畜禽糞便的處理和利用

1、畜禽糞便的畜禽糞便的 處理和利用處理和利用 一、畜禽糞便資源 二、畜禽糞便的作用 三、堆肥的基本理論 四、堆肥過程的性質(zhì)變化及其影響因素 五、堆肥的生物化學(xué)與生物學(xué) 六、堆肥過程中的條件控制 七、堆肥腐熟度評(píng)價(jià) 八、堆肥的類型及設(shè)備一、畜禽糞便資源一、畜禽糞便資源 每年畜禽糞便數(shù)量牛馬 豬 羊 雞禽畜存欄全國1.31 （億頭）808（萬頭）6.18 （億頭）1.5（萬億）河北百頭）1269.28（萬頭）685869255042.81（萬只）每年產(chǎn)生糞便全國208932（萬噸）11322（萬噸）163056（萬噸）46531（萬噸）14214（萬噸）養(yǎng)分種類水分NPKC

2、a每頭（只）的進(jìn)食量雞250g0.420.250.90110g2、雞每天所進(jìn)食的飼料量及養(yǎng)分比、雞每天所進(jìn)食的飼料量及養(yǎng)分比 水分有機(jī)物NPKCa雞 50.0 25.5 1.63豬 8215.0 0.56牛 8314.5 0.32馬 7620.0 0.55羊 6528.0 0.653、畜禽每天排出的糞便量及養(yǎng)分比、畜禽每天排出的糞便量及養(yǎng)分比 （新鮮（新鮮） 養(yǎng)分種類水分有機(jī)物NP2O5K2O雞糞鴨糞鵝糞豬糞牛糞馬糞羊糞50.056.677526.223.415.014.520.028.01.631.100.550.560.320.550.651.541.400.50

3、0.400.250.300.500.850.620.950.440.150.240.254、新鮮畜禽糞的養(yǎng)分平均含量、新鮮畜禽糞的養(yǎng)分平均含量/ % 年份有機(jī)肥所占比例/ %化肥所占比例/ %總量NP2O5K2O總量NP2O5K2O194919571965197519801983199099.991.080.766.447.142.036.799.988.770.853.030.626.223.210096.071.554.641.835.530.210010099.997.392.888.577.40.19.019.333.652.958.063.30.111.329.247.069.473

4、.876.804.028.545.458.264.569.8000.12.77.011.522.65、我國有機(jī)肥施用量占肥料總用量比例的變化、我國有機(jī)肥施用量占肥料總用量比例的變化有機(jī)肥使用的作用1、有機(jī)肥營養(yǎng)齊全，有機(jī)肥含有作物的所需要的大量元素氮、磷、鉀；中量元素鈣、鎂、硫；微量元素鐵、錳、銅、鋅、硼、鉬等。比例合理，釋放平穩(wěn)有機(jī)肥使用的作用2、有機(jī)肥中含有化肥中沒有的營養(yǎng)成分，含有氨基酸、蛋白質(zhì)、糖、脂肪、胡敏酸等各種有機(jī)成分，對(duì)改善作物品質(zhì)有重要意義。有機(jī)肥使用的作用3、使有機(jī)肥同時(shí)帶入大量的微生物和酶，同時(shí)為土壤微生物帶入營養(yǎng)和有機(jī)能量，促進(jìn)土壤微生物的生長和繁殖、提高酶的活性。有機(jī)

5、肥使用的作用4、有機(jī)肥中含有大量的有機(jī)物質(zhì)，經(jīng)微生物降解產(chǎn)生腐殖酸、激素等，促進(jìn)根系發(fā)育、提高光合作用。有機(jī)肥使用的作用5、增強(qiáng)作物的抗逆性5.1 增強(qiáng)抗旱抗寒能力，改善土壤結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)土壤保水能力；5.2 減少作物蒸騰。有機(jī)肥使用的作用 6、增強(qiáng)作物的抗鹽能力，促進(jìn)土壤脫鹽 6.1 抗倒伏、抗?。?6.2 微生物合成生理活性物質(zhì)，如維生素B、葉酸、生長素等，是作物生長健壯，提高作物產(chǎn)量、改善作物品質(zhì)，土壤有機(jī)質(zhì)與水稻的蛋白質(zhì)含量呈顯著正相關(guān)，能提高作物的維C含量和水溶性糖的含量。有機(jī)肥使用的作用 7、提高土壤肥力、改善土壤結(jié)構(gòu)、增加土壤生物活性，提高化肥的利用率、提高土壤養(yǎng)分的利用率。二、堆肥

