养牛场甲烷排放?牛粪一般怎么处理

养牛场甲烷排放?牛粪一般怎么处理

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如何对畜牧场的粪便和污水进行合理处理与利用

如何对畜牧场的粪便和污水进行合理处理与利用

1.1对污水的认识养殖业废水属于富含大量病原体的高浓度有机废水,直接排放养殖业废水属于富含大量病原体的高浓度有机废水,直接排放进入水体或存放地点不合适,受雨水冲洗进入水体,将可能造成地表水或地下水水质的严重恶化。由于畜禽粪尿的淋溶性很强,粪尿中的氮、磷及水溶性有机物等淋溶量很大,如不妥善处理,就会通过地表径流和渗滤进入地下水层污染地下水。对地表水的影响则主要表现为,大量有机物质进入水体后,有机物的分解将大量消耗水中的溶解氧,使水体发臭;当水体中的溶解氧大幅度下降后,大量有机物质可在厌氧条件下继续分解,分解中将会产生甲烷、硫化氢等有毒气体,导致水生生物大量死亡;废水中的大量悬浮物可使水体浑浊,降低水中藻类的光合作用,限制水生生物的正常活动,使对有机物污染敏感的水生生物逐渐死亡,从而进一步加剧水体底部缺氧,使水体同化能力降低;氮、磷可使水体富营养化,富营养化的结果会使水体中硝酸盐和亚硝酸盐浓度过高,人畜若长期饮用会引起中毒,而一些有毒藻类的生长与大量繁殖会排放大量毒素于水体中,导致水生动物的大量死亡,从而严重地破坏了水体生态平衡;粪尿中的一些病菌、病毒等随水流动可能导致某些流行病的传播等。1.2对农田及作物的影响畜禽养殖业废水中含有较多的氮、磷、钾等养分,如能做到合理施用可有效地提高土壤肥力,改良土壤的理化特性,促进农作物的生长。但如果未经任何处理就直接、连续、过量的施用,则会给土壤和农作物的生长造成不良的影响,如引起作物徒长、返青、倒伏,使产量大大降低,推迟成熟期,影响后续作物的生产等。废水中的大量有机物质在土壤中不断累积,虽然可为土壤中栖居的小动物、昆虫、真菌、细菌等提供营养物质和适宜的环境,但也可导致一些病原菌大量孳生引起病虫害的发生;此外,大量有机物的积累也会使土壤呈强还原性,而强还原性的条件不仅影响作物的根系生长,而且易使土壤中原本处于惰性状态的有害元素得到还原而释放;大量无机盐在土壤中的积聚则会引起作物的盐害。1.3矿物元素和重金属污染一方面,在畜禽饲料中大量添加的无机磷约75%为植酸磷,由于植酸磷不能被动物吸收利用而直接排出体外,引起污染。另一方面,各饲料厂和养殖场均普遍采用高铜、高铁、高锌等微量元素添加剂,由于这些金属元素的吸收率和利用率都很低易随粪便排出体外进入环境,已成为我国的一大环境公害。1.4残留兽药的污染在畜禽养殖过程中,为了防治畜禽的多发性疾病,常在饲料中添加抗菌素和其他药物,这些药物随饲料进入动物消化道后,短时间内进入动物血液循环,最终绝大多数的药物经肾脏过滤随尿液排出体外,只有极少部分的药物和抗菌素残留在动物体内。大量研究表明,大多数饲料用抗菌素都有残留,只是残留量大小不同。随着科技水平的不断提高,人们发现抗生素作为饲料添加剂使用,对养殖环境已造成了严重的负面后果。首先,使畜禽体内的耐药病原菌或变异病原菌不断产生并不断向环境中排放;其次,畜禽不断向环境中排泄这些抗生素或其代谢产物,使环境中的耐药病原菌与变异病原菌不断产生。这两者反过来又刺激生产者增加用药剂量、更新药物品种,这就造成了“药物污染环境→耐药或变异病原菌产生→加大用药剂量→环境被进一步污染”的恶性循环。另外,畜禽产品中药物残留进入环境后,可能转化为环境激素或环境激素的前体物,从而直接破坏生态平衡并威胁人类的身体健康。1.5微生物污染畜禽体内的微生物主要是通过消化道排出体外,通过养殖场废物的排放进入环境从而造成严重的微生物污染。如果对这些粪污不进行无害化处理,大量的有害病菌一旦进入环境,不仅会直接威胁畜禽自身的生存,还会严重危害人体健康。国内外对规模化畜禽场粪水的处理方法主要有综合利用和处理达标排放两大类。综合利用是生物质能多层次利用、建设生态农业和保证农业可持续发展的好途径。但是,目前由于我国畜禽场饲养管理方式落后,加上综合利用前厌氧处理的不到位,常使畜禽粪水在综合利用的过程中产生许多问题,如废水产生量大、成分复杂、处理后污染物浓度仍很高、所用稀释水量多和受季节灌溉影响等。对于处理达标排放的来讲,虽然国内外所用的工艺流程大致相同,即固液分离-厌氧消化-好氧处理。但是,对于我国处于微利经营的养殖行业来讲,建设该类粪污处理设施所需的投资太大、运行费用过高。因此,探寻设施投资少、运行费用低和处理高效的养殖业粪污处理方法,已成为解决养殖业污染的关键所在。2.1固液分离无论畜禽养殖场废水采用什么系统或综合措施进行处理,都必须首先行固液分离,这是一道必不可少的工艺环节,其重要性及意义主要在于:首先,一般养殖场排放出来的废水中固体悬浮物含量很高,最高可达160000mg/L,相应的有机物含量也很高,通过固液分离可使液体部分的污染物负荷量大大降低;其次,通过固液分离可防止较大的固体物进入后续处理环节,防止设备的堵塞损坏等。此外,在厌氧消化处理前进行固液分离也能增加厌氧消化运转的可靠性,减小厌氧反应器的尺寸及所需的停留时间,降低设施投资并提高COD的去除效率。固液分离技术一般包括:筛滤、离心、过滤、浮除、沉降、沉淀、絮凝等工序。