畜禽污染物的处理与处置.ppt

我国畜禽养殖业的发展历程 我国是世界上畜禽养殖业发展最早的国家之一 建国以来我国畜禽发展分为三个阶段 第一阶段 1953 1978 国家资金用于建设基础畜牧兽医站 家畜改良站 草原工作站等项目 促进了畜牧业发展 第二阶段 1979 1985 农牧民有了生产经营的自主权 积极性提高 第三阶段 1986 1988 畜牧业有计划经济走向社会主义市场经济 变成一个新兴的独立行业 我国畜禽养殖业的发展现状 综合能力显著提高 保证了市场的有效供给 畜产品已由卖方市场转为买方市场 畜禽产品结构逐步优化 畜牧业逐步走上了一条适合我国资源状况的节粮型道路 畜牧业对农业和农村经济的支持作用增强 已成为农村经济的支柱产业 对整个国民经济发展发挥着越来越重要的作用 我国畜禽养殖业的发展现状 区域化 专业化 规模化生产发展迅速 已成为稳定和繁荣市场供应的主要力量 畜牧业基础设施和社会服务体系建设不断增强 科技进步对畜牧业经济增长的贡献进一步提高 市场机制作用逐步加强 畜牧业产业化进一步发展 畜禽养殖废物的特点 1 是一种宝贵的资源2 污染负荷大3 污染成分复杂4 治理难度大 畜禽养殖废物是一种宝贵的资源 是一种肥料资源是一种饲料资源是一种燃料资源 主要是用来做沼气 主要禽类粪便中的肥料成分含量 百分比 鸡粪对作物产量的影响 烘干鸡粪肥料成分含量 烘干鸡粪中氨基酸的含量 占干物质的百分比 猪 牛粪便的营养成分 占干物质的百分比 烘干鸡粪营养成分分析结果 百分比 方法1 鸡粪经离心脱水后粪渣先晒干 然后经80度 3小时烘干 方法2 新鲜鸡粪先自然晒干 然后再经80度 6小时烘干 畜禽养殖废物污染负荷大 畜禽粪便排泄指数 畜禽粪便污染物平均含量 kg t 每头 只 畜禽每年排泄粪便中污染物含量 畜禽养殖废物污染成分复杂 包括 氮 磷等水体富营养化物质 氨气 硫化氢 甲烷 甲醇 甲胺 二甲基硫醚等恶臭气体 铁 锌 锰 钴 碘等矿物元素 铜 砷 汞 硒等重金属 抗生素 抗氧化剂等兽药残留物 大肠杆菌 禽流感等传染病病菌 产生的固体废弃物 焚烧散布出来的烟尘 畜禽养殖场粪污成分 畜禽养殖废物治理难度大 畜禽养殖排水量大 废水温度低 冲洗栏舍时间相对集中 冲击负荷大 废水固液混杂 有机质浓度较高 粘稠度大 畜禽养殖业属微利行业 不可能投入大量资金处理废水 畜禽养殖污染对环境的危害 我国畜禽污染的原因 农牧业严重分离脱节畜禽养殖业的污染防治与环境管理相当薄弱畜禽污染治理技术严重滞后于畜禽养殖业的发展 畜禽粪便处理处置技术 堆肥技术 我国民间处理养殖场粪便的传统方法 利用自然条件 将秸秆和粪便队在一起发酵后作为农田肥料 经多年来的改良和纯化 现在正朝着机械化 商品化方向发展 定义 在微生物的作用下通过高温发酵使有机物矿质化 腐殖化和无害化而成为腐熟肥料的过程 在微生物分解有机质的过程中 不但生成大量可被植物吸收的有效态氮 磷 钾化合物 而且又合成新的高分子化合物 腐殖质 它是构成土壤肥力的重要活性物质 堆肥原理 通过微生物对有机物的分解实现有机物的无机化 同时实现微生物自身的增殖 堆肥有机物 微生物 细胞物质 微生物生长 腐殖物质 能量 