畜禽養(yǎng)殖固體廢物處理處置技術(shù)
通過干撿糞或固液分離出來的畜禽糞便中含有大量的有機(jī)質(zhì)和氮磷鉀等植 物必需的營養(yǎng)元素,但也含有大量的微生物(其中包括正常的微生物群和病原微 生物群) 和寄生蟲。 因此, 只有經(jīng)過無害化處理, 消滅病原微生物和寄生蟲(卵) , 才能加以應(yīng)用。常見的處理方法有焚燒法、干燥法、生物發(fā)酵法等。
1 焚燒法
畜禽糞便的主要固體物質(zhì)是有機(jī)物,其中含有機(jī)碳高達(dá)25%~30%(干基)。 借用垃圾焚燒處理技術(shù),在焚燒爐(800~1000℃)下充分燃燒成為灰渣,產(chǎn)生的 熱量可用于發(fā)電等。這種方法可使畜禽糞便在較短時(shí)間內(nèi)減量 90%以上,并殺 滅糞便中的有害病菌和蟲卵,但技術(shù)投資大,處理費(fèi)用昂貴,燃燒時(shí)釋放大量 CO2 和其它有害氣體,對大氣環(huán)境有不良影響。
2 干燥法
干燥處理是利用燃料、太陽能、風(fēng)等能量,對畜禽糞便進(jìn)行處理。干燥的目 的,不僅在于減少糞便中的水分,而且還要達(dá)到除臭和滅菌(包括一些致病菌和 寄生蟲等)的效果。因此,干燥后的畜禽糞便大大降低了對環(huán)境的污染。且干燥 后的畜禽糞便可加工成顆粒肥料,或作為畜禽的飼料,具有多種用途。由于雞的 消化道短,吸收能力差,飼料的多數(shù)營養(yǎng)物質(zhì)(約占 70%)未被消化,以糞便形式排出體外,因而國內(nèi)外常用干燥法對雞糞進(jìn)行處理。 具體而言,干燥法又分為自然干燥、高溫快速干燥、微波干燥等方法。自然 干燥法能充分利用自然條件和成本較低, 但干燥的速度太慢, 且陰雨天不能作業(yè)。 而微波干燥法、高溫烘干法等雖然干燥速度快,可批量生產(chǎn),殺菌、除臭熟化快, 但能耗高,投資大,尤其是微波干燥,一次性投資較大,能耗較多。
3 生物發(fā)酵法(堆肥)
畜禽糞便除含有大量有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀及其他微量元素等植物必需的營養(yǎng) 元素及各種生物酶和微生物,是一種優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥。但畜禽糞便中的營養(yǎng)成分必須經(jīng)微生物降解腐熟,即堆肥化處理后才能被植物利用。如果不加處理地施用鮮糞尿,有機(jī)質(zhì)經(jīng)在降解過程中產(chǎn)生的熱量、氨和硫化氫等會對植物根系不利。畜 禽糞便中含有大量的病原體,還有可能對環(huán)境造成惡臭和病原菌污染。因此,對 畜禽糞便進(jìn)行堆肥處理不但是解決畜禽污染問題的有效途徑, 也是實(shí)現(xiàn)廢物資源 化利用的有效方法。
堆肥在工藝上分為好氧堆肥和厭氧堆肥。 好氧堆肥是在人工控制的好氧條件 下,在一定水分、C/N比和通風(fēng)條件下,通過微生物的發(fā)酵作用,將對環(huán)境有潛 在危害的有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)變無害的有機(jī)肥料的過程。 一個(gè)完整的堆肥過程由三個(gè)階段組 成,即升溫階段、高溫平臺階段和基質(zhì)消耗(包括中溫降解和腐熟階段) 。因?yàn)?在轉(zhuǎn)換和利用有機(jī)物過程中化學(xué)能中有一部分轉(zhuǎn)變成熱能,使堆溫迅速上升,達(dá) 到 60~70℃。此時(shí),除了易腐有機(jī)物繼續(xù)分解外,一些較難分解的有機(jī)物(如纖 維素、木質(zhì)素等)也逐漸被分解,達(dá)到無害化的目的。腐殖質(zhì)開始形成,堆肥物 質(zhì)進(jìn)入“穩(wěn)定狀態(tài)” 。經(jīng)過高溫階段后,堆肥中的需氧量就逐漸減少。這時(shí)的溫 度持續(xù)下降,微生物繼續(xù)分解有機(jī)物并使堆肥完成腐熟。
畜禽糞便堆肥具有下述特點(diǎn):
1)自身產(chǎn)生一定的熱量,并且高溫持續(xù)時(shí)間長,不需外加熱源,即可達(dá)到無 害化;
2)使纖維素這種難于降解的物質(zhì)分解,使堆肥物料有了較高程度的腐植化, 提高有效養(yǎng)分;
3)基建費(fèi)用低、容易管理、設(shè)備簡單;
4)產(chǎn)品無味無臭、質(zhì)地疏松、含水率低、容重小、便于運(yùn)輸施用和后續(xù)加工 復(fù)合肥。
厭氧堆肥是在無氧的條件下,借厭氧微生物(主要是厭氧菌)將有機(jī)質(zhì)進(jìn)行 分解,被分解的有機(jī)碳化物中的能量大部分轉(zhuǎn)化儲存在甲烷中,僅一小部分有機(jī) 碳化物氧化成二氧化碳,釋放的能量供微生物生命活動的需要。在這一分解過程 中,僅積儲少量的微生物。
厭氧堆肥與好氧堆肥相同之處在于都是微生物作用下的有機(jī)物降解過程, 需 要微生物培養(yǎng)的條件,包括營養(yǎng)元素合理分配、溫度、pH等。不同之處在于:
1)條件不同。厭氧要求無氧狀態(tài);好氧要求有氧狀態(tài)。
2)產(chǎn)物不同。厭氧分為兩步(兩段論) ,第一步是酸化過程,分解成有機(jī)酸、 醇類等,第二步是甲烷化階段,生成甲烷水等,到了這一步會造成二次污染,甲 烷是溫室氣體,且下一步的生物降解幾乎是不可能的了。好氧發(fā)酵的最終產(chǎn)物是 CO2 和 H2O,降解終產(chǎn)物沒有二次污染。
3)降解能力不同。好氧發(fā)酵能降解的有機(jī)物種類比較有限,厭氧情況有助 于一些好氧情況下難降解的有機(jī)物的降解。
一般情況下,往往是先進(jìn)行厭氧堆肥至第一步水解過程結(jié)束,水解產(chǎn)物再進(jìn) 行好氧發(fā)酵。這樣的降解徹底,污染小,效果好。
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