6、的基本理論二、堆肥的基本理論 1、堆肥中有機(jī)物的氧化和合成反應(yīng)式 2、好氧發(fā)酵 3、厭氧堆肥 4、纖維素的厭氧分解反應(yīng) 5、堆肥的工藝流程 6、幾種常見病菌與寄生蟲的常見溫度 7、堆肥發(fā)酵影響因素1、堆肥中有機(jī)物的氧化和合成式、堆肥中有機(jī)物的氧化和合成式1、有機(jī)物的氧化、有機(jī)物的氧化（1）不含氮有機(jī)物（CxHyOz） CxHyOz +（x+1/2 y - 1/2z）O2 x CO2 +1/2 y H2O +能量（2）含氮有機(jī)物（CsHtNuOv.aH2O） CsHtNuOv . aH2O +bO2 CwHxNyOz . cH2O（堆肥）+dH2O（水） +eH2O（汽）+fCO2 +gNH3

7、+能量2細(xì)胞物質(zhì)的合成細(xì)胞物質(zhì)的合成 nCxHyOz +NH3 +(nx +ny/4 nz/2 -5x)O2 C5H7NO2(細(xì)胞質(zhì)) +(nx-5)CO2 +1/2(ny -4)H2O +能量3、細(xì)胞質(zhì)的氧化細(xì)胞質(zhì)的氧化 C5H7NO2（細(xì)胞質(zhì)）+5O2 5CO2 +2H2O +NH3 +能量 纖維素的分解 （C6H12O6）n 纖維素 n（C6H12O6）（葡萄糖 ） nC6H12O6 + 6nO2 微生物 6nCO2 + 6nH2O +能量 微生物微生物 H2O O2 有機(jī)物質(zhì)有機(jī)物質(zhì) CO2和和H2O 新生物新生物 物質(zhì)分解產(chǎn)物物質(zhì)分解產(chǎn)物 腐殖質(zhì)堆肥腐殖質(zhì)堆肥 能量能量 熱量熱量2、

8、好氧發(fā)酵堆肥有機(jī)物+微生物+H2O細(xì)胞物質(zhì)有機(jī)酸、醇+微生物+CO2、NH3、H2S、PH2等+能量細(xì)胞質(zhì)CO2+CH4+產(chǎn)酸階段（產(chǎn)酸菌的作用）產(chǎn)氣階段 （甲烷菌的作用）、厭氧堆肥、厭氧堆肥、纖維素的厭氧分解反應(yīng)、纖維素的厭氧分解反應(yīng) （C6H12O6）n 微生物 n（C6H12O6）（葡萄糖） n C6H12O6 微生物 2n C2H5OH +2nCO2 + 2nC2H5OH +nCO2 微生物 2nCH3COOH +nCH4 2nCH3COOH 微生物 2nCH4 +2nCO2 總反應(yīng)為：總反應(yīng)為：（C6H12O6）n 微生物 3nCO2+3nCN4 +、堆肥的工藝流程、堆肥的工藝流程

9、目前一般采用好氧堆肥工藝，通常分外處理、主發(fā)酵（一次發(fā)酵）、后發(fā)酵（二次發(fā)酵）、后處理、貯芷等程序1、外處理、外處理：粉碎、去雜調(diào)整水分，C/Nee、添加藥種和酸2、主發(fā)酵（一次發(fā)酵）、主發(fā)酵（一次發(fā)酵）：一般從溫度升高到溫度下降為主發(fā)酵階段。開始中溫菌生長（3040OC）隨溫度增高（4565OC）高溫菌活動(dòng)殺死。3、后發(fā)酵、后發(fā)酵：進(jìn)一步分解有機(jī)物使之變成復(fù)殖酸、氨基酸等穩(wěn)定有機(jī)酸，后發(fā)酵時(shí)間為2030天。4、后處理、后處理：粉碎去雜，造粒干燥5、貯芷、貯芷6、除臭：、除臭：液體洗滌、吸附法、掩散法、幾種常見病與寄生蟲的死亡溫度、幾種常見病與寄生蟲的死亡溫度名稱 死亡溫度 名稱 死亡溫度 沙

10、門氏 46OC 以上不生長； 鉤蟲卵 50OC,3d死亡 傷寒菌 5560OC ,30min內(nèi)死亡 鞭蟲卵 45OC,60d死亡沙門氏菌屬 56OC，1h內(nèi)死亡； 血吸蟲卵 53OC,1d死亡 60OC，1520min死亡 蠅蛆 5156OC，1d死亡志賀氏桿菌 55OC,1h內(nèi)死亡 霍亂產(chǎn)弧菌 65OC,30d死亡大腸桿菌 絕大部分，55OC，1h死亡； 炭疽桿菌 50OC55OC,60d死亡 60OC,1520min死亡 布氏桿菌 55OC,60d死亡阿米巴屬 68OC死亡；50OC;3天死亡； 豬丹毒桿菌 50OC,15d死亡 71OC，50min內(nèi)死亡 豬瘟病毒 5060OC,30d死

