1、 畜禽粪便制备的资源化畜禽粪便制备的资源化主要内容主要内容研究背景研究背景 研究现状研究现状畜禽粪便对环境的污染畜禽粪便对环境的污染 研究意义研究意义 畜禽粪便的排放量畜禽粪便的排放量畜禽粪便的化学成分畜禽粪便的化学成分畜禽粪便的利用方式畜禽粪便的利用方式 总结总结畜禽粪便的综合利用畜禽粪便的综合利用结论和展望结论和展望Part 1Part 21 研究背景研究背景 随着我国畜禽养殖业的快速发展随着我国畜禽养殖业的快速发展，特别是在城郊、农村、工矿区，畜牧，特别是在城郊、农村、工矿区，畜牧场规模越来越大，集约化程度越来越高，大量畜禽粪便直接排放成为引起农场规模越来越大，集约化程度越来越高，大量畜
2、禽粪便直接排放成为引起农业生态环境恶化的一个主要原因，已经引起公众的普遍关注。业生态环境恶化的一个主要原因，已经引起公众的普遍关注。我国的养殖业规模及产值近年来均发生了巨大的变化，许多城郊建立了我国的养殖业规模及产值近年来均发生了巨大的变化，许多城郊建立了大中型集约化养殖场，畜禽数量猛增，粪便的排放量也在增加。畜禽粪便的大中型集约化养殖场，畜禽数量猛增，粪便的排放量也在增加。畜禽粪便的排放已成为与工业废水、生活污水相并列的三大水污染源之一。随着养殖业排放已成为与工业废水、生活污水相并列的三大水污染源之一。随着养殖业的进一步发展，畜禽粪便排放量还会进一步增大，由此造成的环境污染将会的进一步发展，
3、畜禽粪便排放量还会进一步增大，由此造成的环境污染将会更加严重。畜禽粪便中含有大量的未被动物消化吸收的有机物质，对大气、更加严重。畜禽粪便中含有大量的未被动物消化吸收的有机物质，对大气、水体和土壤均有危害。水体和土壤均有危害。目前，我国畜牧业占农业总产值的比重约为 33%，已经发展成为农业和农村经济的重要组成部分，而畜牧业在快速发展的同时,畜禽养殖场粪便污染问题也日益突出,逐渐成为社会关注的焦点。2 研究现状研究现状 近年来,畜禽养殖逐步从分散型转向规模化、集约化,畜禽粪便已成为畜禽养殖中数量最多、危害最严重的污染物。资料统计年出栏1万头育肥猪的猪场，每天排放粪污可达100-150t；而饲养量为
4、1000头的奶牛场,年产粪尿约 1.1万 t；1个20万只蛋鸡的鸡场,每天产粪近20t。据统计，我国畜禽养殖业年平均产生粪便约25亿t,约是工业废弃物的2倍；有机污染物中仅COD就达7-18万t，约是工业和生活废弃物中COD的总和。畜禽粪便中含有大量的钠盐和钾盐，如果直接用于农田，过量的钠和钾通过反聚作用而造成某些土壤的微孔减少，使土壤的通透性降低，破坏土壤结构。不适当地使用畜禽粪便可导致土壤的N、P污染，矿物元素污染，重金属污染，药物残留污染以及微生物污染等。对土壤环境的污染对土壤环境的污染对大气环境的污染对大气环境的污染肉鸡饲料中50%的含氮物质变成了粪便，猪粪中氨氮含量为100600mg
5、/L,牛粪中为3001400mg/L。大量的畜禽粪便如果不及时处理，在高温下，发酵和分解易产生有害气体，如NH3，H2S，CO2，CH4等污染空气，使动物及人群的免疫力下降，呼吸道疾病频发。3 畜禽粪便对环境的污染畜禽粪便对环境的污染粪便和冲洗粪便废水中含有N,P及粪渣等物质，可以通过地表径流污染地表水，也可以通过土壤渗入地下污染地下水。地表中过多的N、P等物质渗入地下水，将导致地下水中NO2-,NO3-浓度的升高，人若长期或大量饮用，可能诱发癌症。对水环境的污染对水环境的污染举例分析 堆砌的粪便在高温的条件下散发着巨大的味道。畜禽粪便产生的氨气、硫化氢、甲基硫醇、三甲基胺等带有酸味、臭蛋味、
