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畜禽粪便无害化处理

  畜禽粪便无害化处理_畜牧兽医_农林牧渔_专业资料。畜禽粪便无害化处理——有机肥生产技术 一、有机肥生产原理和微生物学过程 1、基本原理 好氧发酵是在有氧条件下,好氧微生物通过自身的分解代谢和合成代谢过程,将一部分 有机物分解氧化成简单的无机物,从中获

  畜禽粪便无害化处理——有机肥生产技术 一、有机肥生产原理和微生物学过程 1、基本原理 好氧发酵是在有氧条件下,好氧微生物通过自身的分解代谢和合成代谢过程,将一部分 有机物分解氧化成简单的无机物,从中获得微生物新陈代谢所需要的能量,同时将一部分的 有机物转化合成新的细胞物质,使微生物生长繁殖,产生更多的生物体的过程。发酵的结果 是废弃物中有机物向稳定化程度较高的腐殖质方向转化。 2、微生物学过程 好氧发酵的微生物学过程可大致分为三个阶段,每个阶段都有其独特的的微生物类群: 1)产热阶段(中温阶段,升温阶段) 发酵初期(通常在 1-3 天),肥堆中嗜温性微生物利用可溶性和易降解性有机物作为营 养和能量来源,迅速增殖,并释放出热能,使肥堆温度不断上升。此阶段温度在室温至 45℃ 范围内,微生物以中温、需氧型为主,通常是一些无芽胞细菌。微生物类型较多,主要是细 菌、家禽家畜养殖真菌和放线菌。其中细菌主要利用水溶性单糖等,放线菌和真菌对于分解纤维素和半纤 维素物质具有特殊的功能。 2)高温阶段 当肥堆温度上升到 45℃以上时,即进入高温阶段。通常从堆积发酵开始,只须 2-3 天 时间肥堆温度便能迅速地升高到 55℃,1 周内堆温可达到最高值(最高温可达 80℃)。嗜 温性微生物受到抑制,嗜热性微生物逐渐取而代之。除前一阶段残留的和新形成的可溶性有 机物继续分解转化外,半纤维素、纤维素、蛋白质等复杂有机物也开始强烈分解。在 50℃ 左右进行活动的主要是嗜热性真菌和放线℃时,真菌几乎完全停止活动, 仅有嗜热性放线菌和细菌活动;温度上升到 70℃以上时,大多数嗜热性微生物已不适宜, 微生物大量死亡或进入休眠状态。此时,产生的热量减少,堆温自动下降。当堆温降至 70℃ 以下时,处于休眠状态的嗜热性微生物又重新活动,继续分解难分解的有机物,热量又增加, 堆温就处于一个自然调节的、延续较久的高温期。 高温对于发酵的快速腐熟起到重要作用,在此阶段中发酵内开始了腐殖质的形成过程, 并开始出现能溶解于弱碱的黑色物质。C/N 比明显下降,肥堆高度随之降低。通过高温能有 效杀灭有机废弃物中病原物,按我国高温发酵卫生标准(GB7959-87),要求发酵最高温度 达 50-55℃以上,持续 5-7d。 3)腐熟阶段 在高温阶段末期,只剩下部分较难分解的有机物和新形成的腐殖质,此时微生物活性下 降,发热量减少,温度下降。此时嗜温性微生物再占优势,对残留较难分解的有机物作进一 步分解,腐殖质不断增多且趋于稳定化,此时发酵进入腐熟阶段。 降温后,需氧量大量减少,肥堆空隙增大,氧扩散能力增强,此时只需自然通风。在强 制通风发酵中常见的后熟处理,即是将通气堆翻堆一次后,停止通气,让其腐熟。还可起到 保氮的作用. 二、发酵程序及工艺流程 发酵程序 1、原料的预处理:包括分选、破碎、含水率和碳氮比调整。 2、原料发酵:周期一般需要 15-20 天。 1)第一阶段:指好氧发酵中的中温与高温两个阶段的微生物代谢过程。它是指从发酵 初期开始,经中温、高温然后达到温度开始下降的整个过程,一般需 10-12 天。 2)第一阶段:物料经过第一阶段发酵,还有一部分易分解和大量难分解的有机物存在, 需要继续发酵使之腐熟。此时温度持续下降,当温度稳定在 35-40℃左右时即达腐熟,一般 需 5-10 天。 3、后处理:后处理包括去除杂质和进行必要的破碎处理。 工艺流程 1、堆制技术 堆前夯实地面,然后将粪便、泥炭、速腐剂等发酵原料按比例混合堆制。 2、搅拌翻堆条垛式发酵工艺 物料以垛状堆置,可以排列成多条平行的条垛,条垛的断面形状通常为三角形或梯形, 高度 1.5-2.0m,宽 4-6m。混合后堆料的含水率为 55-65%。 