目前,我国已有成熟的固液分离技术和相应的设备,其设备类型主要有筛网式、卧式离心机、压滤机以及水力旋流器、旋转锥形筛和离心盘式分离机等。2.2厌氧处理由于养殖业废水属于高有机物浓度、高N、P含量和高有害微生物数量的“三高”废水。因此厌氧技术成为畜禽养殖场粪污处理中不可缺少的关键技术。对于养殖场这种高浓度的有机废水,采用厌氧消化工艺可在较低的运行成本下有效地去除大量的可溶性有机物,COD去除率达85%~90%,而且能杀死传染病菌,有利于养殖场的防疫。如果直接采用好氧工艺处理固液分离后的养殖业废水,虽然一次性投资可节省20%,但由于其消耗的动力大,电力流水消耗是厌氧处理的10倍之多,因此长期的运行费用将给养殖场带来沉重的经济负担。目前用于处理养殖场粪污的厌氧工艺很多,其中较为常用的有以下几种:厌氧滤器(AF)、上流式厌氧污泥床(UASB)、复合厌氧反应器(UASB+AF)、两段厌氧消化法和升流式污泥床反应器(USR)等。近年来,厌氧消化即沼气发酵技术已被广泛地应用于养殖场废物处理中,到2002年底我国畜禽养殖场大中型沼气工程数量已经达到2000余处,是世界上拥有沼气装置数量最多的国家之一。虽然,在我国的沼气工程建设中也不乏失败的例子,工程建设成功率仅为85%,但这一技术不失为解决畜禽粪便污水的无害化和资源化问题的最有效的技术方案。畜禽粪便和养殖场产生的废水是有价值的资源,经过厌氧消化处理既可以实现无害化,同时还可以回收沼气和有机肥料,因此建设沼气工程将是中小型养殖场粪便污水治理的最佳选择。好氧处理是指利用好氧微生物处理养殖废水的一种工艺。好氧生物处理法可分为天然好氧处理和人工好氧处理两大类。天然好氧生物处理法是利用天然的水体和土壤中的微生物来净化废水的方法,亦称自然生物处理法,主要有水体净化和土壤净化两种。前者主要有氧化塘(好氧塘、兼性塘、厌氧塘)和养殖塘等;后者主要有土地处理(慢速渗滤、快速法滤、地面漫流)和人工湿地等。自然生物处理法不仅基建费用低,动力消耗少,该法对难生化降解的有机物、氮磷等营养物和细菌的去除率也高于常规的二级处理,部分可达到三级处理的效果。此外,在一定条件下,该法配合污水灌溉可实现污水资源化利用。该法的缺点主要是占地面积大和处理效果易受季节影响等。但如果养殖场规模小且附近有废弃的沟塘和滩涂可供利用时,应尽量选择该方法以节约投资和处理费用。人工好氧生物处理是采取人工强化供氧以提高好氧微生物活力的废水处理方法。该方法主要有活性污泥法、生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法、序批式活性污泥法(SBR)、厌氧/好氧(A/O)及氧化沟法等。就处理效果来讲,接触氧化法和生物转盘的处理效果要好于活性污泥法,虽然生物滤池的处理效果也很好,但易于出现滤池堵塞现象。氧化沟、SBR和A/O工艺均属于改进的活性污泥法。氧化沟出水水质好、产生泥量少,也可对污水进行脱氮处理,但其处理的BOD负荷小、占地面积大、运行费用高。SBR法自动化控制程度高,能够对污水进行深度处理,但其缺点是BOD负荷较小,一次性投资也大。A/O体是一种兼有去除BOD和脱氮双重作用的活性污泥处理工艺,其投资虽然偏大,但经该法处理后的水易于达标排放。因此对于那些养殖规模大、废水产生量多且有较强经济能力的养殖场可选择A/O法,而对于中等规模的养殖场可选择接触氧化和生物转盘等好氧处理工艺①要处理达标;②要针对有机物、氮、磷含量高的特点;③注重综合利用(资源化);④考虑经济实用性,包括污水处理设施的占地面积、二次污染、运行成本等;⑤注重生物技术与生态工程原理的应用;⑥要与畜牧场主建筑物同时设计、同时施工、同时使用。3.1固液分离技术与设施无论畜牧场污水采用什么系统或综合措施进行处理,首先都需进行固液分离,这是一道必不可少的环节。3.1.1筛滤以机械处理为主的筛滤乃是最常用的固液分离的方法,这是一种物理分离方法。它通常是根据固体颗粒大小的分级,将固液分离。筛滤是一种根据禽畜粪便的粒度分布状况进行固液分离的方法。3.1.2沉淀分离沉淀分离法是利用污水中各种物质比重不同进行固液分离常用的方法。3.1.3化学沉淀和混凝技术在污水中投加某些化学混凝剂,它与污水中可溶性物质反应,产生难溶于水的沉淀物,或混凝吸附水中的细微悬浮物及胶体杂质而下沉。3.2厌氧发酵处理工艺与设施3.2.1厌氧发酵的基本原理和过程厌氧发酵是微生物在缺乏氧的状况下,将复杂的有机物分解为简单之成分,最终产生甲烷和二氧化碳等。厌氧发酵过程,可分为二个阶段:第一阶段由兼性细菌和厌氧细菌群将蛋白质、碳水化合物、脂肪等转化为以脂肪酸为主的中间产物。第二阶段甲烷化细菌利用此中间产物形成最终产物甲烷及二氧化碳。3.2.2影响厌氧发酵的因素除厌氧发酵必须保持发酵在厌氧状态以外,还有如下因素影响厌氧发酵:温度、发酵液停留时间、浓度、有机负荷量、酸碱度及是否含有毒之物质,如重金属等。3.2.3厌氧消化工艺及设施(1)常规消化器:目前我国农村使用的常规消化器大多是沼气池。(2)上流式厌氧污泥床:是微生物滞留型发酵工艺。(3)两步厌氧发酵:基本过程是原料可以先经预处理或者不预处理,然后进入酸相,采用连续或间歇式进料,进行完全混合式发酵。(4)厌氧序批操作反应器:是近年来发展起来的新型悬浮生长反应器。这种反应器,除了固体分离是在反应器内而不是在反应器外部沉淀以外,其运行方式与厌氧接触氧化反应器相似。

