詳解畜禽糞便污染物的主要形態、固液分離、處理方法及沼氣工程開發
1、糞污主要有哪些形態?
糞污的形態根據其中的固體和水分含量進行區分:直觀上,糞污主要以固體和液體兩種不同形態存在;如果按照糞污中固體物含量多少則可將其形態進一步細分成固體、半固體、糞漿和液體,這四種形態的固體物含量分別為>20%、10%~20%、5%~10%、<5%。由于畜禽種類不同,生理代謝過程不同,所排泄糞便的干濕程度和尿液的多少也有所差別,因而排泄時糞污的狀態也不相同。糞污的相鄰形態之間,如糞漿和半固體之間,并不一定有明顯的分界線。
當糞污受到外界環境影響,其中的固體物含量或水分含量發生變化時,可能從一種形態轉變成另一種形態,另外動物品種、飼喂日糧、墊草的類型和數量等因素都可能影響糞污的形態。
2、養殖污水的主要來源有哪些?
養殖場污水主要來源于畜禽舍沖洗用水、滴漏的飲水、降溫用水以及養殖場生活污水等。沖洗用水量取決于清糞工藝,不同清糞工藝的沖洗用水量差別很大,因而養殖污水量差別也很大。對豬場而言,如果采用發酵床養豬生產工藝,生產過程中的沖洗用水量很少、甚至不用水沖洗,因此養殖污水量也很少甚至沒有;但是如果采用水沖清糞工藝,畜禽排泄的糞尿全部依靠水沖洗進行收集,沖洗用水量大,污水量也很大。滴漏的飲水主要來自飲水器或飲水系統的接頭,如果飲水器因為質量問題導致閉合不嚴或飲水系統的接頭損壞或松動,則會有水不斷滴漏,另外飲水器的安裝高度不合適,在動物飲水過程中也會產生滴漏現象,這些滴漏的飲水也將混入糞污。
3、固液分離的作用是什么?
固液分離是糞污的預處理工藝,通過采用物理或化學的方法和設備,將糞污中的固形物與液體分開。該方法可將糞污中的懸浮固體、長纖維、雜草等分離出來,通常可使糞污中的化學需氧量(COD)降低14%~16%。
糞污經過固液分離后,固體部分便于運輸、干燥、制有機肥或用做牛床墊料等;液體部分不僅易于輸送、存儲,而且由于液體部分的有機物含量低,也便于后續處理。目前的固液分離主要采用化學沉降、機械篩分、螺旋擠壓、臥螺離心脫水等方法。
4、養殖糞便的主要處理方法有哪些?
養殖糞便的處理方法較多,本文主要介紹干燥處理、好氧堆肥、沼氣發酵以及飼料利用。
干燥處理。就是糞便脫水以方便使用,主要有自然干燥和高溫快速干燥。自然干燥是利用陽光照曬畜禽糞便進行干燥處理;高溫快速干燥則是通過干燥機進行人工干燥。我國常用滾筒式干燥機,能使雞糞的含水量由70%~75%在短時間內下降至8%以下,但存在烘干機排出的臭氣二次污染以及處理溫度過高導致肥效較差等缺點。
好氧堆肥。畜禽糞便中含有大量的有機物及豐富的氮、磷、鉀等營養物質,是農業可持續發展的寶貴資源,因此對糞便進行好氧堆肥是目前廣泛使用的處理方式。根據糞便原料和輔料的特性,根據堆肥要求的碳氮比和水分含量,對糞便和輔料按一定比例混合,并對堆體中氧氣和溫度進行適當控制,使糞便快速發酵生產有機肥。這種方法處理糞便的優點在于最終產物臭氣少,且較干燥,容易包裝、施用,可作為土壤改良劑或有機肥料應用于農業生產。
沼氣發酵。根據畜禽糞便中有機物含量高的特點,在一定的水分、溫度(35℃~55℃)和厭氧條件下,通過各類微生物的分解代謝,最終形成甲烷和二氧化碳等可燃性混合氣體(沼氣),同時殺滅糞水中大腸桿菌、蠕蟲卵等。沼氣是清潔能源,可作為燃料用于家庭生活,養殖場大量沼氣也可進行發電并網;沼渣沼液中含有氮、磷等成分,可作為肥料用于農業生產、也可用于養魚、作物浸種等,沼氣發酵是我國目前使用較廣泛的糞便處理方法之一。
飼料利用。研究證明,畜禽糞便含有大量未消化的粗蛋白、粗纖維、粗脂肪和礦物質等,其中氨基酸的組成也比較齊全、含量也較豐富,經過加工處理后,可殺死病原菌、提高蛋白質的消化率和代謝能、改善適口性,能成為較好的飼料資源。
5、什么是沼氣工程?
