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规模以下养殖户畜禽粪污资源化利用十大主推技术
汪伟 发布    浏览998次   2022-11-17发布
规模以下养殖场(户)畜禽粪污资源化利用
十大主推技术
        一、沤肥技术
        沤肥技术也称为堆沤技术,是指将畜禽粪污、秸秆等有机废弃物混合后集中堆放,在自然条件下通过生物降解作用将混合物料转化为相对稳定且富含腐殖质的物质。原料混合物料含水率宜为45%-65%,堆成条垛式,表面铺设一层秸秆、腐熟料或塑料膜等遮盖物,堆沤时间一般不少于90天。常见堆沤设施为半开放式堆沤池,一般设置在养殖场内,具有防雨、防渗等功能。该技术模式操作简单、建设和运行成本较低,但发酵周期较长,需采取臭气和蚊蝇控制措施。
        典型案例:黑龙江省肇东市黎明乡托公村。该案例将畜禽粪污与秸秆按照碳氮比20-35:1进行混合,含水率调节至60%-75%,加入微生物发酵剂,在坑塘进行堆沤发酵。发酵过程中温度可升高到50-70℃,在发酵60-80天时翻抛一次,随后继续发酵40天左右,总计发酵100-120天;发酵到80天左右时,往往出现散失大量水分的现象,可向堆体中添加养殖污水,确保发酵物料含水率大于50%;发酵完成后,进行采样检测,当符合还田要求,即可抛洒还田。
        二、反应器堆肥技术
        反应器堆肥技术是指将畜禽粪污、秸秆等有机废弃物混合后,置于密闭容器中进行好氧发酵处理,实现快速无害化和肥料化。常见的反应器堆肥装置有箱式反应器、立式筒仓反应器和卧式滚筒反应器等。原料经除杂、粉碎、混合等预处理后,调节含水率至45%-65%,随后置入反应器内进行高温堆肥,反应器堆肥发酵温度达到55℃以上的时间应不少于5天,然后对发酵物料进行二次腐熟后,可还田利用。该技术模式自动化水平较高,便于控制臭气污染,粪污处理效率较高,但相比于简易堆沤模式投资成本稍大。
        典型案例:湖北省钟祥市官庄湖农场林湖社区。该案例引进“一体化智能好氧发酵舱设备”对畜禽粪污、农作物秸秆、蘑菇菌糠等农业废弃物进行发酵处理,同时配置有“畜禽粪污连续熟化装置系统”和“畜禽粪便好氧发酵净化系统”,该发酵舱系统集成化、结构模块化、全过程智能化控制,集输送、混料、发酵、供氧、匀翻、监测、控制、冷凝净化和废气自动净化达标排放等功能于一体,整个过程在全密闭环境内进行,运行自动化,无需人工倒运物料,达到三无排放,循环利用。整个工艺流程分为前处理、高温发酵和陈化三个过程。将混合好的原料送入发酵舱,每2小时从发酵堆底部进行强制通风曝气1次,2天左右翻堆1次,控制发酵温度在50-65℃,发酵周期为12天,发酵好的半成品出料后,送至陈化车间进行二次发酵处理,二次发酵周期为30天以上,粪污处理效率较高,有利于控制臭气污染。
        三、条垛(覆膜)堆肥技术
条垛式堆肥技术是指将物料堆制成长条形堆垛,通过专用翻堆机或翻斗车进行机械供氧的好氧发酵过程,是一种应用较为广泛的堆肥工艺。条垛式堆肥过程中,可以在堆体表面覆盖一层专用分子膜,使其形成一个密闭环境,减少污染气体排放,并在堆体底部通过曝气管道供给氧气,促进物料快速腐熟,这种堆肥工艺也称为覆膜堆肥。条垛式堆肥翻堆频率大约为每周3-5次,整个发酵过程需要30-60天。该技术模式工艺简单、操作简便、投资较少,但占地面积大,发酵时间长,臭气不易控制,产品质量不稳定。
        典型案例:宁夏自治区西吉县兴隆镇川口村。该案例采用“村企合作”的方式,将肉牛粪污通过条垛式堆肥发酵产生初级有机肥,再将初级有机肥统一运送到有机肥加工中心生产有机肥料。具体为将80%的粪污和20%的粉碎秸秆混合均匀,按照8m³物料接种1公斤EM菌剂,随后进行条垛式堆肥处理。垛宽1.5-2.5米,垛高1-1.5米,2-3天翻抛一次,当温度超过70℃时增加翻堆次数,高温发酵15天后,再进行二次发酵30天,堆体温度接近环境温度时,完成发酵过程形成初级有机肥。
        四、臭气减控技术
        臭气减控技术是指主要减少畜禽养殖产生的NH3、HzS、VOC等臭气成分,其中最臭的气体成分是各种挥发性脂肪酸。养殖过程中多个环节都有臭气产生,减少和控制臭气主要要从动物饲料、圈舍环境、清粪方式和粪污收集处理等方面综合治理,通过快速清理粪污、全量密封存贮、减少臭气外溢;添加发酵饲料(中草药)、减少动物肠道臭气产生;喷洒抑臭微生物菌剂、降低舍内环境臭气浓度;固体粪污快速进入好氧堆肥状态,形成腐熟堆肥,抑制臭气产生;液体粪污经过深度厌氧发酵过程,形成腐熟粪水,减少臭气排放。