屠宰场牛粪便怎么处理才能燃烧

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牛粪是由饲料经过牛消化吸收后的剩料,其中仍还含有大量的养分,而且经过牛的胃消化后,部分养分变成更加有效的形态。牛粪作为饲料进行再利用是可行的。牛粪中各养分的含量受日粮组成、营养水平、牛品种、牛本身对饲料的消化情况、饲料品质以及饲料的加工程度等多方面的影响[1]。邱美珍等[2]牛品种与营养水平对牛粪中养分含量的影响,结果表明奶牛粪中养分除脂肪、钙以外,其它养分含量与日粮相应营养成分含量呈正相关,其中蛋白质和酸性洗涤纤维含量与相应营养成分含量相关系数较高,达到明显水平;不同品种公牛牛粪中养分含量无明显差异。

刘东翔等[3]发酵牛粪取代麦麸对瘦肉型生长肥育猪生产性能的影响,结果表明适量的发酵牛粪取代麦麸可以进步生长肥育猪的生长速度3%~7%,胴体肉质性能没有发生明显性变化。杨俊等[4]牛粪生物饲料饲养番鸭试验:从增重效果、饲料报酬及经济效益三个方面的试验结果来看:牛粪生物饲料替换油糠生产鸭饲料是可行的。在饲料中添加10%的处理牛粪对鸭子生长性能的影响与所获得的经济与常规饲料相比相差不大,效果最好。但是牛粪添加多了对鸭子有害,经济效益下降;只有适宜的添加量才能起到一定的效果。任慧波等[5]发酵牛粪生物饲料对鸭的应用效果:在饲料中添加10%的处理牛粪对鸭生长性能的影响和所获得的经济效益与常规饲料相比相差不大。在目前饲料短缺的形势下,添加适当比例经处理的牛粪喂鸭是可行的,而且减轻了牛粪对环境的污染。试验添加10%牛粪生物饲料的试验组各项指标与对照组相当,而另外2组略低于对照组,试验结果表明,只有适宜的添加量才能起到一定的作用。

