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      農家肥糞便秸稈發酵有機肥技術、鄉村糞污和秸稈處理及資源化利用一體化方案

      www.www.trilogypac.net | 文章來源:微元生物 | 作者:gzwybio | 發布日期:2018-03-30 09:59:41 | 點擊:14564

      標簽:有機肥

      導語:

      圈養禽畜動物糞便。分為禽類動物糞便、草食動物糞便和
      生豬糞便三種類型。禽類飼料以糧食和農副產品為主要組合成分。飼料停留
      于消化道時間很短,養分消耗不完全,糞便含有大量氨氮臭味成分和糖分,
      很容易誘發各種疾病。

      鄉村糞污和秸稈處理及資源化利用一體化方案

      陳燕子

      湖北省武漢市生物發酵工程師

      (注冊執業證號:武漢市人事局武證中字8045007004

      1.00鄉村糞污分類和特點

      1.10家庭糞污:

      這類糞污以家庭成員的糞便為主。分為室內衛生間便后用水沖洗,排放到室

      外糞池密封存儲的糞污或者室外露天糞坑存放的糞污。水分≥80%。其中包

      括有:自然混合的家庭生活廢水或者室外雨水。其有機質含量通?!?span>50%;

      有機氮素含量≥20%。糞池密封存儲的糞污,不論在原池存放;還是由封閉

      溝渠排放到公共水體;大多可自然發酵產生沼氣。如果遇到明火,則可產生

      沼氣燃燒爆炸,出現傷害事故。農村室外露天敞口式糞坑存放的糞污,糞坑

      大多修建于居住地之外比較隱蔽的場所。糞污自然發酵氧化,散發臭氣,

      生蠅蛆,是污染空氣,傳染疾病的發源之地。是現代時期,鄉村廁改的主要

      對象。

      1.20混合糞污

      這類糞污含有家庭成員糞便和家庭養殖禽畜糞便混合成分;其中包括有生活

      廢水和雨水?,F代時期,政府實行沼氣建設補貼,大多農戶建有沼氣池,農

      戶實現了資源化利用。但是,沼氣發酵受低溫季節氣候影響,存在沼氣產氣

      不足,沼肥利用有限,常出現沼水任意排放,污染環境問題。

      1.30溝渠淤泥:

      這類廢棄物主要指:鄉村居住地人畜糞污和生活廢水排放到公用水渠或者流

      入公用水體產生的沉淀廢棄物。淤泥含有豐富的有機質和有機氮、磷、鉀養

      分元素,是一種優質有機肥,有農戶將淤泥用于耕地施用?,F代時期,有人

      對淤泥進行過研究,發現淤泥含有多種重金屬元素。其中:汞(水銀)、鎘、

      鉛、鉻以及類金屬砷是有毒性的元素。用于耕地施用后,農作物殘留有毒元

      素??刹扇∩矧霞夹g,解決這一問題。

      1.40集約化養殖動物糞污:

      這類糞污主要指:圈養禽畜動物糞便。分為禽類動物糞便、草食動物糞便和

      生豬糞便三種類型。禽類飼料以糧食和農副產品為主要組合成分。飼料停留

      于消化道時間很短,養分消耗不完全,糞便含有大量氨氮臭味成分和糖分,

      很容易誘發各種疾病。草食類動物以牧草為主要飼料來源。牧草飼料進入兩

      個消化道吸收養分,糞便含有大量短鏈植物纖維素,可發酵糖分很少。生豬

      飼料跟禽類飼料相同,生豬飼料的蛋白質成分比較多,消化飼料養分比禽類

      時間要長許多,糞便所含氨氮臭味成分和淀粉質糖分比禽類糞便少許多。 集

      約化養殖動物糞污主要特點是:圈養禽畜動物,需要使用大量藥物防疫,糞

      便含有一定劑量的重金屬和抗生素成分。用于生產有機肥原料,如果施用沒

      有充分發酵腐熟的糞便有機肥,可使農作物殘留重金屬,農作物失去病蟲害

      抗性功能,產生不良后果。

      1.50禽畜動物糞污主要技術參數

        1) 豬糞

      豬糞中含水量為81.5%,有機質為15.0%,氮素為0.60%,磷為0.40%,鉀為0.44%。養分含量較高,均衡、性柔、肥效勁大而長,為“暖性肥”。豬糞的質地較細,成分較復雜,含蛋白質、脂肪類、有機酸、纖維素、半纖維素以及無機鹽。豬糞含氮素較多,碳氮比例較小(141),一般容易被微生物分解,釋放出可為作物吸收利用的養分。腐熟后施入冷涼的土壤及沙質土、粘質田可改良土壤。

      2)牛糞

      牛糞中含水量為83.3%,有機質為14.5%,氮素為0.32%,磷為0.25%,鉀為0.16%。由于牛糞水分含量高,氮素低,分解緩慢,發酵溫度低,肥效遲緩,屬“冷性肥”。為提高牛糞質量,可將鮮牛糞稍加曬干,再加入馬糞混合堆積,最好加入磷礦粉,可獲優質的有機肥。

      3)馬糞

      馬糞中水分含量為75.8%,有機質為21.0%,氮素為0.58%,磷為0.30%,鉀為0.24%。馬糞質地粗,疏松多孔,水分少,有機質分解快,發酵溫度高,常稱謂“熱性肥”,馬糞常作為溫床的釀熱材料,用以提高苗床的溫度,促使幼苗生長發育。

      4)羊糞

      羊糞中含水量為65.5%,有機質為31.4%,氮素為0.65%,磷為0.47%,鉀為0.23%。羊糞養分含量高,分解快,屬于“熱性肥”。需注意兩點:一、圈內積存,不能露曬,隨出隨施隨蓋土。二、與豬、牛糞混合堆肥、肥效長、平穩。

      5)雞糞

      雞糞中含水量為50.5%,有機質為25.5%,氮素為1.63%,磷為1.54%,鉀為0.85%。雞糞的養分含量很豐富,既有大量的有機質,又有含量較高的氮磷鉀養分,雞糞的氮磷鉀含量相當于牛糞的5-6倍,所以雞糞適合與各種糞料混合發酵做有機肥。


      2.00植物類廢棄物分類

       2.10植物原料類廢棄物

      含廢棄植物根、莖(各種秸稈)、葉、花、果、藤、皮和種子等。采收后的植物體分離或者不分離,形態完整或者不完整。新鮮或者干枯的農作物廢棄物。各種自然生長的植物、竹、木及園林綠化植物等廢棄物料。

      2.11植物原料加工類廢棄物:

      植物體根、莖(各種秸稈)、葉、花、果、藤、皮和種子等,通過砍伐、收割分離、碾磨或者粉碎、浸泡、過濾或者沉淀提取有效成分后產生的固、液廢棄物。采取烘焙、蒸煮、壓榨、發酵(釀造)等方式提取有效成分后產生的皮、殼、粉、渣、芯、餅粕等廢棄物料。

      2.12植物食品類廢棄物:

      各種不可食用的生、熟植物類食品、食材或者飼料等廢棄物料。

      2.13自然凋亡植物類廢棄物: 

      自然生長發育凋亡堆積產生的廢棄物料,包括根、莖、葉、花、果、

      藤、皮和種子等。

      2.14食用菌菌渣:

          采摘食用菌或者藥用真菌后產生的廢棄物。

      3.00植物類廢棄物主要經濟技術參數

      3.10原料水分含量要求:

      新鮮廢棄物水分:50%-70%左右。干枯廢棄物水分:30-50%左右。

      3.20原料質量要求:

           有機物總含量≥58%。其中:碳素(C)≥45%;氮素(N)≥22.5%。C:N=2:1

      可供發酵還原糖:≥20%??晒┪⑸锷L繁殖所需氮素營養:≥1.0%

      3.30 NY525-2012國家規定發酵基質肥產品標準:

          有機質:碳素(C)≥45%。N\P\K總養分:≥5%。pH:≥6.8。水分:≤30%。

      3.40原料發酵國標基質肥產品出品率:50%-70%左右。

      4.00發酵有機肥經濟效益概算參數:

      1)原料收購成本價位:≤150元/t。

      2)原料水分:≥60%

      3)產品含水分標準:≤30%

      4)原料發酵失水:≥50%(平均值)攤入成本:≤150元/t。

      5)原料實際成本:≤300元/t。

      6)生產用工成本:≤150元/t。

      7)輔助原料成本:≤150元/t。

      8)產品打包和生產動力成本:≤150元/t。

      9)國標基質肥產品成本合計:≤750元/t。(國標基質顆粒肥:≤ 850元/t)

      10)國標基質肥產品出庫平均賣價:≥1000元/t。

      11)國標基質肥利稅價位:≥200元/t。


      5.00:生物法處理鄉村糞污和秸稈資源化利用與其他方式利用兩個效益比較


      ▲:從表中比較情況可知;生物法和自然堆漚處理是最為有效辦法。


      6.00建立合作社經營是鄉村生物法集中處理糞污和秸稈資源化利用最適合途徑和經營方式

         1)發酵肥料生產合作社構成:實行股份制投資,合作社年終按股份分紅給股民(村民)。由股民推選合作社主任,負責肥料廠生產和經營。

         2)肥料廠生產經營項目和產品:

      第一:沼氣發酵。

      面向村民供應沼氣和沼肥。

            第二:發酵堆肥和液態有機肥。

      面向村民供應國標有機肥和液態有機肥。

      3)經營方式:對換經營,易貨貿易。

      合作社面向股民(村民)按原料標準計價受理村民(股民)糞污或者

      秸稈或者相關農業廢棄物,合作社按標準沼氣、沼肥(液態肥)、國

      標固態有機肥等相關產品價位折算供給股民(村民)。例如:合作社受

      理股民(村民)送交廢棄物的結算款為100元,農戶要求兌換固態有機肥,合作社的標準固態有機肥產品出庫價位為:1000元/t,股民(村民)可兌換標準固態有機肥產品100公斤。如果需要兌換其他產品,可按產品價位計價供給其他相關產品。股民(村民)所交廢棄物不足以兌換產品,可以付給現金。股民(村民)要求多購肥料產品,可以付款購買,合作社可以按產品出庫價位供給。合作社將沼氣管道安裝到戶,計價收費供氣。股民(村民)可用糞污或者秸稈抵價用氣。除沼氣外,股民(村民)可以自用肥料。鼓勵股民(村民)多購肥料產品。同時也鼓勵股民(村民)從事農業廢棄物易貨貿易,兌換合作社肥料產品對外銷售。對從事專業銷售農戶,合作社實行讓利比例和相關優惠待遇。

       7.00鄉村糞污和秸稈集中資源化利用技術參數

       7.10沼氣發酵技術參數

      1)適合沼氣發酵原料:人、畜糞便和生活廢水。

      2)沼氣發酵原料固液濃度(TS):≥10%。

      3)沼氣發酵原料有機質含量:≥45%。其中:C:N≥20:1。

      4)沼氣發酵pH6.5-7.8。溫度:25-45℃。

      7.20沼氣產量計算

      1)理論計算公式

      沼氣產量=廢水濃度(kgCOD/m3)×設備去除率(%)×廢水日排放量(m3/d)×產沼氣率。其中,產沼氣率為0.7 m3/kgCOD(理論值)

      2)其他沼氣產量計算方式

      按養殖規模計算:一般估算:5頭豬、1頭牛、150只雞的混合或者不混合糞便可產1m3沼氣。按照池容計算:一般估算:6m3、8m3、10m3的沼氣池容積可分別產1.2m3、1.6m3、2m3沼氣。