释放能量转移为热 合成 氧化 排入环境 CO2 H2O NH3 PO43 SO42 堆肥化过程 堆肥过程 1 升温阶段2 高温阶段3 降温阶段4 腐熟阶段 堆肥过程的影响因素 含水量通气状况C N和C P温度接种剂 堆肥发酵素酸碱度 影响堆肥过程的主要参数 堆肥系统的类型 1 开放式系统 2 发酵仓系统 搅动固定床式 包裹仓式 旋转仓式 推流式 分隔式 开放式堆肥系统的类型和特点 通风控制方式 翻堆 自然通风 翻堆和强制通风结合 强制通风 被动通风 负压抽风 正压鼓风 正压鼓风和负压抽风组合的混合通风 最终目的 在最佳的生物降解速率下提供高质量的堆肥 保证堆肥产品达到充分无害化的要求 降低其使用时的危害性 不同通风控制方式的比较 堆肥添加剂 为了加快堆肥过程或提高产品质量 可以在堆肥肥料中加入微生物 有机物质或无机物质 即堆肥添加剂按其作用可分为微生物接种剂 营养调节剂 膨胀剂 疏松剂 调理剂等 接种剂 好气性高温堆肥是由群落结构演替非常迅速的多个微生物群体共同作用而实现的动态过程 在该过程中每一个微生物群落都有在相对较短时间内适合自身生长繁殖的环境条件 并且对某一种或某一类特定的有机物质的分解起作用 接种微生物对堆肥的作用 初期加入 促进堆肥腐熟 缩短堆肥周期 接种分解有机质能力强的微生物 一些从堆肥中分离出来的高温菌 中文菌 放线菌和真菌称作为堆肥接种剂 加速细胞壁和木质素 纤维素水解 促进腐殖化程度 缩短达到高温期的时间 提高堆肥初期微生物的群体 增强微生物活性 后期加入 保持微生物活性 可以作为土壤的修复剂 减少堆肥过程中的氮素损失 提高养分含量 堆置法中微生物对有机物的清消 营养调节剂 气爆剂堆肥过程中有机物质的降解是微生物活动的结果 微生物繁殖的快慢决定这堆肥时间的长短 而微生物繁殖的快慢又受营养物质疯缺的制约 有效营养物质 微生物繁殖速度快 反之则慢 添加尿素化肥调节N P2O5和N K2O 调理剂或膨胀剂 1 调理剂 用于平衡堆肥原料中的含水率 作用 a 溶解有机物 参与微生物的新陈代谢 b 水分蒸发时带走热量 起调节堆肥温度的作用 2 膨胀剂 当含水多 颗粒细的废物堆置时 由于通气性差 需要一些膨胀剂 评估成熟堆肥的方法 物料处理设备 1 粉碎设备 冲击磨 粉碎机 切割机 2 混合设备 斗式装载机 搅拌机等 3 输送设备 带式传送机 刮板传送机等 4 分离设备 滚筒筛 振动筛等 条垛式翻堆设备 斗式装卸机或推土机 跨式翻堆机 侧式翻堆机 堆肥工艺 最终处理 可回收物 非堆肥料 杂物 可回收物 原料 预处理 进仓原料 发酵设施 后处理 堆肥制品 杂物 物料调节水分 C N 通风 无预处理 渗沥水 一次发酵工艺的工艺流程 最终处理 可回收物 非堆肥料 杂物 可回收物 原料 预处理 进仓原料 初级发酵设施 后处理 堆肥制品 杂物 物料调节水分 C N 通风 无预处理 渗沥水 二次发酵工艺的工艺流程 次级发酵设施 厌氧发酵技术 利用厌氧或兼性微生物以粪料中的原糖和氨基酸为养料生长繁殖 进行乳酸发酵和乙醇发酵或沼气发酵 厌氧发酵的基本过程 有机物固体 小分子有机物 可溶性有机物 有机酸 醇及CO2等 CH4CO2NH3H2S 