1.2水产饲料

牛粪作为水产鱼虾类的饲料经济效益和社会效益都是非常好。包建常[6]阐述了牛粪在鱼塘养殖中的公道使用:牛粪养鱼的一个主要特点是养鱼比较安全。这是由于奶牛吃进的饲料经过重复咀嚼和充分消化,它的粪便十分细腻,悬浮在水中的有机碎屑多而且悬浮的时间长,这样不但可使塘鱼有充分摄食的机会,也避免了因粪堆积塘底而消耗氧气,增加有害气体的形成。同时,由于饲料在奶牛体内被微生物消耗程度高,因此年牛粪消耗水里的氧气比其他畜禽粪低。实践证实,鱼塘施牛粪,比使用其他等量的畜禽粪不易造成鱼塘缺氧浮头。单纯用牛粪肥养鱼,应以滤、杂食性鱼为主,通常鲢占总放养量的65%左右,鳙占15%~20%,鲤占7%左右,鲫和罗非鱼占3%左右,团头鲂占5%左右。兼用青饲料和牛粪肥养鱼,可适当增加青、鳊等草食性鱼类的放养量,一般草食性鱼类占放养量的15%~20%,产量为总产量的12%左右。在鱼种放养比例上,按比例减少鲢、鳙的放养量。牛粪的施放要求。牛粪养鱼施肥时不需要发酵,用新鲜粪肥更好。施肥次数和量要根据天气、水色、鱼类生长和浮头情况灵活把握。下表是苏南鱼塘各月施牛粪的比例和每月的次数见表一。

表1鱼塘各月施放牛粪的情况

月份

1-2

3

4

5

6

7

8

9

10

均匀水温(℃)

<6

13

16

24

25

28

29

25

21

比例(%)

15

10

10

12

12

13

12

10

6

每月次数

4

5

8

10

12

15

15

10

5

美国夏威夷海洋生物研究所把干牛粪作虾饵料添加剂收到良好效果。具体方法:把牛粪收集起来经烘干、消毒、脱臭、磨粉等工艺,对1-14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,虾的饵料本钱用度下降35%-45%[7]。

2.牛粪肥料化利用方式

2.1直接作为肥料利用

牛粪是我国广大农村较易得到的一种有机物料,而且牛粪的作为肥料的使用有着悠久的历史。施用牛粪一直是传统农业增产的重要措施。到了新世纪,牛粪直接作为有机肥料在农业生产中的施用仍然非常有效的作物优质高产的有利措施。

何余涌等[8]施用低量牛粪(3kg鲜牛粪/10kg土)和高量牛粪(6kg鲜牛粪/10kg土)均能极明显进步矮象草的茎和叶干物质产量,茎干物质产量分别比不施牛粪进步45.5%和54.5%,叶干物质产量分别进步85.7%和121.4%;施用低量和高量牛粪矮象草叶蛋白质含量和中性洗涤纤维含量也明显地高于不施牛粪,其中叶蛋白质含量分别进步13.3%和20.9%。矮象草植株中锌和铜累积能力均表现为:根>叶>茎。有机物在瘤胃内尼龙袋中的降解率随牛粪施用量的增加和在瘤胃内的停留时间的延长而增加。张凤侠[9]等研究了增施牛粪对烤烟产量及品质的影响,结果表明大田以增施3000kg/hm2的牛粪对进步烟叶产量和上等烟比例,协调烟叶化学成分和香气物质合成效果最为明显。大田增施牛粪不仅要把握用量,还要留意烟田不能积水,尽量保证大田生长后期肥效充分开释。

随着高产优质农作物对需肥的要求越来越高,精准农业得到了快速地发展。精准农业要求有更加精准的农业生产资料。为了能够适应时代的发展要求,牛粪资源化利用对测定牛粪的方法和设备提出更高的要求。樊霞等[10]基于近红外光谱技术的牛粪成分含量测定方法,对从不同养牛场采集的200个肉牛粪便典型样品的4种主要肥料成分(全氮、全磷、全钾和铵态氮)含量进行了分析研究。试验得出,4种肥料成分含量的NIRS测定值与其真实值(实验室化学分析方法测定值)之间具有明显的线性相关关系;4种肥料成分含量的NIRS测定值均达到了与真实值相近的水平。结果表明,利用近红外光谱技术快速测定牛粪样品主要肥料成分的方法可以代替传统的实验室分析方法。为牛粪直接作为肥料利用提供了更为正确和便捷的途径。

2.2堆肥化

堆肥化技术是一种为世界各国普遍采用的禽畜粪便处理方法,运用良好的堆制技术,可以在较短的时间内使粪便减量、脱水、无害,取得较好的处理效果。因此堆肥技术也是牛粪资源化利用的重要途径。牛粪堆肥化在与其他资源的配合发酵、发酵菌剂的优选、添加剂、发酵温度、湿度、发酵后的产物特性进行了较为系统的研究。