      按照池中的干物質計算:如每公斤豬糞(干物質)產氣量為0.43m3/kg。

      按照去除的污染物計算:如每去除1公斤COD可產生約0.35m3沼氣。

      按照原料固液濃度(TS)計算

      沼氣池需進池調配成干物質含量(TS)為8%的糞污水料液,根據日糞污干物質產量和水力滯留期(20天),需要沼氣池有效容積為800m3。 計算公式如下:

      沼氣池有效容積=(干物質日產量×水力滯留期)/發酵料液濃度

      =(X×20d/8% =800m3

      糞污干物質量(X)為3.2t/d,糞便中干物質在厭氧反應階段被降解50%,經固液分離后進入沼液約20%, 轉化為沼渣的干物質為總量的30%,新鮮沼渣含水率為65%,則:

      日產沼渣量:3.2t/d×30%)÷(1-65%=2.74t/d

      沼液日產量:3.2t/d÷8%-3.2t/d×50%-2.74t/d=35.66t/d

      部分沼液回流去調節池調節糞水料液濃度,可減少清水用量并提高糞水料液中產沼氣細菌的含量,沼液回流量按20t/d計。因此,每天需要排放的沼液量為:35.66-2015.66t/d。

      沼氣與燃煤熱值換算:

      沼氣與熱值為4000K燃煤的換算公式為:

      燃煤量=沼氣產量×沼氣含甲烷率×甲烷熱值÷4000K

      根據美國麥卡蒂教授的推算:每去除1千克COD,在理想狀態下可產甲烷0.35m3,折合含甲烷60%的沼氣為0.583m3;每去除1千克BOD產生的沼氣稍高,約為1m3左右。

      1m3沼氣可產熱值20514KJ

      標準煤熱值為29306KJ

      20514/29306=0.714

      1m3沼氣等于0.714kg標準煤)

      7.30鄉村糞污和秸稈廢棄物發酵有機肥和沼氣發酵綜合處理工藝流程

      7.40好氧發酵有機肥生產設備

      7.41發酵設備

      1)平地條垛式發酵:

      原料在平地呈條垛式堆置。采用車輪式翻拋機專用設備翻拋條垛物料。條垛寬度需根據翻拋機型號設計;一般為1-3米。條垛高度一般為0.8-1米左右。條垛長度不限?;旌显铣孛芏龋骸?50公斤/立方米?;旌显纤挚刂茦藴剩骸?0%。條垛占地面積單位重量:≥350公斤/㎡。平地條垛式發酵具有用地面積比較大的特點;適合于閑置土地建堆發酵生產。

      2)水泥池堆置發酵:

      原料在水泥池內平鋪堆置。采用電控行走式翻拋機專用設備翻拋物料。水泥池規格需根據翻拋機型號設計;水泥池寬一般為3-6米。池內物料堆置高度:一般為1-1.5米左右。發酵池長度不限?;旌显铣孛芏龋骸?50公斤/立方米?;旌显纤挚刂茦藴剩骸?0%。物料占地面積單位重量:≥350公斤/㎡。水泥池堆置發酵具有用地面積比較小,原料投入可多的特點??刹捎冒惭b通風管道,機械通風供氧厚層堆料發酵設備或者翻拋機翻拋供氧發酵生產。適合于大批量投料生產。

      3)    發酵床:

      此設備是在禽畜動物飼養欄內平地下修建磚砌水泥砂漿抹面地槽,在地槽內鋪放粉碎秸稈料和粉狀農副原料混合的物料?;旌衔锪现薪臃N有堆肥發酵菌。禽畜動物排泄的糞污存留在混合物料之上。禽畜動物采食混合物料中的飼料時,翻動混合物料混合糞污,由此實現供氧發酵效果。當混合物料吸納糞污達到飽和時,更換混合物料。轉運出發酵料,室內堆置繼續發酵成為有機肥半成品。地槽下挖深度為30厘米,長度和寬度與養殖欄大小相同。物料占地面積單位重量:≥350公斤/㎡。



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