畜禽糞便利用技術(shù)
作者: 來源: 時間:2012-08-21
目前我國畜禽糞便主要用作沼氣發(fā)酵原料、肥料、養(yǎng)殖蚯蚓等。
(一)農(nóng)村戶用沼氣技術(shù)
該技術(shù)是利用沼氣發(fā)酵裝置,將農(nóng)戶養(yǎng)殖產(chǎn)生的畜禽糞便和人糞便以及部分有機垃圾進行厭氧發(fā)酵處理,生產(chǎn)的沼氣用于炊事和照明,沼渣和沼液用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。農(nóng)村戶用沼氣池一般為6~10立方米,包括沼氣發(fā)酵裝置、沼渣沼液利用裝置和沼氣輸配系統(tǒng)等。
1.技術(shù)路線(工藝流程) 目前我國建設(shè)的農(nóng)村戶用沼氣池,一般都采用底層出料水壓式沼氣池型。在水壓式沼氣池的基礎(chǔ)上進行改進和發(fā)展,還研究出了強回流沼氣池、分離貯氣浮罩沼氣池(非水壓式)、旋流布料自動循環(huán)沼氣池等。
2.主要技術(shù)環(huán)節(jié)及要點
(1)各部件和設(shè)備的特點 我國戶用沼氣池的最主要部件是進料口、發(fā)酵池和出料間。發(fā)酵池是核心部件,必須達到密閉,有一定的池容、抗壓強度和使用壽命,并便于維修等要求。
(2)技術(shù)的主要性能參數(shù)
①氣密性 設(shè)計池內(nèi)氣壓為8千帕或4千帕?xí)r,24小時觀測(水壓法或氣壓法均可)漏損率小于3%為合格。
②產(chǎn)氣率 目前我國農(nóng)村沼氣池一般為常溫發(fā)酵,池容平均日產(chǎn)氣量為0.2~0.4立方米。
③正常貯氣量 為日產(chǎn)氣量的50%。
④強度安全系數(shù) K≥2.65。
⑤正常使用壽命 20年以上。
⑥活荷載 2000千牛/平方米。
⑦地基承載力設(shè)計值 大于等于50千帕。
⑧工作氣壓 池內(nèi)正常工作氣壓不高于8千帕,最大氣壓限值不超過12千帕,采用浮罩貯氣的,其工作氣壓不高于4千帕即可。
⑨沼氣池容積 這個參數(shù)要根據(jù)農(nóng)戶的養(yǎng)殖規(guī)模和日最大耗氣量確定,是設(shè)計中的一個關(guān)鍵。目前在我國廣大農(nóng)村地區(qū)多采用6~10立方米的沼氣池。
⑩投料量 沼氣池的投料量應(yīng)根據(jù)不同的貯氣方式確定。水壓式沼氣池,設(shè)計最大投料量以不大于主池容積的90%為宜;浮罩貯氣和氣袋貯氣的沼氣池,設(shè)計最大投料量可按主池容積的95%考慮。
(3)推廣該項技術(shù)需要注意的事項
要充分發(fā)揮其能源、生態(tài)、經(jīng)濟多種效益,為農(nóng)民提供優(yōu)質(zhì)生活能源,改善庭院衛(wèi)生環(huán)境,必須在保證建設(shè)質(zhì)量的同時,還應(yīng)注重后期管理維護,同時引導(dǎo)農(nóng)戶開展沼液、沼渣綜合利用,推廣應(yīng)用“四位一體”和“豬—沼—果”等多種模式,發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè)。
(4)主要建設(shè)模式
根據(jù)地域、氣候、環(huán)境條件和各地農(nóng)業(yè)發(fā)展的特點,有北方“四位一體”能源生態(tài)模式與技術(shù),南方“豬—沼—果”能源生態(tài)模式與技術(shù),西北“五配套”能源生態(tài)模式與技術(shù)等。
在實際推廣中,推行了“一池三改”,即在建設(shè)戶用沼氣池的同時,統(tǒng)一規(guī)劃,將沼氣池、畜禽舍、廁所同步連通改造或新建。
(二)集約化畜禽養(yǎng)殖場大中型沼氣工程技術(shù)