        典型案例:上海市松江区。该案例生猪养殖家庭农场76家,每个家庭农场设计1栋猪舍,存栏生猪500-600头,周边配套水稻种植面积100-200亩,养殖场通过优化饲料配方,每天添加3%-5%的发酵饲料或者发酵中草药,控制生猪消化道臭气物质产生;猪舍内建立快速清粪系统,确保新鲜粪便每天快速进入密闭存贮系统;采用密封管道收集输送液体粪污,减少臭气外溢;猪舍末端风机口安装除臭设施,包括外部箱体、过滤材料、喷淋系统、主电控箱,除臭设施安装在猪舍排风口的外侧,通过更换大功率负压风机,并与密闭风道连接,经过水洗氧化除臭和微生物降解除臭(生物膜),实现猪舍尾气高效除臭,场界臭气浓度降到20无量纲以下(DB31/1098-2018),减少了臭气排放。

        七、基质化栽培技术

        基质化栽培技术是利用畜禽粪便为原料,辅以菌渣及农作物秸秆,进行堆肥发酵,生产用于菌菇种植的基质、果蔬栽培基质、水稻育秧基质,具有较好经济效益。主要是畜禽粪便和粉碎秸秆按一定比例混拌后,经过10余天高温发酵,15天左右二次发酵,通常保持碳氮比为20-35:1,含水量控制在60%左右,经过多次发酵转化为腐熟栽培基质。若作为水稻或者蔬菜育苗基质,腐熟粪便堆肥与营养土、壮苗剂按一定比例混拌均匀即可;如果作为食用菌栽培基质,需要进一步经过巴氏灭菌、降温、接种培养后,按照食用菌栽培基质质量安全要求(NY/T1935-2010)进行包装备用。使用时适宜温度是25-28℃,期间需要注意通风换气、控制温度和水分,促进菌丝生长,可以在温室大棚中进行培养生产食用菌。

        典型案例:湖南省冷水江市中连乡。该案例主要将养殖场粪污生物处理后用于蔬菜大棚栽培基质,其建设沉淀池、干粪棚等粪污处理设施,拥有蔬菜种植基地200余亩,配套蔬菜大棚82个;场内实现雨污分离,建设干粪棚、沼气池、沉淀池等设施;养殖场产生的粪污干湿分离集中收集,固体粪污进行堆沤发酵,加工成大棚蔬菜种植基质,用于高营养价值蔬菜种植。养殖粪水经厌氧发酵后,产生的沼气用于日常生活,沼渣生产专用有机肥,沼液进入沼液净化处理设施进一步处理,处理后的沼液由水肥输送管道运送至蔬菜基地。

        八、动物蛋白转化技术

        动物蛋白转化技术是指通过蚯蚓、黑水虻等腐食性动物对畜禽粪便进行生物处理,增殖转化的蚯蚓、黑水虻等可用作畜禽饲料中的动物蛋白原料,残余物质(虫沙)作为有机肥料进行还田利用。蚯蚓适宜生长温度为18-25℃,培养基料适宜含水量为30%-50%、pH值为6.5-7.5,碳氮比为35-42:1,养殖密度每平方米控制在10000-30000条幼蚓为宜,通过亲本选择、杂交、初筛、驯化、复筛、基质制备和增值培养等步骤完成。黑水虻适宜在28-32℃环境下生长,种虫繁殖需要好的光照条件,但处理猪粪的场所不需要光照。黑水虻养殖模式可分为人工操作和机械化操作,全程转化时间一般在35天左右,食物转化率15-20%,商品幼虫粗蛋白含量42%(干基),营养价值高,对粪便中氮的消化能力可达到25%,具有处理成本低、资源化效率高、无二次污染等特点,实现了生态养殖。