胞外酶 产酸酶 产醋酸菌 产甲烷菌 水解阶段 产酸阶段 产甲烷阶段 固体有机物转化为可溶于水的物质 水解产物进一步分解 大分子有机物转化为小分子有机物 以乙酸为主 甲烷菌将酸化的中间产物和代谢产物分解成二氧化碳 甲烷 氨和硫化氢 厌氧发酵细菌群 水解发酵性细菌群 专性厌氧 梭菌属 拟杆菌属 丁酸弧菌属 真细菌 双歧杆菌属等均属 兼性厌氧 链球菌属和肠道菌等 产氢产乙酸细菌产甲烷菌群 索式甲烷杆菌 嗜热自养甲烷杆菌 巴式甲烷八叠球菌和亨氏甲烷球菌等 厌氧发酵工艺实例 鸡粪 集料池 初步脱毛 死鸡等 预处理槽 进一步除毛 除去尘沙等 调节池 厌氧塔 贮粪池 肥料 沼气脱水 胶流 计量 贮存 用户 刮料机 沉渣 鸡粪沼气发酵工艺流程图 沼气及其发酵余物的利用 固液分离 固体分离 液体部分 沼气发酵 产物 利用或排放 脱水 配料 烘干 成型后销售 发酵原料 沼气的利用 沼气的能源利用可代替汽油 柴油发电 可在养殖业中作为光照 加温的能源 沼气储粮和水果保鲜 沼渣和沼液的利用 沼气池沼渣营养成分 沼渣经过发酵堆肥可作为肥料和饲料 培育蘑菇 施入鱼塘 作为农作物生长的植物促进剂 制作有机生物肥技术 采用畜禽粪便为主要原料 经接种微生物复合菌剂 李永生化工艺和微生物技术彻底杀灭病原菌 寄生虫卵 消除恶臭 利用微生物分解有机质 将大分子物质变为小分子物质 然后达到除臭 腐熟 脱水 干燥的目的 支撑具有优良物理性状 碳氮比适中 肥效优异的有机肥 菌种 必须具备对固体有机物发酵的功能 即通过发酵使有机物腐熟 除臭干燥 目前用于的菌种有 丝状真菌 担子菌 酵母菌和放线菌 也采用光合作用细菌与上述的一些菌种制成发酵剂用于固体有机废物的发酵 生产工艺 畜禽粪便等有机固体废物经发酵 腐熟 脱水 除臭后粉碎过筛即成生物有机肥 可作为肥料产品出售 也可作为原料用于生物有机 无机复合肥生产 生物有机肥的特点 1 含有微生物菌群 菌群的环境适应性强 易发挥出菌群优势 营养功能强 根际促生效果好 肥效好 2 富含有机养分 无机养分 体积小 便于施用 能满足规模化生产和使用要求 3 富含生理活性物质 4 安全无害 生物有机肥的生产技术 原料 主要有禽粪 畜粪 其他动物粪等以及秸秆 饼 风化煤 农产品加工废弃物 工艺 原料前处理 接种微生物 发酵 干燥 粉碎 筛分 包装 计量等 技术要点 配料技术的一般原则 在总物料中的有机质含量应高于30 最好在50 70 碳氮比为30 1 35 1 腐熟后达到15 1 20 1 PH在6 7 5之间 水分控制在50 发酵腐熟方法 平地堆置发酵法 发酵槽发酵法 塔式发酵厢发酵法 发酵设备与技术 畜禽粪便处理设备各部分功能与作用 工艺流程 含60 70 水 特点 利用该设备与技术处理畜禽粪便 不受季节限制 一次性投资小 占地面积小 运行管理费用低 畜禽粪便经过该设备 立即转成好氧发酵 没有臭味 是无害化处理 充分利用资源 变废为宝 生产有机肥 畜粪便从被处理到有机肥生产 仅需要10d左右时间 有机肥生产周期短 操作假单 维护方便 生物有机肥的标准 外观是褐色或灰褐色 粒状或粉状 无机械杂质 无恶臭 有机肥料的技术标准 有机无机复混肥生产技术 