李玉红等[11]研究了牛粪与玉米秸秆不同配比(体积比)条件下对高温堆肥的影响。结果表明,牛粪与玉米秸秆以4∶6配比效果最好,堆肥升温快,3d达到50℃,高温维持时间为16d,最高温度达71℃,堆肥29d后,白菜种子发芽指数高达81.6%;其次为6∶4配比,到达高温时间为6d,高温维持时间为13d,最高温度为68.2℃,白菜种子发芽指数为80.5%;因此,在实际应用中,牛粪在堆制材料中所占体积以40%~60%为宜。王景伟等[12]为解决废弃物柿酒渣的利用,延长柿子产业链,以柿酒渣、牛粪为原料,采用小型条垛好氧高温堆肥方式进行堆肥试验,牛粪与柿酒渣质量比2个处理为52∶100和42∶100,对堆肥产物的腐熟度、养分以及生物效应进行研究。结果表明:在发酵阶段,堆体升温速度快,最高温度分别可达到59.0和59.5℃;发酵后,堆体含水率从最初接近70%降低到45%左右;有机质分别从75.18%和72.23%降低到62.40%和60.19%;堆体pH维持在7.5~8.0;堆肥产物全氮分别为2.17%和2.28%,全钾分别为1.62%和1.54%,全磷分别为0.73%和0.87%,而对照全氮、全钾、全磷分别为1.98%、1.30%和1.10%;柿酒渣与牛粪混合堆肥化产物稳定性好,养分含量优于牛粪单一材料堆肥化产物,柿酒渣与牛粪混合堆肥在菠菜上应用效果好,菠菜地上部分、地下部分干重、生物量明显高于单施牛粪。

杨莹等[13]从牛粪堆腐发酵基质中分离出22株降解纤维素能力较强的菌株;依据综合性状从中优选出优良菌株Z5和Z8,初步鉴定其均为曲霉属真菌;在3个发酵剂配方中发酵培养72~96h时,Z5在以棉粕为氮源的配方中有效菌数含量最高,而Z8在3个配方中的有效菌数差别不大,两菌株在3个配方中的有效菌数目均达到1014数目级;在以棉粕为氮源的配方中,菌株Z5和Z8均可获得最高的羧甲基纤维素酶活,其中Z5发酵培养72h羧甲基纤维素(CMC)酶活最高,达4463.57μg/(g·min),Z8在发酵培养96h时CMC酶活最高,达到3265.67μg/(g·min)。综合菌株生长状况得出,菌株Z5和Z8均可作为降解畜禽粪便发酵剂的优良生产菌株,棉粕是较为理想的固体发酵氮源。解开治等[14]研究了腐熟促进剂配合微生物腐熟剂对鲜牛粪堆肥的效应,结果表明:添加腐熟促进剂可以加速堆肥的发酵过程,进步堆肥产品的N含量。综合多个影响因子考虑,在鲜牛粪中添加该种堆肥腐熟促进剂,再接种微生物腐熟剂,有机物料升温快,腐熟好,既达到了高温堆肥的目的,又缩短了堆肥腐熟的时间,重金属Cu、Zn的活性。国洪艳等[15]进行牛粪接种复合发酵剂堆肥试验,探讨复合发酵剂对腐植酸变化特征的影响,结果表明:接种复合发酵剂的全碳、总腐植酸含量在堆肥周期内呈下降趋势;总腐植酸与全碳比率逐渐增加且增加的比率明显高于未接种复合发酵剂。在堆肥前期,接种复合发酵剂的胡敏酸含量先下降;随着发酵进程的推移,又逐渐升高;至堆肥结束时,接种复合发酵剂胡敏酸含量高于未接种复合发酵剂。富里酸含量在整个发酵周期内呈明显的下降趋势,接种复合发酵剂富里酸含量在发酵不同阶段均低于未接种复合发酵剂。在堆肥过程中,接种复合发酵剂与未接种复合发酵剂胡富比(HA/FA)逐渐增加;至堆肥结束时,二者胡富比分别为1.26、1.08,表明接种复合发酵剂的牛粪堆肥腐植酸的腐殖化程度增加,发酵后腐殖质品质得到改善。

李自刚等[16]研究了微生物腐熟菌剂对牛粪堆肥产品中低分子量有机物的影响,试验结果表明:研究证实添加微生物腐熟菌剂的奶牛粪堆肥产品中醛类、醇类、酯类、羧酸类、呋喃类、吡啶类和含硫类等低分子有机化合物的相对含量比未添加NMF微生物腐熟菌剂分别增加6.5%、9.2%、5.7%、15.6%、9.8%、11.3%和28.6%,而酮类、脂肪族碳氢化合物的相对含量则分别减少11.4%和15.5%。添加NMF菌剂比未添加NMF菌剂的奶牛粪便堆肥产品中低分子有机化合物总量增加42.8%。为考察有机肥品质的客观指标和应用微生物调控有机肥对植物有正、负面影响的低分子有机物种类和含量提供基础资料。