11、亡美洲鉤蟲 45OC,50min內(nèi)死亡 口碲疫病毒 60OC,30d死亡流產(chǎn)布魯 61OC,3min死亡 小麥黑穗病菌 54OC,10d死亡 土菌 稻熱病菌 5152OC,10d死亡釀膿鏈球菌 54OC,10min內(nèi)死亡 麥蛾卵 60OC.5d死亡化膿性細(xì)菌 50OC,10min內(nèi)死亡 二化螟卵 55OC,3d死亡結(jié)核分枝 66OC,1520min內(nèi)死亡， 小豆象蟲 60OC,4d死亡 桿菌 有時(shí)在67OC內(nèi)死亡 撓蟲卵 50OC,1d死亡牛結(jié)核桿菌 55OC,45min內(nèi)死亡 蛔蟲卵 5056OC,510d死亡、堆肥發(fā)酵影響因素、堆肥發(fā)酵影響因素 1、有機(jī)質(zhì)含量在20%80%之間 2、水分：

12、含水量按重量計(jì)5060%，有利于微生物生長 3、溫度：中溫（3040OC)12天，到高溫（5060OC)56天即可達(dá)到無公害 4、炭氮比：C/N一般為2535：1 5、C/P 75150為宜。磷酸細(xì)胞核AIP的重要組成 6、PH值一般中性偏堿1、堆肥一般性質(zhì)的變化 物理性質(zhì)的變化 水分的變化 PH值的變化 CEC的變化2、堆肥的碳素循環(huán)及腐殖質(zhì)變化概述有機(jī)質(zhì)、腐殖質(zhì)及其組成的變化 3、堆肥的氮素循環(huán)概述堆肥和漚肥的氮素變化添加尿素對(duì)堆肥過程中氮素組成的影響4、堆肥過程中磷素的變化5、堆肥的灰分及重金屬的變化三、堆肥過程的性質(zhì)變化及其影響因素惡臭物質(zhì)的種類和性質(zhì)惡臭的控制6、惡臭及堆肥的氣味變化

13、堆肥過程中PH值的變化畜禽糞堆肥陽離子交換量的變化畜禽糞堆肥陽離子交換量的變化 項(xiàng)目堆肥時(shí)間 /d071421354963100有機(jī)質(zhì)/ %(以C計(jì)）45.241.139.336.334.531.629.227.9CEC / (cmol/Kg)13.213.914.316.917.818.519.721.5腐植酸 / % (以C計(jì)）5.215.786.016.126.346.757.127.69胡敏酸 / % (以C計(jì)）1.302.192.62 2.71 3.08 3.524.10 4.75富里酸 / % (以C計(jì)）3.913.593.393.413.263.233.022.94類型種類 降解

14、量時(shí)間宜被生物降解（第一組）糖、淀粉、糖原完全水解和被代謝 57 周 果膠、脂肪酸、甘油、酯類、脂肪、氨基酸、核酸、蛋白質(zhì)7080中等可被生物降解（第二組）半纖維素、纖維素、幾丁質(zhì)、低分子量有機(jī)物33 80%難被生物降解（第三組）木質(zhì)素在堆肥中很少變化，施入土壤后發(fā)生少量的降解微生物降解有機(jī)物的相對(duì)速率排序微生物降解有機(jī)物的相對(duì)速率排序 處理 項(xiàng)目 雞糞牛糞高溫堆肥漚肥高溫堆肥漚肥有機(jī)質(zhì)含量 / %（以C計(jì))初期末期35.313.45.8335.929.228.7腐植酸總量 / %初期末期7.25（20.5)6.08 (37.1)6.84 （23.8）6.67 （18.6）5.60 （32.6

15、）1.75 （30.0）胡敏酸總量 / 初期末期3.915.123.353.263.790.719富里酸總量 / %初期末期3.340.943.483.411.861.03HA/FA 初期末期1.175.320.960.9562.040.69堆肥前后腐殖質(zhì)及其組成的變化堆肥前后腐殖質(zhì)及其組成的變化 種類 處理 全氮 銨態(tài)氮 硝態(tài)氮 有機(jī)態(tài)氮初期末期變化率/ %初期末期變化率/初期末期變化率/ %初期末期變化率 / % 雞糞堆肥1.631.22-25.11.190.152-87.20.0590.016-72.70.3811.08+183漚肥3.081.77-42.52.910.791-72.80

