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畜禽粪便堆肥利用技术

时间:2020-08-24 15:27 来源:畜牧处
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  一、推广背景

  畜禽养殖粪污是放错地方的资源,是农业生产的“另一半”,用则利、废则害。加快推进畜禽粪污资源化利用是党的十九大提出的“三大攻坚战”中污染防治的重要组成部分,是实施农村人居环境三年整治行动的重要内容,是贯彻绿色发展理念的必然要求。

  畜禽粪便堆肥利用技术是《吉林省加快推进畜禽养殖废弃物资源化利用工作方案》中主推的 “五型 ”畜禽粪污资源化利用模式之一,以生猪、肉羊、家禽等规模养殖场为重点,采用干清粪方式,对固体粪便进行堆肥发酵无害化处理,就地就近还田利用,实现农业生态、安全、健康发展。

  二、技术要点

  堆肥是在人工控制条件下,通过微生物作用,对畜禽粪便中的有机物进行降解,使之无害化和腐殖化的过程。根据堆肥过程中需要不需要氧气,又可以分为厌氧堆肥和好氧堆肥。厌氧堆肥过程中不通风,没有氧气供应,堆肥时间较长,完全腐熟往往需要几个月的时间。好氧堆肥是在通风通气的条件下,有氧气存在时进行的堆肥过程,堆肥过程中温度较高,一般在55-65℃,甚至达70℃,也称高温堆肥。

  (一) 传统堆肥。

  1.乡村简易堆肥法。由畜禽粪便、垫料、剩余饲料、杂草、落叶、秸秆、草木灰等混合堆积起来,通过好氧发酵,将畜禽粪便分解为二氧化碳、水、无机物和生物体细胞物质,同时释放能量,将畜禽粪便改良成稳定的腐殖质。具体堆肥操作如下:

  (1)地点选择。选择离粪源较近、背风向阳、地势平坦和运输方便的地方。

  (2)堆料准备。主要有畜禽粪尿、垫料、剩余饲料、秸秆、杂草、树叶、草木灰等。

  (3)堆肥时间。一般选择在秋冬和初春时节进行。

  (4)堆制过程。堆肥场地要做好“防渗、防雨、防溢”措施,堆积前地面宜铺上一层干粪、干细土或杂草以吸收渗下的液体。一般堆宽和堆高各2.0米,长度视粪便状况而定。开始铺秸秆,厚约20厘米,铺畜禽粪便约6厘米,加适量水、石灰,反复堆至所需高度后,用泥肥封顶。堆积一段时间后,堆温升高,需要进行翻堆一次,使堆料上下均匀,再放置一段时间,再翻倒,一般一个月左右翻倒一次即可,直至腐熟为止。腐熟时间较长,约为3-5个月。

  (5)注意事项。一是粒度(孔隙度),平均适宜粒度为25-75mm。二是C/N比,C/N比为30-35为理想状态。三是含水率应控制在50%-70%,过高会造成厌氧状态,过低则会使发酵速率降低。四是根据发酵不同时段,通风供氧。五是发酵过程中不需要调节pH,当pH达到7-8时堆肥结束。

  2. 秸秆腐熟造肥法。由畜禽粪便、秸秆、秸秆腐熟剂、秸秆膨胀素、氮源、固氮菌等混合起来,添加适量水分,采用好氧发酵形式进行腐熟造肥的技术模式。主要有以下几种方法:

  (1)沟壑坑塘法

  利用田间地头现成的沟壑或人为挖坑,在做好防渗防溢措施的情况下,把“秸秆+畜禽粪便+秸秆腐熟剂+秸秆膨胀素+氮源+固氮菌+适量水分”等参配均匀,调节到合适的类似马粪的碳氮比(24:1),湿度(45-65%),入坑压实自然发酵90天不翻抛,表层没发酵的用于下次发酵时使用。也可发酵 65天翻抛(冲氧)一次,把表层腐熟不充分的秸秆翻到底部,继续发酵30天,即可腐熟还田。