        典型案例:青岛市莱西市姜山镇洽疃村。该案例为自繁自养小型猪场,存栏260头、出栏400头左右,配套南瓜种植面积270亩、蚯蚓养殖大棚1亩(2个)。蚯蚓养殖条垛宽1米,添料厚度10-20cm,每月添料2次以上;每隔10天左右除蚓粪、倒翻蚓床1次,根据生产情况定期收获蚯蚓;蚯蚓用于散养蛋鸡饲料,蚓肥用作种植绿皮南瓜的有机肥料;垫料和秸秆等通过好氧堆肥发酵,每年可生产有机肥40-50吨,通过有机肥和蚓肥还田利用,可有效提高土壤肥力、减少农田肥料投入6-8万元,具有明显的社会效益和生态效益。

        九、贮存发酵技术

        贮存发酵是将畜禽养殖场产生的畜禽粪、尿、外漏饮水、冲洗水及少量散落饲料等的混合物集中收集(液态粪污)或将粪污固液分离后的液体,在敞口、封闭或半封闭贮存条件下伴随好氧、兼氧或厌氧发酵的过程,以达到粪污稳定化、无害化效果,并减少有害气体排放。常见的贮存发酵设施有舍内深坑、氧化塘、密闭罐或覆膜塘(如黑膜厌氧塘)等。粪污在氧化塘和/或深坑中贮存发酵的时间总和不少于6个月,在封闭贮存设施中贮存发酵的时间不少于3个月;加入微生物菌剂或发酵后作为基肥使用时,可适当缩短贮存期。其操作简单,建设和运行成本较低,但要配套规范的贮存设施,保障贮存发酵全过程安全,合理设计农田施用工艺,并注意控制有害气体排放。

        典型案例:江西省赣州市信丰县嘉定镇龙舌村。该案例建有栏舍三栋约500平方米,存栏母猪10头、公猪1头、仔猪46头;配套种植板栗35亩、脐橙20亩、花生2亩、西瓜2亩、蔬菜0.5亩;养殖场建设雨污分离设施将粪便与污水分开,尿和污水通过专用管道集中收集进行厌氧贮存发酵60天左右,进入氧化塘贮存,在施肥季节进行还田利用,其运行人工成本每年约1万元,粪污替代化肥成本约5000元,60亩经济作物增产提质增收近6000元。典型案例18:河北省衡水市桃城区。该案例年出栏生猪300头,配套建设粪水贮存池90m³,贮存池包括畜禽舍边的一级沉淀池、流通过程的二级沉淀池和最终汇集的三级沉淀池,通过直径大于30cm的暗道或管道输送,三级沉淀池为全地下式,深度2-2.5米,容纳3个月以上的粪水量,总投资2.22-2.73万元。通过干清粪或干湿分离机将养殖场粪污分为固态粪便和粪水,粪水进入贮存池发酵后用于农业生产,其有充足的土地可消纳养殖场粪污。

        十、厌氧发酵技术

厌氧发酵是将畜禽养殖粪污,经过除杂、调质等预处理后,置于密闭设施中在厌氧微生物作用下进行稳定化、无害化处理,所产生沼气作为能源、沼液沼渣作为肥料(沼肥);需配套原料预处理、进出料、沼气贮存和净化、以及沼肥贮存设施等。影响厌氧发酵效果的因素主要有物料配比、总固体浓度、发酵温度、搅拌、发酵周期等。规模以下养殖场粪污厌氧发酵的总固体浓度以不超过8%为宜,推荐采用常温(环境温度)和中温发酵(36℃左右);常温发酵周期(水力停留时间)不少于8周、中温发酵周期不低于3周,可通过发酵设施保温和加温(如太阳能加温)保证发酵温度稳定。该技术对粪污稳定化无害化处理效果好,每方粪污产沼气30m³以上,病虫害和杂草种子杀灭率可达90%以上,粪污养分损失小于10%,甲烷减排80%以上;但对稳定运行、安全管理等技术要求较高,适宜粪污产生量稳定充足、清洁能源需求大、有害气体排放控制要求高的地区。

        典型案例:四川南充市嘉陵区李渡镇。该案例常年饲养母猪20余头,年出栏商品肉猪200-300头,粪污干稀分流后,少量粪便和尿污进入100m³地埋式沼气池厌氧发酵,产生的沼气为场内生活供能,沼液进入500m³贮存池充分腐熟,在用肥时通过污水泵抽运到周边100余亩农田。通过沼气池、贮液池、三轮运输车、吸污泵及管带等环保设施配套,粪肥还田利用替代农业种植2/3化肥用量,具有明显的经济效益、生态效益和社会效益。