6、鱼腥味等刺激性气体，对空气产生污染。对大气环境的污染对大气环境的污染 未受污染的畜禽粪尿是有机肥原料，但如果含有铜锌等重金属的畜禽粪尿长期施用，土壤将受到严重的重金属污染。有些地方的养殖场为了促进猪的增长，一直过多的添加微量元素，如铜、锌。对微量元素的滥用导致了畜禽粪尿含有大量的重金属，其粪便的排放导致许多重金属残留与土壤之中。此前有报道称，全国中重度污染耕地大体在五千万亩左右，每年因重金属污染的粮食就高达1200万吨，造成直接经济损失超过200亿元。对土壤环境的污染对土壤环境的污染 对水环境的污染对水环境的污染某畜禽养殖场以规避监管方式，不正常使用水污染物处理设施导致污水超标排放。某养殖场业
7、主因施工需要，将蓄粪池内近1200立方米的畜禽粪便污水直接外排，造成龙津溪严重污染，因污水量大、持续时间长，上蔡村溪坂沟渠的地表水呈黑色，群众反映强烈。畜禽粪便产生量日益增加，对环境构成了一定的威胁，畜禽粪便的处理及利用已引起人们的广泛关注。畜禽粪便既是亟需解决的农业废弃物,也是肥料、饲料和能源的巨大再生资源。因此，探讨畜禽粪便资源化处理技术在环境污染防治中的应用具有重大意义。对畜禽粪便进行无害化处理，资源化利用，防止和消除养殖场畜禽粪便的污染，对于保护生态环境，推动农业可持续发展和增强中国农产品市场竞争力具有十分重要的意义。4 研究意义研究意义5 畜禽粪便的排放量畜禽粪便的排放量 国家环保总
8、局提供了主要畜禽污染物排放系数。6 畜禽粪便的化学成分畜禽粪便的化学成分各种粪便的化学成分见表。7 畜禽粪便的利用方式畜禽粪便的利用方式畜禽粪便的饲料化再利用畜禽粪便的能源化再利用现对国内外粪便处理利用技术和方法进行综合概括，主要可现对国内外粪便处理利用技术和方法进行综合概括，主要可以分为以下三种主要利用方式：以分为以下三种主要利用方式：畜禽粪便的有机肥化再利用7.1 畜禽粪便的有机肥化再利用畜禽粪便的有机肥化再利用1 直接施用2 堆肥法有机肥化的主要利用方式有：1 直接施用 畜禽粪便是优质的有机肥料，在我国传统农业生产中，主要是将畜禽粪便直接施用，或者简单堆沤后施用。有资料表明新鲜猪粪中的挥
9、发性脂肪酸具有抑制和消除植物土传病害的功能。因此，将新鲜的猪粪作为肥料直接施入大田，既可以为作物提供营养元素，又可以消除一些土壤中的病害。优点优点:不需要很大的投资，操作简便，易于被农民接受和利用。缺点：缺点：但是由于畜禽粪便中水分含量高，大量施用时不方便等原因，在一定程度上限制了其施用。堆肥技术是利用好氧微生物把有机物降解，转换成腐殖质的生化处理过程。它可以在较短的时间内使粪便在微生物作用下自然分解，通过生化反应产生的热能使堆内温度升高，杀灭病原微生物和寄生虫等，使其成为无害的优质饲料。优点：优点：该法费用低，不受季节的限制，技术成熟，是目前畜禽粪便处理与推广应用较为可行的方法。缺点：缺点：
10、对工艺系统的管理、控制要求高，在不发达地区的应用会受到限制2 堆肥法 禽畜粪便经堆肥处理以获得有机肥，主要工艺有这三种：依靠人力扣返，堆积时间长的堆肥化方法。1.需要适当的水分调节;2.需要大的安装面积;3.因添加水分调节材料，所产堆肥量也增加;4.受季节影响产量、质量变化大;5.难以解决脱臭问题。B.开放式开放式（回转式料斗搅拌）（回转式料斗搅拌）A.堆积式（堆肥舍）堆积式（堆肥舍）C.密闭型搅拌方式密闭型搅拌方式 用设备往复搅拌移送的方式。1.体积大，有送风设备;2.需要适当的水分调节;3.因添加水分调节材料，所产堆肥量也增加 4.受季节影响产量、质量变化大;5.难以解决脱臭问题。在隔热的