堆肥后的牛粪是一种颗粒细小、结果良好的生物有机肥料,可以直接施用、可以经过造粒成颗粒生物有机肥后再用,也可以和无机肥料混合后制成有机-无机复混肥。刘伟等[17]利用堆肥发酵好的牛粪制造颗粒有机肥:将发酵好的牛粪风干后过直径为2mm的筛子,用圆盘造粒机进行堆肥造粒,颗粒大小为3mm5mm。烘干房内设置沼气火炕,温度控制在90℃~110℃,使颗粒有机肥水分含量迅速降至20%以下。其营养成分如下:C/N比为(16.1~21.3)±2.6,含氮为(2.2%~2.7%)±0.6%,含磷为(0.66%~0.82%)±0.11%,含钾为(3.8%~4.6%)±0.84%。

2.3蚯蚓堆肥化

利用蚯蚓处理畜禽废弃物是一项古老而新的生物技术[18],自20世纪80年代末,国内外很多学者致力于利用蚯蚓处理垃圾的研究[19-21],近年来有学者将原产于日本的;大平二号;赤子爱胜蚓应用于牛粪处理。王晓凤等[22]研究了赤子爱胜蚓处理鲜牛粪的适宜条件,结果表明利用赤子爱胜蚓处理鲜牛粪时,蚯蚓生长繁殖的最佳条件是:每250g(湿重)鲜牛粪加1mL10%的乙酸溶液,含水率在60%~70%,温度在20~25℃,接种8条蚯蚓和10%的EM菌(5.0109个/g)10mL。李辉信等[23]在最适的湿度和接种密度条件下,室内接种赤子爱胜蚓处理未腐熟牛粪,同时以不接种蚯蚓的未腐熟牛粪和自然堆制的腐熟牛粪为对照,研究了蚯蚓堆制处理对牛粪性状的影响。结果表明,赤子爱胜蚓处理明显增加了未腐熟牛粪中矿质氮和速效磷的含量,进步了碱性磷酸酶的活性,降低了微生物量碳、氮的含量和脲酶的活性&对蔗糖酶活性无明显影响。赤子爱胜蚓处理的牛粪中细菌在短期内数目明显增加,真菌和放线菌的数目变化不明显。蚯蚓处理产物与自然堆制的腐熟牛粪对照相比较,矿质氮和速效钾要高于腐熟牛粪,但速效磷无明显差异;微生物量碳氮和酶活性均明显高于自然腐熟牛粪;细菌、真菌和放线菌的数目也高于自然腐熟牛粪,但波动较大。

仓龙等[24]研究了蚯蚓堆制处理牛粪的腐熟度指标,在最适湿度、接种密度和20℃的室内培养条件下,以赤子爱胜蚓(Eiseniafoetida)处理未腐熟牛粪,蚯蚓堆制产物的多种生物学和化学指标及相关分析表明:种子发芽指数、脲酶活性、NH4+-N、NO3-N/NH4+-N可作为反映蚯蚓堆制处理腐熟度的优选指标;NO3--N、磷酸酶活性可作为一般性指标;蔗糖酶活性,水溶性碳、氮和挥发性固体不宜作为腐熟度的指标。

2.4其他方式

王为民等[25]用催化氧化方法降解牛粪,使其未消化分解的粗纤维、粗蛋白、粗脂肪和腐植酸类物质转化为水可溶的有机物质&;&;氨基酸-黄腐酸(A-FA)。反应在全封闭条件下进行,全过程无废气、废液、废渣排放。产品中水溶有机物质组成包括黄腐酸、氨基酸、其他低分子有机酸和糖类。羧基、酚羟基等活性官能团含量略高于风化煤和泥炭FA,接近于土壤FA。E4/E6和凝聚极限都较高,对作物幼苗生长的促进作用和对化肥的显示增效作用都很明显,表明该产品具有相当高的化学活性和生物活性。

3.牛粪能源化利用方式

3.1牛粪制备汽油

东京大学农业和科技项目研究小组称,通过使用高压和加热的技术,他们已经能够成功地从每3.5盎司的牛粪中提取出已0.42盎司的汽油。科研职员将牛粪放进一个容器,向其中加进几种金属催化剂,然后对容器实施高温顺高压处理,终极成功提取出了少最的汽油[26]。

3.2牛粪制备型煤

范学林[27]用成型技术将含有大量植物纤维的牛粪与煤炭混合制成生物质型煤,不但可以进步煤的燃烧性能,而且可以降低燃烧时硫的排放量,为了更好地利用牛粪,解决环境污染题目。添加湿牛粪的型块强度要比烘干牛粪、晾晒牛粪较好。型块强度随着牛粪的加进有较大的变化。在加进20%左右的牛粪时型块强度比达到了最高值,随着牛粪加进量的增加强度开始下降,但在加进量到50%以后强度又开始增加。随着成型压力的增加,不同配料的型块的成型强度都在增加。但在试验过程中也发现:牛粪配比量大的样品,随着成型强度增加,型块强度会出现降低现象。