  (2)柴草垛法 

  利用田间地头的废弃地块或不碍事的地方,在做好防渗防溢措施的情况下,把“秸秆+畜禽粪便+秸秆腐熟剂+氮源+固氮菌+适量水分”等参配均匀,调节到合适的类似马粪的碳氮比(24:1),湿度(45-65%),把混合物堆垛成宽4.5-6 米,高3.5-5米,长度根据秸秆混合物的量任意调节,春季3月份翻抛一次,堆垛继续腐熟,经280-360天即可腐熟成生物有机肥还田。

  每年春季播种季节,在翻抛过的柴草垛周围密植黄瓜、豆角、冬瓜、南瓜、西瓜等爬藤植物,秋收后把新秸秆收集按照上述方法堆垛后,再还田即可,如此循环。

  (二)条垛式堆肥

  条垛式堆肥是一种典型的开放式堆肥,其特征是将混合好的原料排成条垛,并通过机械周期性地翻拋进行发酵。翻堆频率为每周3-5次,整个发酵过程需要40-60天。

  堆肥场地需做防渗漏、防雨处理,场地面积与处理粪便量相适宜。一般条垛适宜规格为:垛宽2-4米,高1.0-1.5米,长度不限。条垛太大,翻堆时有臭气排放;条垛太小,则散热快,堆体保温效果不好。大规模条垛堆肥可采用多条平行的条垛。可采用人工或机械方法进行堆肥物料的翻倒和重新堆制。翻堆次数取决于条垛中微生物的耗氧量,还受腐熟程度、翻堆设备、占地空间及经济等其他因素影响。翻堆的频率在堆肥初期显著高于堆肥后期。一般2-3天翻堆一次,当堆内温度超过70℃时要增加翻堆次数。

  (三)槽式堆肥

  槽式堆肥一般在长而窄的被称作“槽”的通道内进行。槽壁上方铺设有轨道,在轨道上安装翻拋机,可对物料进行翻搅;槽的底部铺设有曝气管道,可对堆料进行通风曝气。因此,槽式堆肥是一类将强制通风与定期翻堆相结合的堆肥系统。

  发酵槽的尺寸一般根据处理物料的量及选用的翻抛设备型号来决定。翻拋机搅拌的过程是对堆体进行破碎、混匀的过程,可避免发酵过程中堆体过分密实,提高堆体的疏松度,有利于对堆体进行充氧;同时通过翻拋的作用,可以使最底部物料和最上部物料都能经过高温过程,堆出的产品更加均匀。发酵槽底部安装有通风管道系统,通过强制通风来保证发酵过程所需的氧气。物料一般在入槽后1-2天即可达到 45℃。发酵周期为30-40天。

  发酵槽的进出料分为两种方式:一种是批次进出料,每次在发酵槽的一端进一批物料,通过翻抛机对物料的翻抛作业,将物料向发酵槽的另一端移动。第二次再在起端进一批料,周而复始,直至发酵周期结束,成品料从发酵槽的另一端排出。翻抛机在翻抛物料的同时也对物料进行充氧、粉碎和搅拌操作,发酵槽批次进出料采用风机强制供氧+翻抛供氧的通风方式。另一种是整体进出料,整个发酵槽一次性全部进满料,当发酵周期结束时,一次性全部出料。

  (四)反应器堆肥

  反应器堆肥指将有机废弃物置于集进出料、曝气、搅拌和除臭为一体的密闭式反应器内进行好氧发酵的一种堆肥工艺。反应器有筒仓式、塔式、搅动箱式、隧道窑式等。常见的自动化堆肥设备有发酵仓、生物发酵塔、高温好氧发酵罐。

  以筒仓式密闭反应器为例,反应器高度一般为4-6米,物料从仓顶加入,仓底岀料,用高压涡轮风机强制通风供氧,以维持仓内物料的好氧发酵。物料发酵周期为7-12天。

  密闭式反应器堆肥工艺,主要用于中小规模养殖场的有机固体废弃物就地处理。该工艺的主要优点是发酵周期短,占地面积小,无需辅料,保温节能效果好,自动化程度高,密闭系统臭气易控制。

  三、推广预期

  畜禽粪便堆积发酵过程中,可以杀灭粪便中的病原微生物和杂草种子,充分腐熟后,还可以将粪便变为优质有机肥。进而提高土壤有机质含量,解决耕地板结、土壤酸化等基础地力下降问题,实现养殖户和种植户双双受益,促进农业可持续发展。