11、发酵槽内，靠好氧性发酵实行堆肥化的方法。1.设备费用、电费高；2.根据原料情况有，有时需要添加废粘土等辅助材料 畜禽粪便不仅是优质的有机肥料，而且也是畜禽较好的饲料资源，畜禽粪便中含有未消化的粗蛋白、粗纤维、粗脂肪和矿物质等，经过适当处理后，杀死病原菌，提高蛋白质的消化率和代谢能，改善适口性，可作为饲料来利用。主要利用方法有：7.2 畜禽粪便的饲料化再利用畜禽粪便的饲料化再利用1 直接利用 2 青贮法3 脱水干燥4 生物分解法 3 脱水干燥法 干燥处理是利用太阳能、热能等对畜禽粪便进行加工处理的方法。干燥法分为自然干燥和机械干燥法。自然自然干燥法干燥法是将新鲜的畜禽粪便掺入一定比例拌料（如糠麸
12、）后摊在水泥地面或塑料布上,定时翻动,使其自然干燥后粉碎加入饲料中饲喂。机机械干燥法械干燥法是采用相关设备进行干燥。如高温快速干燥机。优点：优点：自然干燥法投资小、易操作、成本低。机械干燥法干燥快速，灭菌彻底。缺点：缺点：自然干燥法灭菌效果差，除臭效果差。机械法养分损失大、成本高。4 生物处理法 生物处理法分为微生物菌剂发酵后施用和利用蚯蚓、蝇蛆等来分解粪便的生物分解法。微生物菌剂发酵后施用微生物菌剂发酵后施用是通过在畜禽粪便中接种微生物菌剂(如 EM 菌剂)，利用生化工艺和微生物技术，使有益微生物迅速繁殖并快速分解粪便和拌料中有机质，在短时间内使堆料温度升至6070C，进而抑制或杀死病菌、虫
13、卵等有害生物的一种方法。同时，矿质化和腐殖质化可吸收、分解恶臭和有害物质，释放出氮、磷、钾和微量元素等有效养分。畜禽粪便经过生物发酵腐熟后，再经热风旋转烘干处理，便成为无害、无臭的优质有机肥，能显著提高肥料利用率和保护环境。生物分解法生物分解法是利用蝇蛆、蚯蚓等分解畜禽粪便。蚯蚓粪鸡粪废料 该法先将畜禽粪便与饲料残渣混合堆沤腐熟，达到蚯蚓产卵、孵化和生长所需的指标，然后按适当厚度将腐熟料平铺于饲养池中，放入蚯蚓让其繁殖。被蚯蚓利用过的畜禽粪便和饲料残渣叫蚓粪，含有丰富的无机养分。而作为优质蛋白饲料的蚯蚓本身，含 10%40%的蛋白质，是饲养畜禽的极好饲料。具体方法优点：优点：1.采用蝇蛆、蚯蚓
14、两种动物对鸡粪中的有机物质进行两级分解，有利于充分利用有机物和营养物质；2.蚯蚓可以将粪便及土壤中的有毒物质转化为无害物质3.蚯蚓产品用途广泛，可以成为农民增收提供一条新的途径；4.蚯蚓和蝇蛆的蛋白质含量很高，可以提高土鸡的品质。缺点：缺点：1.蚯蚓和蝇蛆的驯化需要耗费较多的精力，对人员素质的要求也较高，因此在应用上会受到局限；2.需要定期对蚯蚓和蝇蛆进行测试，并进行复壮等处理，对管理和技术的要求较高。畜禽粪便的利用除了可以通过堆肥等方式实现肥化、生物分解法等方式实现饲料化外，还可以用来当做能源，以实现其能源化利用。能源化再利用的方式有：7.3 畜禽粪便的能源化再利用畜禽粪便的能源化再利用1
15、焚烧产热2 乙醇化利用3 沼气化利用4 发电利用1 焚烧产热 从燃烧特性看，畜禽粪便中碳、氢含量丰富，具有很好的燃烧特性，其作为能源的价值非常可观。在草原地区，牧民们收集晾干的牛粪作燃料直接燃烧，用来取暖或者烧饭，这是粪便直接作能源的最简单方法。而对于集约化养殖场，由于粪便含水量高，干燥困难，转化为燃料需要耗费大量能量,目前在国内推广有一定难度。优点：优点：直接燃烧，取暖或者烧饭，用作能源方便。缺点：缺点：利用不够充分，且易造成空气污染。2 乙醇化利用 畜禽粪便含有丰富的纤维素资源，牛粪中纤维素含量为22%，半纤维素为 12.5%。将畜禽粪便中的木质纤维素进行预处理，然后转化为糖，进一步发酵成