浙江金华市金东区澧浦镇岁的农民李洪溪,用牛粪添加少量木屑,烧制出活性炭,成为生产电池芯、炸药的优质原料。用牛粪烧炭粉,只需极少的木材,比传统方法生产活性炭节约木材97.5%。生产1吨炭,用传统方法至少需要4吨木材,而以牛粪为主要原料只要添加木材0.1吨。日产5吨的规模,一年可节约木材7100多吨。

3.3牛粪制气

随着油价的不断攀升,寻找更环保又实惠的替换能源成为一些国家的主攻课题。美国得克萨斯州的一家新型能源厂就以牛粪为原材料,经过处理转变成可用的自然气,输送到千家万户。

动物的粪便通常是一种不错的有机肥料,不过它也含有大量导致温室效应的甲烷气体,牛羊等反刍动物开释的甲烷气体含量占全世界甲烷排放量的五分之一。得克萨期州的这家能源厂就通过新技术,巧妙地将牛粪变废为宝。天天他们从当地的奶牛场收集牛粪回来,经过搅拌、过滤等程序后,再和用过的食用油和其它食品残渣等混合,装进高温箱积聚和开释沼气,然后经过净化就变成了可燃烧的自然气,通过管道输送到当地居民家中。这家能源厂正努力实现年生产能力满足11000户居民的自然气用量,这等同于每年少消耗原油1700多万升。

李荣同等[28]研究了厨余和牛粪混合厌氧发酵产气性能:在中温(35℃)条件下,通过批式厌氧发酵对牛粪、厨余以及厨余和牛粪的混合物的产气性能进行了对比研究。结果表明,单独消化时,厨余的甲烷产量(以VS为基准)为362.2ml/g,生物转化效率为60.2%,明显高于牛粪的144.3ml/g和25.4%;混合消化时,由于发酵物营养平衡和C/N比得到改善,缓冲能力增强,因此混合消化效果要好于两者单独消化。在厨余/牛粪(质量比,下同)为1∶1时,混合消化的协同作用最明显,对甲烷产量和生物转化效率的贡献率分别为17.3%和7.8%,消化时间缩短了9d,说明混合消化是进步厌氧消化效率的有效途径。

4.牛粪在病虫害防治的应用

4.1牛粪防治土壤病害

利用半知菌类中的食线虫真菌来防治动物线虫病,是目前研究得较多的一种生物防治手段[29、30]。迄今已发现的食线虫真菌有200多种,其中寡孢节丛孢菌(A.oligospora)在防治动物线虫病方面的研究较多。秦泽荣等[31]从新鲜牛粪便中分离到了4个食线虫真菌共:2株鉴定为寡孢节丛孢菌(Arthrobotrysoligospora),1株鉴定为圆锥状节丛孢菌(A.conoides),1株鉴定为指状节丛孢菌(A.dactyloides)。这四株真菌与从土壤中分离的食线虫真菌株相比,更有可能用于动物线虫病的生物防治。盛下放等[32]等研究了菌剂NMF(南京农业大学微生物实验工厂发酵生产)腐熟牛粪对及土壤微生物的影响,试验结果表明:腐熟菌剂NMF菌群腐熟牛粪能明显降低小麦纹枯病和番茄灰霉病的发病率%对水稻恶苗病的抑制效果不明显。另外,腐熟牛粪可以促进土壤中细菌和放线菌的生长%抑制土壤中真菌的生长。

5.牛粪在食用菌栽培的应用

陈猛进[33]研究了牛粪替换棉子壳栽培平菇试验,菌株与配方为:①平菇菌株:华平46,引自华中农业大学菌种实验中心。②配方:锯木屑50%,花生壳30%,干牛粪17%,石灰粉2%,石膏粉1%。此方法生物学效率可达120%,比棉子壳栽种略低,但利润却较高。孙海清[34]利用牛粪稻草生产双孢菇,每m2可产菇12.5~15kg,配料为:100m2面积需要牛粪1250kg,稻草1500kg,磷肥40kg,石膏40kg,pH值7.5~8的石灰50kg。

6.结语

牛粪作为一种能量与物质的集合体,富含大量的动植物所需的各种养分,可以为动植物生产提供养分和能量;含有丰富的有机物质,蓄积了大量的能力,可以转化成沼气、自然气或者其他能源。牛粪的资源化方式有很多种类,现阶段研究最多的是牛粪堆肥、蚯蚓堆肥、制沼气。牛粪堆肥和制备沼气是比较理想的资源化方式。但是现在呈现了各种各样的资源化利用方式。不同的地区应该根据当地的天气、自身的条件、市场等等方面综合考虑,然后选择一种既环保又经济适用的资源化技术加以利用,不可人云亦云。总之,牛粪应用好了则一种高贵的资源;相反就会成为环境的污染源,后患无穷。