沼氣工程是一項以開發利用養殖場糞污為對象,以獲取能源和治理環境污染為目的,實現農業生態良性循環的農村能源工程技術。它包括厭氧發酵主體及配套工程技術,主要是通過厭氧發酵及相關處理降低糞水有機質含量,達到或接近排放標準并按設計工藝要求獲取能源——沼氣;沼氣利用產品與設備技術,主要是利用沼氣或直接用于生活用能,或發電、或燒鍋爐、或直接用于生產供暖、或作為化工原料等;沼肥制成液肥和復合肥技術,則主要是通過固液分離,添加必要元素和成分,使沼肥制成液肥或復合肥,供自身使用或銷售。
6、沼渣有哪些用途?
沼渣是沼氣發酵后的殘余懸浮物,由部分未分解的原料和新生的微生物菌體組成,其中無機營養元素和有機營養含量豐富,主要用途包括用作肥料、配制培養土、制作人工基質以及牛場墊料等。
(1)用作肥料。施入土壤后,一部分被作物吸收利用,其余的營養仍存在于土壤之中,并隨水進入土壤較深層次,改良土壤肥力。沼渣中含有大量的氯、磷、鉀等速效養分,還含有豐富的中量元素及微量元素,可促進作物的生長發育;沼渣中還含有大量有機質和腐殖質,能改善土壤結構、理化性質,培肥地力,而且沼渣中不含硝酸鹽成分,是優質的無公害、綠色、有機農產品生產的肥料。國內沼渣大多用作基肥,生產蔬菜、水果以及大田農作物,具有很好經濟和生態環境效益。
(2)配制營養土。與肥沃大田土按1∶3比例摻勻,可作為營養土使用。用沼渣配制的營養土能較好地防治枯萎病、立枯病、地下害蟲的危害,并起到壯苗作用。
(3)制作人工基質。沼渣產品不僅營養豐富,而且質地疏松,酸堿適中,是食用菌等栽培的優質人工基質,既可單獨使用,也可與稻殼、鋸末混合使用。研究表明,用沼渣人工基質栽培食用菌,可增產30%~50%,并能提高食用菌品質。優質沼渣人工育苗基質部分甚至可完全替代草灰,且育苗效果優于常規人工育苗基質。
(4)牛場墊料。目前散欄飼養牛場,牛舍里都是水泥地面,養殖戶為了給奶牛提供舒適環境,常在地面鋪上沙子、鋸末等形成臥床,用沼渣鋪床,既可增加舒適度,也可節約成本。生產中,沼渣更多用于運動場地面的鋪墊。
7、沼液有哪些用途?
沼液是經過厭氧發酵后的殘留液體,仍屬高濃度有機廢水,如果未經合理處理和利用而直接排放到環境中,將會造成二次污染。
沼液中含有大量的營養成分,主要包括豐富的氮(0.03%~0.08%)、磷(0.02%~0.07%)、鉀(0.05%~1.40%)等大量營養元素,鈣、銅、鐵、鋅、錳等中量和微量營養元素,還含有豐富的氨基酸、B族維生素、各種水解酶、某些植物激素以及對病蟲害有抑制作用的物質或因子,正因為此,沼液作用可分為沼液肥用、沼液浸種、葉面噴施、沼液養魚等。
(1)沼液肥用。沼液栽培應用最為廣泛,可將沼液作為液體肥料用作大田作物、蔬菜、果樹、牧草等的種植。沼液肥用時,既可進行澆灌施用,也可作為葉面肥施用。在澆灌施用時,可將沼液直接與灌溉水以一定的比例混合澆灌,也可直接結合滴灌或滲灌利用。沼液作為一種液態速效肥料,追施具有較好的增產效果。
(2)沼液浸種。主要是利用沼液所含的生物活性物質和速效養分,對種子進行預處理,可刺激、活化種內營養物質,促進種內細胞分裂和生長,并為種子提供發芽和幼苗生長所需營養,同時還能消除種子攜帶的病原體、細菌等,因此沼液浸種后種子的發芽率高、芽齊、苗壯、根系發達,長勢旺,并且沼液能增強秧苗的抗旱、抗病及抗逆性能。
(3)沼液葉面噴施。利用沼液中所含的厭氧微生物的代謝產物,特別是銅、鐵、鋅、錳等微量元素以及多種生物活性物質,能迅速被植株吸收,有效調節作物生長代謝,為作物提供營養;沼液中還所含有多種微生物、有益菌群、各種水解酶、某些植物激素及分泌的活性物質,對植物的許多有害病菌和蟲卵具有一定的抑制和殺滅作用,也對一些植物病蟲害有抑制作用。
沼液養魚在南方應用較多,使用時應注意沼液的用量要適度,同時注意沼液的生物安全問題。
文章來源:微信公眾號中國有機肥協會,內容有刪減。