畜禽养殖场粪污肥料化利用技术及工艺

1、畜禽养殖场粪污肥料化利用技术及工艺中国牛业科学 2010,36(1):8587,102chinacattlescience畜禽养殖场粪污肥料化利用技术及工艺周军，林清，张金水,同延安(1.西北农林科技大学资源环境学院，陕西杨凌712100;2.西北农林科技大学动物科 技学院，陕四杨凌712100)摘要:本文就畜禽养殖场粪污肥料化利用技术的总体规划，生产技术及工艺，生产 设施及设备要求，环境保护方案等问题做了简要论述.关键词:养殖场;粪污;肥料化利用;技术;工艺中图分类号:$811文献标识码:a文章编#: 1001 9111 -(2010)01 008503 近年來，随着农业现代化的发展和人民生

2、活水平的不断提高，畜禽养殖集约化与规模化得到快速 发展，养殖场对周围环境的污染也越来越严重据 统计,我国每年养殖业畜禽粪污排放量达27亿吨， 陕四省畜禽粪污输出量每年约5000万吨左右.目前我国规模化畜禽场的宏观环境管理水平普遍较低,全国约90的规模化养殖场未经过环境影响评 价,也没有相应的粪污处理设施和设备我国农民 通过坑氾，堆制等传统方法处理畜禽粪污积造农家 肥已很难适应畜牧业发展需要，粪污的处理已经成 为畜牧业发展亟待解决的问题一.国内外许多研究表明，畜禽粪污用作肥料既可以解决废弃物的出路问题，同时又可以起到改良和 培肥土壤的效果，因此是较理想的处置方法，受到 世界各国的普遍青睐但是，规

3、模化养殖小区畜禽粪污直接作为肥料销售往往因运输成本太高和操作 不便而很难形成市场在畜禽粪污无害化和稳定化 处理的基础上，将其加工成商品有机肥或生物有机 肥具有稳定的产品市场，是符合我国国情的资源化 途径笔者曾参与多个畜牧养殖场粪污处理项目建 设，取得了初步成效，本文举例说明畜禽粪便肥料化 利用的一般技术和工艺.1产品及原料规划1.1畜牧养殖场产粪量估算以西北农林科技大学畜牧养殖场为例,对各种 畜禽产粪量进行估算，结果如下：牛场饲养基础母牛200头,育成牛60头.犊牛60头.成年牛h产粪35kg,育成牛21kg,犊 牛三头按一头育成牛计算，每天产牛粪大约&76匚 1.1.2羊场饲养基础母

4、羊400只,育成羊120 只，羔羊150只.成年羊日产粪2.7kg,育成羊2.3 kg,羔羊三只按一只育成羊计算，每天产羊粪大约 1.47l1.1.3猪场饲养基础母猪200头,种公猪15头， 试验猪200头,育成猪100头，仔猪300头.成年猪 日产粪711 kg.按每天8kg计算，总头数按600 头计算，每天产猪粪大约4.8l1.1.4鸡场饲养基础母鸡10000只,选育鸡3 000只成年鸡日产粪0.15kg,每天产鸡粪大约1.5t.1.1.5 fl产粪量满负荷运转时的畜禽鲜粪fl产 量为 16.53t.1.1.6年产粪量满负荷运转吋的畜禽鲜粪年产 量为 6033.45t,即约 6000t.1

5、.2成品及原，辅料依据年总产粪量6000（,设计年生产粉状或粒状有机肥5000t.粒肥生产线按12t/h生产能力设计，采用挤压造粒工艺.有机肥产品含水率为20,畜禽粪便含水率平 均按60计,辅料含水率按30计,畜禽粪与辅料 添加量（湿重）z比约为2:3,堆肥过程干物质消耗 率按30计，则5000t成品有机肥的堆肥原料量， 畜禽粪便约为6000t,辅料约为5000（.辅料主要 包括风化煤,油页岩，秸秆，食用菌废基料，锯末，药 渣等.收稿口期:20090909 修回期:20091012基金项目:农业公益性行业科研专题（200803031）资助.作者简介:周军（1965 一），男，陕西眉县人，农艺师

6、，硕士，主要从事新型肥料方面的研 究和开发工作.86中国牛业科学第36卷2生产技术及工艺2.1堆肥生产技术过程目前利用畜禽粪堆腐牛产有机肥多采用好氧堆肥一条垛式发酵技术，包括原料预处理，发酵，熟化 等工序即在自然通风条件下，为物料添加复合微 生物发酵菌剂，平面条垛式地面堆置发酵.根据物 料堆内部温度，机械控制适吋翻堆，后熟阶段曝气发 酵与干燥，筛分牛产出粉状牛物有机肥;或根据市 场需求造粒生产颗粒状有机肥（球形颗粒或圆柱状 颗粒）.对物料的发酵应在车间或大棚内进行,通过翻 堆强制供给氧气,以利于好氧微生物发挥作用物 料堆一般掌握在高不大于ln）,宽不大于3m即可.在堆肥初始阶段的13d,由于物

