻，装有滑动阀以便排污。进料由入口连续搅拌反应器的搅拌器采用叶轮推进器，叶轮机一般为6个叶片，转速为125转/分钟左右，由相应电动机带动。维持顶部气密性的方法是，在旋转轴外围套上聚氯乙烯套管，通过反应器盖，伸入液面下一定的深度。用氯丁橡胶垫圈来保持推进器轴周围的气密性。据估计，厌氧消化器搅拌所需能耗约占总能耗的60%,其大小取决于进料物的固体含量和水力滞留期(二)进料系统和4个电磁阀。本系统以定时器确保消化罐按预定的进料速度依次进料，并在进料前和进料时搅拌进料管中的物料。以一个典型的进料过程为例，设定定时装置，首先运行进料搅拌器5分钟，然后打开阀SV1,进料泵也同时开始。运转，并以预定的速率将原料加入1号消化池。进料泵运行时，(三)气体的收集、净化、测试和贮存沼气收集是利用安装于消化盖上的Y型塑料器，其中一条支管上配有一橡胶塞，由此可用注射器抽取消化间气样，进行组分分析；另一支管与水柱相连，气体通过适当高的水柱冒泡足以在消化间上部空间产生足够的反作用力，使消化器有效容积保持恒定。然后，收集的气体进入净化器脱硫。净化器由有机玻璃管制成，管内填充木屑和钢毛混合物；沼气由净化器底部进入，再从顶部收集。氧化铁与硫化氢反应生成硫化铁，从而将硫化氢从沼气中去除。消化器流出物由塑料管排出，管的一端在液面以下与出口反应室相连，另一端高于消化器内的液面，与一个一定容积有机玻璃缸连通。这样，可以使消化器上部贮气间的反压保持恒定，从而维持消化器内液面高度不变，使排放管充满液体，达到与外部空间隔绝的目的。(一)发酵温度温度无疑是沼气发酵比较关键的制约因素。常温发酵工艺，有节约能耗，减少投资等优点，但对沼气细菌生长条件而言，显然是一种低效的发酵工艺，常温条件下的发酵温度随季节而变化，是产气率低的重要原因。1982年，浙江农业大学畜牧场的奶牛粪沼气工程建在地下想达到常温发酵目的，但池温与地温变化相同，发酵原料分解慢，滞留期长，产气率停留在农村家用水压式沼气池的水平。萧山市湘湖农场和上海市东风农场的沼气工程，均利用工厂的废热水与牛粪等量混合，每天进料1~2次，滞留期20~25天，进料总固体物质(TS)浓度6%~8%,常年保持近中温(夏季30~38℃,冬季25~38℃),年平均产气率每天在0.6米3/米3以上，从而保证供气站全年稳定供气。萧山市第一农垦场沼气工程应用气化炉，以棉秆或麻秆为原料生产木质气，利用木质气的余热及木质气烧锅炉加温发酵料液，全年发酵温度在35℃左右，中温发酵，平均每天产气率高达1.5米3/米3,120米3发酵装置可供180户使用沼气。从表8-2可知牛粪中温或近中温发酵的沼气工程产气率明显高于常温发酵，所以在那些有余热可利用的地方，都应进行中温或近中温发酵，其加温热源可采用与木质气相结合或在冬季利用沼气烧锅炉，并采用有效的保温措施。发酵温度常年保持在25℃以上，就能改变常温发酵产气率低的状态。因此，在条件许可应尽可能实行中温(35℃)发酵，以达到较高的产气率；而对常温发酵而言，解决奶牛粪沼气发酵问题的关键，在于控制好发酵液浓度(10%左右)和酸性的强度(7.0~7.4),虽然其他研究表明温度对发酵影响很大，但就目前农村实际情况看，还不能对沼气池的发酵温度进行人为控制，而只能依靠自然温度发酵。因此，条件比较落后的地区控制好发酵浓度和酸(二)预处理奶牛粪便含粗纤维较多，而且在粪便的收集过程中还会混入垫料及其他固形物，粪便比较黏稠，如不经预处理直接进池会影响原料分解率和产气率的提高，且管路易堵塞，必须根据牛粪的性质采用有效的预处理措施(表8-3)。表8-3中可以看出牛粪的预处理方法，目前主要有过滤栅(网)除去长纤维、绞龙式粪草分离或压榨分离及二步发酵等三种形式。牛粪液通过除去长纤维及过滤或压榨，可以减少消化器的容积，还可缩短在水中的停留时间。牛粪经压榨除去的渣淳，主要是难以分解的有机物，可作农田肥料或用于栽培食用真菌，排出的消化液大多排放鱼塘作饲料。很多研究者都试图通过预处理加上综合利用，以求较高的产气率和经济效益，并解决奶牛粪的多层次利用和生态良性循环的问题。采用二步发酵工艺，在敞口酸化池便于人工捞去长纤维，酸液通过过滤栅泵人高效厌氧发酵装置，可取得较理想的效果，产气率比一步发酵提高2~3倍，甲烷含量提高26%左(三)pH和发酵液的浓度奶牛粪沼气发酵的适宜条件是，发酵液浓度10%左右，接种量以15%~20%为佳，pH应严近年来，我国许多城郊的奶牛场都陆续兴建了大中型沼气工程，取得了较好的经济、环境和生态效益。但采用常规发酵工艺，效率比较低，由于奶牛粪便量大，而且含有很多粗纤维，所以需要的发酵装置容积大，滞留期长，产气率不高。从表8-4可以看出，国内几个牛粪沼气工程运行情况表明，采用先进的发酵工艺及相应的高效装置，是提高产气率的关键。常规的全混合式发酵工艺，活性污泥易随溢料排出，池内微生物减少，易短路，浓度不均匀。近年来建成的牛粪沼气工程不再是农村水压式沼气池的放大，而且都有增温和保温设施，采用工业有机废水厌氧处理的工艺，效率明显提高。由于牛粪液中的固形物浓度较高，所以采用厌氧过滤器和污泥床工艺对预处理的要求严格，国内许多工程通过改革发酵工艺，增加原料在池内的流程，污泥回流增加池内的沼气细菌数量，从而取得较好的产气效果。如中国农业工程设计院设计建成的塞流式沼气池及上海交大在五四农场建成的同心圆折流式反应器，就能很好的延长污泥在池内停留时间。因此，在近中温条件下，平均每天产气率可以达1米3/米3以上。二步发酵新工艺将酿化和甲烷化阶段分别在两个不同的装置中进行，提高了可控性，而且产甲烷罐可采用高效发酵装置，产气速率和甲烷含量明显提高。萧山市第一农垦场的