16、.0320.010-69.10.1740.974+459牛糞堆肥0.8550.778-9.10.0790.011-85.60.0130.011-13.90.7630.756-0.90漚肥0.5980.187-68.70.0260.009-66.20.0160.003-84.40.5560.179-67.8堆肥前后不同形態(tài)氮素含量的變化堆肥前后不同形態(tài)氮素含量的變化 類型 全氮 / 銨態(tài)氮有機(jī)氮備注含量 / %占全氮 / 含量 / %占全氮 / 原料雞糞0.8600.65476.00.17420.2濕樣堆肥初期1.631.1973.00.38123.4干樣原料牛糞0.97700.04264.36

17、0.92794.7濕樣堆肥初期0.8550.07869.190.76389.2干樣堆肥初期和原料中不同形態(tài)氮素含量堆肥初期和原料中不同形態(tài)氮素含量原料處理指標(biāo)初期升溫期高溫期降溫期腐熟期 含量 / %占全N / %含量 / %占全N / %含量 / %占全N / %含量 / %占全N / %含量 / %占全N / % 牛糞 加尿素全NNH4+-NNO3-NOrg.-N全NNH4+-NNO3-NOrg.-N全NNH4+-NNO3-NOrg.-N全NNH4+-NNO3-NOrg.-N1.370.5540.0630.75210040.44.6054.91.180.2570.0660.85710021

18、.85.5972.61.290.2490.0211.0210019.31.6379.11.120.01590.01411.091001.421.2697.31.210.00560.01441.191000.461.1998.3無尿素0.8550.07860.01340.7631009.201.570.8920.6550.06930.01270.57310010.61.9487.50.8590.07770.01430.7671009.051.6689.30.6370.01520.01290.6091002.392.0295.60.7780.01130.01070.7561001.451.3797

19、.2雞糞加尿素1.751.390.1490.31110079.48.5117.81.070.7820.01190.27610073.11.1125.81.500.4370.0031.0610029.10.00270.71.280.2870.0070.98610022.40.54677.01.460.1010.0091.351006.910.6292.5無尿素1.631.190.05860.38110073.03.6023.41.380.4290.0111.3910023.40.60075.91.210.2150.0080.98710017.80.6681.61.580.2050.00671.3

20、610013.00.4286.11.220.1480.00161.0710012.20.1387.7不同堆肥處理后不同堆肥處理后N素形態(tài)比例素形態(tài)比例分類名稱臭氣性質(zhì)硫醇類乙基硫醇、 甲基硫醇、 異丙基硫醇爛洋蔥頭臭、爛甘藍(lán)臭硫醚類二甲基硫、二乙基硫、 二丙基硫、二苯基硫 蒜、韭菜臭硫化物硫化氫、硫化銨腐蛋臭、強(qiáng)刺激臭醛類甲醛、乙醛、丙烯醛刺激臭、不快臭、催淚吲哚類甲基吲哚類糞臭脂肪酸類乙酸、丙酸、酪酸刺激臭酰胺類酪酰銨汗臭胺類甲胺、乙胺、二乙胺腐敗魚臭酚類苯酚、硫酚不快臭 1、某些惡臭物質(zhì)的分類、某些惡臭物質(zhì)的分類 除臭劑 ： 氧化劑、殺菌劑、PH值調(diào)節(jié)劑，如甲酸、乙酸、丙酸、硝酸、硫酸亞鐵

21、、過氧化氫、高錳酸鉀； 生物學(xué)法：放線菌（Streptomyces屬）、好熱性防線菌（Bacilllus屬）； （3）物理法： 吸附2、惡臭物質(zhì)的控制堆肥的生物化學(xué)與生物學(xué)基礎(chǔ) 堆肥過程中的生物化學(xué) 堆肥物料的化學(xué)組成 溫度和PH值變化特征 堆肥進(jìn)程中的生物化學(xué)變化 堆肥進(jìn)程中的微生物學(xué) 真菌 放線菌和細(xì)菌 病原微生物 無害化需要的最適堆肥溫度四、堆肥的生物化學(xué)與生物學(xué)四、堆肥的生物化學(xué)與生物學(xué) 堆肥條件的優(yōu)化 物質(zhì)降解需要的最適堆制溫度 堆肥添加劑 微生物接種劑2、堆肥過程中微生物的變化 堆肥過程中微生物的變化 堆肥過程中酶活性的變化堆肥過程中水分的控制 干堆肥物料的水分控制 濕堆肥物料的水分控制 控制濕度的干化法堆肥過程