养牛的话,牛粪一般怎么处理

养牛的话,牛粪一般怎么处理

牛粪处理

1、从牛粪中提取有机甲烷作为汽车动力

伴随着石油价格的不断攀升,世界各国的科学家,都在试图寻找替代石油的能源。美国西华盛顿大学最近研发用牛粪代替汽油,既经济又环保。该国从牛粪中提炼出有机甲烷,作为汽车的动力来源,而且其生产费用,只有汽油的一半而已。有机甲烷的生产过程,比生产石油的费用便宜了将近一半,而且这种气体没有味道,也排放较少的二氧化碳,比汽油更加环保且经济。利用牛粪提炼出的有机甲烷,可以加到任何一辆以天然气为能源的车辆中。每头牛每天所产生的粪便,可供一辆车跑24公里。

2、利用牛粪产沼气并发电

山东省一家牧场建设的沼气示范工程是农业部批准建设的第一批规范化奶牛场大型沼气发电能源环保型示范工程,总投资300多万元。平均日产沼气2400立方米,日发电2880度,年产沼气86.4万立方米,年发电103.6万度。同时,实现了污水循环利用,达到污水零排放,沼气的利用有助于减少温室气体的排放,对于保护环境,确保蓝天绿水不被污染发挥着巨大的作用。

随着奶牛养殖场大型沼气发电工程正式投入使用,它每天将处理牛粪100吨,发电1500多千瓦时。这个发电项目每年将发电50万千瓦时,足够供应整个养殖场和奶牛文化园的日常用电,项目还同时产生沼液沼渣2000吨,制成混合肥料后,年实现经济效益40万元,牛粪发电项目拓宽了养殖场多元化发展的路子,增强了企业经济实力。

3、利用牛粪养殖蚯蚓产业

据资料记载:干牛粪中含粗蛋白质10%~20%,粗脂肪1%~3%,无氮浸出物20%~30%,粗纤维15%~30%,牛粪中有70%的粗蛋白质可以被单胃动物所利用。宁夏一家养殖厂利用牛粪饲养蚯蚓,年创产值1500万元。该县奶牛、肉牛养殖量已达到10万多头。牛粪处理成为让养殖户头痛的问题。2006年永宁县科技特派员在望洪镇靖益村创办了占地500亩的三鼎蚯蚓养殖厂,利用经过发酵处理后的牛粪养殖蚯蚓,形成以“蚯蚓产业链”为核心的生态农业新模式。据悉,蚯蚓可以做家禽饲料,还能做保健品和药材;蚯蚓粪可制成活性复合肥,返回田间作为种植蔬菜、果树、花卉和粮食等农作物的肥料。

4、用牛粪给牧场“供暖”

哈尔滨市一家牧场把500头奶牛产生的粪便制成燃料用作取暖,在年节约近千吨燃煤的同时,又解决了令人头疼的牛粪污染难题。

2000吨牛粪便无害化处理项目自去年投产以来,已取得了良好的经济效益和社会效益。项目实施企业哈尔滨良种奶牛繁育中心饲养奶牛500多头,每天产生粪便近30吨,不仅对牧场及周边环境造成严重污染,而且给场区防疫带来困难。为此,近年来该企业与我市一家环保设备公司联合研发了牛粪处理设备,随着农开资金的扶持,这一项目实现了产业化。将牛粪制成固体生物质燃料,且不受季节因素限制。这种燃料是将牛粪便晾晒经烘干机烘干后,添加助燃剂、粘合剂制成。据测试牛粪燃料燃烧时的热量平均可达4000大卡。目前,牧场每天牛粪处理能力可达75吨,生产固体燃料25吨,满足了该场生产及部分家属区采暖用燃料所需,牧场周边的小工厂、浴池、学校及农民的使用量也很可观,年节约燃煤近千吨

5、牛粪发酵栽培食用菌

牛粪含有丰富的有机质和N、P、K等元素,加入一定的辅料堆制(如秸秆、稻草等)发酵后,可以栽培食用菌:把大量的牛粪集中起来晒干,将农作物的秸秆粉碎后与牛粪掺在一起,在畜禽粪便中加入含碳量较高的稻草或者秸秆调节C/N,再添加适当的无机肥料、石膏等,经过发酵后便成了食用菌的培养基。培养基再经过分装、灭菌、冷却后与食用菌进行接种培养,最终栽培出食用蘑菇。

奶牛场牛粪产生量很大,堆放是解决不了污染的问题(美其名曰:腐熟堆积发酵法)。需要奶牛业主及相关部门引起足够重视,利用当地资源,采取有效机制,切实把牛粪变废为宝,开辟利用资源、保护环境的新思路。

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