原理 将畜禽粪便集中发酵 达到除臭 灭菌的目的 然后进行干燥 冷却 粉碎至一定程度 单独造粒制成商品有机肥 或再配入一定量的氮 磷 钾肥 经搅拌 进挤压造粒机造粒 陈化冷却后既得有机 无机复合肥 湿鸡粪 添加剂 配料混合发酵 提升 贮斗 给料 烘干 冷却 贮仓 粉碎 热风炉 燃煤 气体净化 引风 放空 商品有机肥 有机无机混肥 成品 包装 贮仓 冷却 造粒 搅拌 粉状鸡粪 粉状鸡粪 配料 氮 磷 钾 畜禽粪便 以鸡粪为例 生产有机 无机复混肥工艺流程 有机 无机混合造粒技术 挤压式造粒技术将搅拌均匀的粉状物料喂入压粒机 物料在强压力作用下通过模孔被挤压成一定直径的圆柱状颗粒 优点 操作简单 配方改变灵活方便 缺点 形成圆柱形颗粒 外观不好看 流动性差易断裂而形成粉尘 不方便施用 团粒法生产球状有机肥以圆盘造粒为主 对原料要求较高 优点 生产出的颗粒外观较好均匀 缺点 设备投资大 生产中必须对原料进行烘干 微粉碎 同时还要添加一定量的粘结剂 影响肥效 增加成本 高效新型的有机肥专用造粒机优点 突破有机物造粒后的外形 硬度不足 对发酵后的有机质无需干燥 无需粉碎 无需加入粘结剂即可造出外形美观的具有一定坚实度的球型颗粒 对有机物无特殊要求 畜禽粪便再生饲料开发利用 据分析 鸡粪中不仅蛋白质含量高 而且真蛋白质中的氨基酸组成也比较完善 猪粪的营养价值次于鸡粪 牛粪的营养价值较鸡粪 猪粪均低 在做饲料前作必要的处理 然后配以适量的谷类 糠麸类等配成各种饲料 利用畜禽粪便作为饲料的主要途径 用新鲜粪便直接利用 简便易行 效果也较好 但要做好防疫卫生工作 避免疾病的发生和传播 青贮 将新鲜禽粪与其他饲草 糠麸 玉米粉等混合在密闭条件下进行青贮一般20 40d即可使用 脱水干燥 利用高温使畜禽中水分迅速减少 不仅能更好的保存营养物质微生物大大减少 无臭气 氧化发酵 利用好氧微生物发酵分解粪便固形物 产生单细胞蛋白 鸡粪再生饲料的加工方法 鸡粪中的有益因素 1 丰富的B族微生物 2 可能含有抗生素 3 大量挥发性脂肪酸 4 有与动物性饲料相似的特征 5 消化酶群 鸡粪的加工要求 首先要对鸡粪干燥脱水还要对鸡粪除臭必须对鲜鸡粪进行消菌灭毒还要除杂保证营养价值 化学处理法 甲醛 硫酸 尿素氨化处理法 丙酸 醋酸 甲醛处理法 磷酸 丙酸 醋酸处理法 物理处理法 自然干燥 舍内干燥 低温干燥法 高温干燥法 不同温度分层处理法 生物处理 无公害蝇蛆生产 配料 装盘 培养 分离 鲜蛆 残渣 包装 包装 育蛆生产工艺图 鲜蛆漂洗 磨浆 分离 制成品 3d 提取 蝇蛆深度加工 蛆种 机械处理 主要用于牛粪或猪粪 先将收集的粪送进振动筛 然后加压是固液分离 固体部分做粗饲料 液体部分可做蛋白质精饲料 综合利用技术 生产商品有机肥及配置有机无机复混肥和基质肥生产沼气作为饲料 生态工程框架 上述框架好处 1农场系统内的结构组分增加 生产规模扩大 增加了系统的规模效益2系统的结构连多样性增加 实现了废弃物综合利用3由于以良性循环进行生产 降低了资源浪费 减轻了环境压力 畜禽养殖污染物减量化技术 在技术上 减量化技术必须从畜禽养殖的全过程减少排污量 从养殖源头角度考虑 一方面