畜禽養(yǎng)殖場大中型沼氣工程技術(shù)是以規(guī)?;笄蒺B(yǎng)殖場禽畜糞便污水的污染治理為主要目的,以禽畜糞便的厭氧消化為主要技術(shù)環(huán)節(jié),集污水處理、沼氣生產(chǎn)、資源化利用為一體的系統(tǒng)工程技術(shù)。由于畜禽養(yǎng)殖場沼氣工程技術(shù)集環(huán)保、能源、資源再利用為一體,又被稱為畜禽養(yǎng)殖能源環(huán)境工程技術(shù)。
1.技術(shù)路線(工藝流程)。
2.主要技術(shù)環(huán)節(jié)及要點
(1)各部件和設(shè)備的特點
①前處理裝置 包括預(yù)處理池、調(diào)節(jié)池、增濕裝置和固液分離設(shè)備等裝置和設(shè)備。這些裝置和設(shè)備對于保證沼氣工程系統(tǒng)的穩(wěn)定運行具有重要的作用。
②厭氧消化器 包括厭氧生物濾床(AF)、上流式污泥固定床(UASB)等消化裝置。
③沼氣的收集、貯存及輸配系統(tǒng) 包括氣液分離、凈化脫硫、貯氣輸氣和沼氣燃燒等設(shè)備。
④沼液后處理裝置 包括發(fā)酵液沉淀池、好氧厭氧處理設(shè)施以及廢液的排放設(shè)施等,是確保達標(biāo)排放不可缺少的組成部分。
⑤沼渣處理系統(tǒng) 包括發(fā)酵后固體殘余物的干燥、固液分離和制造顆粒肥料和飼料等設(shè)備,是改善整個工程的經(jīng)濟性和實現(xiàn)資源綜合利用的主要技術(shù)措施。
(2)推廣該項技術(shù)需要注意的事項
第一,設(shè)計應(yīng)該符合當(dāng)?shù)乜傮w規(guī)劃,與當(dāng)?shù)乜陀^實際緊密結(jié)合,正確處理集中與分散、處理與利用、近期與遠期的關(guān)系。應(yīng)以減量化、無害化、資源化為目標(biāo),應(yīng)用先進技術(shù)和工藝,實行清潔生產(chǎn),從源頭上減少糞污排放量。
第二,原料應(yīng)有充足和穩(wěn)定的來源,嚴禁混入其他有毒、有害污水或污泥。
第三,必須科學(xué)設(shè)計,以節(jié)省投資和降低運行費用。設(shè)計應(yīng)由具有相應(yīng)設(shè)計資質(zhì)的單位承擔(dān)。
第四,運行管理人員必須熟悉沼氣工程處理工藝和設(shè)施、設(shè)備的運行要求與技術(shù)指標(biāo),并應(yīng)持有職業(yè)資格證書(沼氣生產(chǎn));操作人員必須了解本工程處理工藝,熟悉本崗位設(shè)施、設(shè)備的運行要求和技術(shù)指標(biāo)。
第五,工程運行、維護及安全規(guī)定應(yīng)符合現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。應(yīng)建立日常保養(yǎng)、定期維護和大修三級維護保養(yǎng)制度。
第六,必須按照有關(guān)防火、防爆的要求做好安全防護措施,確保安全。
(3)主要技術(shù)(設(shè)備)。目前主要工藝類型有第一代厭氧反應(yīng)器:AC(全混合接觸式厭氧);第二代厭氧反應(yīng)器:AF(厭氧生物濾床)、UASB(上流式污泥固定床)、USR(升流式固體反應(yīng)器)、UBF(升流式厭氧復(fù)合床)、厭氧混合反應(yīng)器、厭氧折流反應(yīng)器等;第三代厭氧反應(yīng)器:EGSB(顆粒污泥膨脹床)、IC(內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器)等。
(三)糞便堆漚處理生產(chǎn)有機肥技術(shù)