7、料自身含氧基本 可以满足微生物需要，好氧微生物首先分解易腐有 机质，然后吸取其分解有机物的c,n营养成分.部 分营养成分用于微牛物自身繁殖，其余营养成分被 分解为co和h(),同时放岀热量使堆体温度上 升当温度处于2545°c时冲温微生物比较活 跃;随着堆温不断升高，当温度处于4565°c时，高 温微生物如嗜热菌,放线菌等逐渐占据主导地位，中 温微牛物受到抑制甚至死亡有机质进行更快速的 分解，使堆温迅速上升到607oc或更高温度，这 时除易腐有机质继续分解外，部分纤维素和木质素 也逐渐被分解.腐殖质开始形成.实践证明,堆肥温 度在60°c以上3d,就能杀死物料中的

8、寄生虫卵，病 原菌和杂草种子，达到对其无害化处理的目的;但同 时堆肥温度不宜超过7oc,否则就会造成有益微生 物菌的休眠甚或死亡.有机质的降解主要是在上述描述的发酵阶段完 成的，发酵吋间的长短因物料和发酵条件的不同而 不同，一般应在1020d完成物料发酵如果对发 酵过程的各种参数能够进行有效控制.可以提高发 酵的效率和产品质量.在此发酵基础上，随着堆肥 温度的下降，屮温微生物菌又开始活跃起来,堆肥进 入二次发酵，这段吋间可以称之为后陈化阶段.这 有利于较难分解的有机物全部分解变成腐殖质，氨 基酸等比较稳定的有机物质，使肥效大大提高.2.2堆肥生产工序2.2.1预前处理以畜禽粪为主原料，因其含水

9、率 高，需添加一定比例含水率低的风化煤，油页岩，秸 秆，食用菌废基料等作调理剂，再加入一定比例（0.1%0.3%）的菌种，混合调节至合适的含水率（5565）和c/n比（3040）堆泯24h后，用混合搅拌机混匀，条垛式堆放发酵.2.2.2翻堆搅拌用翻堆机进行翻动搅拌,曝气工 作.使料堆发酵;温度升高至5065°c后，能有效杀 死原料中的病菌虫卵，并蒸发大量水分.2.2.3温度控制每天定时检测发酵料堆内的温 度，水分和堆体通透性情况发酵过程中由于微生 物的作用，料堆内有机质的含量，水分，温度,c/n 比,ph值会发生变化，所以要定期检测和进行调节. 翻堆一般遵循”时到不等温，温到不等时”

10、的原则，即 前期发酵的低温阶段要定时翻堆;中期发酵高温阶 段当温度达到65°c左右时，要及吋翻堆使堆温不 至于超过70 - c.2.2.5发酵后处理物料经高温发酵后基本实现 无害化，已转化了大部分可溶性有机物，生化速度渐 趋和缓，可以另外垛堆后熟，促进有机物稳定化，并 节省发酵场地二次堆肥垛堆至2m高，堆体宽度 和长度按车间情况确定,时间在1530d定时可 在垛堆底部鼓风通气，必要时用长木棒定期在堆体 上扎孔透气即可.二次堆肥完成有机物完全降解工 作，转变为稳定腐殖质堆肥发酵腐熟情况，可以根 据自检能力,从物理，化学，生化等几方面的指标评 定二次堆肥1530d后，堆肥一般己完全腐熟，

11、 可以加工商品有机肥.2.3产品生产流程堆肥和有机肥生产流程见图1,图2.发酵苗调粪便辅料熟堆肥去有机肥牛产线图1堆肥生产流程图2.4产品特性和技术指标2.4.1外观褐色至黑褐色.2.4.2气味无味或具有酒香的发酵味，无臭味.2.4.3主要指标总养分（n+po.+ko&4,有机质230,含水率w2o.2.4.4有害生物数蛔虫卵杀灭率295%,大肠杆菌菌群数w100个/g2.4.5重金属有害重金属含量低于国家标准.第1期周军，等:畜禽养殖场粪污肥料化利用技术及工艺872.4.6标准商品有机肥ny5252002.3生产设施与设备图2有机肥生产流程图3.1厂区规划及生产设施遵循环境优化，有利

12、牛产，节约用地，便于管理，方便生活和适度美化的原则，在目标场地将储料场， 发酵场，深加_t生产车问和办公区集中规划.3.1.1储料场按主辅原料配比确定，加z沉淀池，约建500m;般为轻钢夹芯彩板结构厂房.3.1.2发酵场含水5060的物料，大致3m.生产1吨成品肥.年产5000t需要物料约1.577因为物料发酵不少于7d时间，为保障连续生产，发酵场至少应满足iod生产所需要的物料，发酵场需要容纳500m.的物料.发酵场净占地面积大致为2000m左右发酵棚一般采用水泥栓柱，钢结构屋架，阳光板屋顶，滴水高度为4m.发酵棚的具体长度按地形设计.物料发酵场地用水泥硬化，雨季不蓄水，排水不 冲刷物料有动