16、酒精，可作为乙醇化的原料。在碱预处理条件下，畜禽粪便的还原糖率达到17.65%，而超声波与KOH联合预处理能使畜禽粪便的还原糖率达到21.47%，比KOH单独预处理时高3.82%。优点：优点：畜禽粪便的乙醇化利用可替代粮食生产酒精，进而创造巨大的经济效益。缺点：缺点：但是目前还未见投入工业化生产的相关报道。3 沼气化利用 畜禽粪便中含有大量的能量，可通过厌氧发酵产生沼气。厌氧发酵技术是利用厌氧或兼性微生物以粪料中的原糖和氨基酸为养料生长繁殖，进行沼气发酵。产物：产物：发酵产物综合利用在生态农业中，可作为生产活动的原料、肥料、饲料、添加剂和能源等。沼渣脱水干燥后可生产生态有机复合肥；沼液不但可用
17、作饲料添加剂浸种、追肥，而且可以制成杀虫剂。优点：优点：畜禽粪便的沼气化利用可在多方面代替煤、石油、天然气等不可再生资源。既节约资源又保护环境，一举多得，具有广泛前景。缺点：缺点：如何提高沼气出产率是制约其发展的关键问题。典型工艺：典型工艺：沼气池沼气池4 发电利用 将畜禽粪便以无污染方式焚烧，然后发电利用，焚烧过程中产生的灰分还可以作为优质肥料。优点：优点：用粪便燃烧节约了资源，减少了环境污染缺点：缺点：如何提高发电率是个需解决的问题 案例：我国福建圣农集团将谷壳与鸡粪混合物进行燃烧发电，年案例：我国福建圣农集团将谷壳与鸡粪混合物进行燃烧发电，年消耗鸡粪和谷壳混合物约消耗鸡粪和谷壳混合物约2
18、525万，相当于节省约万，相当于节省约8.88.8万吨煤。既创造了万吨煤。既创造了经济效益，减少了环境污染，又节约了煤炭、天然气等不可再生资源。经济效益，减少了环境污染，又节约了煤炭、天然气等不可再生资源。以上方法中，畜禽粪便的有机肥化利用，直接施用较少，可能与我国家庭小面积种植，机械化程度较低，限制了其直接施用有关。我国畜禽粪便的有机肥化利用主要通过堆肥法，但是生产强度大，耗费时间长，因此应加强其技术向更更效率的方向发展。其次，由于各种粪便的性质差异，猪粪和牛粪的饲料化利用较少，主要是以鸡粪为原料，利用机械干燥法应建立高效节能的干燥设备。青贮方法是处理畜禽粪便较为简便、有效的一种方法。生物处
19、理法应得到进一步推广。再者，畜禽粪便的能源化利用，主要是生产沼气和发电，乙醇化利用较少，能源化利用应提高粪便的转化率。8 总结总结9 畜禽粪便的综合治理畜禽粪便的综合治理通过两个实例来探讨一下，畜禽粪便处理中也要综合利用多种处理方法，来实现利用粪便过程中的无害化、减量化、资源化、生态化。A.典型的养牛场污染处理工艺流程图典型的养牛场污染处理工艺流程图填料塔沉淀曝气池烘干预处理干牛粪沼气池除尘人工湿地洗涤除杂固液分离发酵液肥肥料沼渣沼液雨水直排达标排放达标排放食用菌基料有机肥生活用能生产用能沼气牛舍粪便B.猪场粪污治理工艺（北京顺义良山种猪场）猪场粪污治理工艺（北京顺义良山种猪场）猪粪冲洗水格栅
20、固液分离生物塘沼气池（UASB）集水池调节池SBR池水封.脱硫沼气计量（流量计）沉淀贮气柜沼气（燃料）堆肥发酵有机肥料沼渣沼液沼气拉了，好臭啊固体粪便10 结论与展望结论与展望 虽然大部分养殖场开始利用各项技术对畜禽粪便进行减量化处理、资源化利用，但是存在内部环境管理存放，投资力度明显不足，技术单一，粪便利用率低，遗留问题难以解决等不足。对于畜禽粪便一方面是污染源，另一方面又是可再生资源，必须把现有的资源化技术在一定程度上进行科学组合，遵循“资源化、减量化、无害化、生态化”的原则，是畜禽粪便得到多层次的循环利用，进行综合治理，再能有效地解决养殖业的环境污染问题。目前把几种方法有机地结合起来使用已成为畜禽粪便资源化技术发展的主要方向。Thank You!