发酵工艺流程如下: 发酵原料――预处理――混合――发酵――再调制――制粒――包装――出厂 在预处理中有时需要对原料进行破碎处理,调整原料的粒度,适宜的粒度范围是 12~ 60mm。破碎与筛分可使原料的表面积增大,便于微生物繁殖,提高发酵速度。在堆置后每 4-7 天可翻堆一次,1 个月后可停止翻堆,让其自然后熟。 三、发酵的影响因素及其控制 1、翻堆 翻堆供氧是好氧发酵化生产的基本条件之一。翻堆的主要作用在于:①提供氧气,加速 微生物的发酵过程;②调节堆温;③干燥堆料。 翻堆次数少,通风量不足以提供给微生物充足的氧气,园林病虫害防治影响发酵温度的升高;翻堆次数 多则有可能使肥堆的热量散失,影响发酵无害化程度。通常根据情况在发酵期间翻堆 2-3 次。 2、有机质的含量 有机质含量高低影响堆料温度和通风供氧。有机质含量过低,分解产生的热量不足以促 进和维持发酵中嗜热性细菌的增殖,肥堆难于达到高温阶段,影响发酵的卫生无害化效果。 而且,由于有机质含量低,将影响发酵产品的肥效和使用价值。 有机质含量过高,则需要大量供氧,这会给翻堆供氧造成实际困难,有可能因供氧不足, 造成部分厌气条件。适宜的有机物含量为 20-80% 3、C/N 比 最适 25:1 在发酵化中,有机 C 主要作为微生物的能源物质,大部分有机 C 在微生物代谢过程中氧 化分解变成 CO2 而挥发,部分 C 则构成微生物自身的细胞物质。氮主要消耗在原生质合成之 中,就微生物对营养的需要而言,最合适的 C/N 比在 4~30。当有机物 C/N 比在 10 左右时, 有机物被微生物分解速度最大。 随着 C/N 比增加,发酵时间相对延长。当原料的 C/N 比为 20,30~50,78 时,其对应所 需的发酵化时间约分别为 9~12 天,10~19 天,及 21 天,但当 C/N 比大于 80:1 时,发酵 就难于进行。 各发酵原料的 C/N 比通常为:锯末屑 300~1000,秸秆 70~100,原料 50~80,人粪 6~ 10,牛粪 8~26,猪粪 7~15,鸡粪 5~10,下水污泥 8~15。 堆腐后 C/N 比将比堆腐前明显下降,通常在 10~20:1,这种 C/N 比的腐熟发酵,农业 利用肥效较好。 4、水分 水分是否合适直接影响发酵发酵速度和腐熟程度。对污泥发酵而言,堆料合适的水分含 量为 55-65%。在实际操作中,简便的测定方法为:以手紧握物料能成团,有水迹出现,但 水不滴出为宜。原料发酵最合适的水分为 55%。 5、颗粒度 发酵化所需要的氧气是通过发酵原料颗粒孔隙供给的。孔隙率及孔隙大小取决于颗粒大 小及结构强度,像纸张、动植物、纤维织物等,遇水受压时密度会提高,颗粒间孔隙大大缩 小,不利于通风供氧。颗粒适宜大小一般为 12-60mm. 6、pH 微生物可在较大的 pH 范围内繁殖,合适的 pH 为 6-8.5。发酵时通常不需要调整 pH 值。 四、判定指标 1、腐熟度:发酵的腐熟程度 1)外观变化:直观定性判断标准是发酵不再进行激烈的分解,成品温度较低;外观呈 茶褐色或黑色;结构疏松;没有恶臭。 2)温度变化:通常肥堆经过了高温阶段后,温度将逐渐下降。当发酵达到腐熟时,堆 温将低于 40℃。虫害防治公司 2、化学指标 1)有机质和挥发性固体含量的变化:随着发酵的进行,发酵有机质和挥发性固体含量 呈持续下降的趋势,最后达到基本稳定。达到腐熟时,可下降 15-30%。然而这种变化趋势 受原料来源的影响很大。仅用其来衡量发酵是否腐熟,还不充分。 2)氮、C/N 比及无机氮形态的变化:在发酵过程中部分有机碳将被氧化成 CO2 挥发损 失,肥堆质量减少。由于氮的损失(主要是在有机氮的氨化阶段,少量的氨氮会挥发损失) 远低于有机碳的损失,因此,发酵腐熟后,发酵中全氮含量有上升的趋势,而 C/N 比持续下 降,直至稳定。一些研究指出,病虫害防治当堆料的 C/N 比从 25~35:1 下降至 20:1 以下时,肥堆将达 到稳定。 3)水溶性有机碳(C)及水溶性有机碳与有机氮之比:水溶性有机碳与水溶性有机氮的比值是 发酵腐熟的良好化学指标,该值约为 5-6 时表明发酵已经腐熟,而且该值与发酵原料无关。 ◎

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