13、力供电和自来水供水条件,道路畅 通.适合翻堆机行走作业.3.1.3熟化车间每天约25m.,按垛堆高度2m 计,需堆放面积为15m;以熟化时间为30d计算， 需面积约400m.,加上仓内道路，间隔面积,共约需 600m.般釆用水泥碗柱，钢结构屋架，阳光板屋 顶，滴水高度为4m.3.1.4加工车间生产线设备占地而积约1000m.，房屋高度为4m,安装粉碎，筛分，造粒，汁量，包 装等设备.熟化车间与加工车间可以一体化布局,也需建设砖混结构墙壁，相向的墙壁各安装工业用排气扇 23个为保证熟化发酵需要的相关条件，在车间 内可增设后腐熟曝气供氧装置一般在地面埋设5iom x 5cm左右pvc管道4根,pv

14、c管打直径 4mm左右空洞若干，用强力鼓风机向管道内供风, 为微生物供氧提供条件.3.1.5成品仓库日生产量约16t,按30d储存 量计为500t,面积约600m.3.1.6其他工程包括办公设施,供排水，动力，生 活设施等，根据需要和投资酌定.3.2生产设备包括混合搅拌机1台（1015t/h）,翻抛机1台 （1000m./h）,筛选机1台（58t/h）,自动包装机1台（i5002000包/h）.挤压造粒机1台（12t/h）,粉碎机1台冲型铲车2台，叉车1台.4环境保护方案利用畜禽粪便牛产有机肥是一个污染源由分散 而集中的过程，如果环境保护处理不好，会造成局部 环境的恶化这类项目污染主要有两方而

15、,是原 材料自身的臭味;是雨季降水渗透对周边土壤和 水源的污染.4.1除臭方案（下转第102页）102中国牛业科学第36卷4预防在分娩前28d内，应用维生素d3注射液 1500-2000单位/kg体重,1次肌内注射.分娩前1个月饲喂低钙性饲料,待分娩后改用 多补饲草料,必要时可投服钙制剂，每h ioog以 上.对老龄体弱或高产奶牛，在分娩前1周开始应 用20葡萄糖酸钙注射液,25葡萄糖注射液各 500ml,每日1次或隔日静注1次，连用23d为个疗程，可收到一定的预防效果.5体会发病与胎次有关,大多数奶牛在3胎后易发病， 头胎奶牛早配也可引发该病.发病与产奶量有关，产奶量越高，发病率越高， 而口

16、产奶量在20kg以下的牛少发病.治疗采用中西医结合，把补钙与补糖结合起来， 即可纠正高血糖症，又可防止低血糖症，再加上中草 药扶祛邪，正活血祛瘀，有很高的疗效.(上接第87页)储料场和发酵场可购买市售微生物专用除臭 剂，用喷雾器直接喷洒在物料表面，瞬间除臭微牛 物脱臭过程中起作用的主要有硝化细菌，亚硝酸菌， 反硝化细菌，硫细菌等,只要臭气量不超出微生物的 分解能力.就可以在较长的时问内维持良好的除臭 效果;或者将腐熟物料底垫及覆盖在原料和未发酵 物料上下，也可起到减轻或消除臭味的作用.4.2水土保护方案用畜禽粪便堆腐有机肥容易产生水土污染，主 要因素是粪便自身的含水和雨季降水渗漏为防止 水土污

17、染,是夯实地面，使粪便自身含水不渗漏进 土地;是在储料场物料四周设置水泥拦水槽，并设 置沉淀池,沉淀后的污物作为有机肥原料回收，污水 除自然蒸发部分外，可以注入沼气池,或经厌氧发酵 无害化处理后直接作为液体肥料用于附近农户使 用;是及吋按比例添加含水量小的吸水辅料，减少 污水排出量.参考文献：1张金水，同延安,云伟祥，等陕四省农业废弃物养分 资源肥料化利用现状与前景分析j.磷肥与复肥， 2008,23(5):52-54.e2刘波，张春雨,赖宪明，等.利用牛物菌剂处理畜禽粪 便生产有机肥料技术的研究j.黑龙江畜牧兽i矢， 2007(10):102103.3谷洁，高华，李鸣雷，等养殖业废弃物对环境

18、的污染 及肥料化资源利用j西北农业,2004,】 3(1): 132-135.43林清，咎林森,辛亚平，等利用家畜粪便有氧发酵生产有机肥的研究j.家畜生态,2008,29(1):7073.5夏炜林，黄宏坤，杨尧，等粪便高温堆肥及其施用效果研究综述j 四丿11环境,2007,32(4):102106.theuseoftechnologyandprocessofslurryandmanureinlivestockandpoultryfarmszhoujun 丄 inqing.,zhangjinshui,tongyanan(1 .col legeofresourceandenvironment,north west a &funiversity.yangling.shaanxi,712100;2.collegeof9animalsciempandtechn