糞便堆漚處理生產(chǎn)有機肥技術(shù)是通過調(diào)節(jié)畜禽糞便中的碳氮比和人工控制水分、溫度、酸堿度等條件,利用微生物的發(fā)酵作用處理畜禽糞便,生產(chǎn)有機肥料。
在堆漚過程中,伴隨著有機物分解和腐殖質(zhì)形成的過程,有機質(zhì)由不穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的腐殖質(zhì)物質(zhì)。由于碳素等揮發(fā)性成分分解轉(zhuǎn)化,堆漚原料在體積和重量上發(fā)生了明顯的變化,重量和體積均會減少1/2左右。
1.技術(shù)路線(工藝流程)
2.主要技術(shù)環(huán)節(jié)及要點
(1)主要設(shè)備
畜禽糞便堆漚處理和制肥過程需要采用大量的通用設(shè)備和非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。
①前處理設(shè)備 主要有地磅秤、堆料場、卸料臺和進料門、貯存塘或池、裝載機械、運輸機械等。
②堆肥設(shè)備 主要有翻堆機和發(fā)酵池、多段豎爐式發(fā)酵塔、筒式發(fā)酵倉、螺旋攪拌式發(fā)酵倉等。
③造粒設(shè)備 主要有滾筒式造粒機、轉(zhuǎn)盤式造粒機、擠壓式造粒機、壓縮式造粒機等。
④篩分和包裝設(shè)備 主要有固定篩、筒形篩、振動篩等。
(2)主要技術(shù)參數(shù)
①C/N(碳氮比) 堆肥混合物的碳氮平衡是使微生物達到最佳生物活性的關(guān)鍵因素。堆肥混合物的C/N應(yīng)保持在(25~35)∶1。
②濕度 好氧堆肥一般應(yīng)保持在40%~70%。
③pH 酸堿度隨堆肥混合物種類以及堆肥工藝階段的不同而變化,一般情況下不需調(diào)節(jié)。若需調(diào)節(jié),可在堆肥降解開始前,通過向混合物投加堿或酸性物質(zhì)來調(diào)節(jié)。
④其他設(shè)計參數(shù)
長方形發(fā)酵堆垛需定期翻堆,使溫度保持在75℃以下。翻堆頻率為2-10天/次。長方形條垛的寬、深只受翻堆設(shè)備的限制。條垛一般1.2~1.8米深,1.8~3.0米寬。肥堆高度通常為2.5~4.5米,寬度通常為深度值的2倍。
(3)推廣該項技術(shù)需要注意的事項
①堆肥時間 堆肥時間隨C/N、濕度、天氣條件、堆肥運行管理類型及廢物和添加劑不同而不同。運行管理良好的條剁發(fā)酵堆肥在夏季堆肥時間一般為14~30天。復(fù)雜的容器內(nèi)堆肥只需7天即可完成。
②溫度 要注意對堆肥溫度的監(jiān)測。堆肥溫度要超過55℃,這樣才能既有利于微生物發(fā)酵又能殺滅病原體。
③濕度 注意階段性監(jiān)測堆肥混合物的濕度。過高和過低都會使堆肥速度降低或停止。
④氣味 氣味是堆肥運行階段的良好指示器。腐爛氣味可能意味著堆肥由好氧轉(zhuǎn)為厭氧。
(四)其他利用技術(shù)
1.畜禽糞便直接還田利用。畜禽糞便直接還田作肥料是一種傳統(tǒng)的、經(jīng)濟有效的糞污處置方式,可以在不外排污染的情況下,充分循環(huán)利用糞污中有用的營養(yǎng)物質(zhì),改善土壤中營養(yǎng)元素含量,提高土壤的肥力,增加農(nóng)作物的產(chǎn)量。但若土壤施用糞便量過多,超過了其承載能力,不僅影響植物的正常生長,造成產(chǎn)量降低,而且污染環(huán)境。
2.畜禽糞便蚯蚓資源化處理技術(shù)。利用經(jīng)過發(fā)酵的畜禽糞便養(yǎng)殖蚯蚓,其有機質(zhì)通過蚯蚓的消化系統(tǒng),在蛋白酶、脂肪酶、纖維酶、淀粉酶的作用下,能迅速分解、轉(zhuǎn)化成為自身或其他生物易于利用的營養(yǎng)物質(zhì)。該技術(shù)既可以生產(chǎn)優(yōu)良的動物蛋白,又可以生產(chǎn)肥沃的生物有機肥。