畜禽糞便能源化、肥料化及飼料化再利用

《畜禽糞便能源化、肥料化及飼料化再利用》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、畜禽糞便能源化、肥料化及飼料化再利用　　0引言　　近年來，隨著農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的推進(jìn)，各級(jí)政府部門高度重視畜牧業(yè)的發(fā)展，隨之大規(guī)模畜禽養(yǎng)殖業(yè)出現(xiàn)，極大地滿足了人們對(duì)肉、蛋、奶的需求，提高了人們生活的質(zhì)量，同時(shí)也產(chǎn)生了大量的畜禽糞便污染物。畜禽糞便污染物已成為我國環(huán)境的重要污染源之一。長(zhǎng)期以來，我國畜禽糞便大多未經(jīng)處理而隨意排放，引起了生態(tài)環(huán)境的惡化:一方面是畜禽糞便經(jīng)微生物發(fā)酵、氧化后產(chǎn)生亞硫酸、硝酸及亞硝酸等，加劇了局部酸雨的形成，且其發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣會(huì)加劇地球的溫室效應(yīng);另一方面是含有高濃度的

2、有機(jī)物流入水體后，會(huì)嚴(yán)重污染地表水和地下水。因此，防止和消除畜禽糞便的污染、保護(hù)生態(tài)環(huán)境，需加強(qiáng)對(duì)畜禽糞便資源化利用及無害減量化處理，以推動(dòng)我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)的發(fā)展，增強(qiáng)我國農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力?！　?畜禽糞便養(yǎng)分情況　　畜禽糞便中含有大量的營養(yǎng)物質(zhì)(見表1)和豐富的礦物質(zhì)元素(見表2)，還含有74%的易揮發(fā)的有機(jī)物。其中，具有15．5%～24．5%的蛋白質(zhì)含量及18．2%mg/kgVB12(干質(zhì)量)經(jīng)處理后可作為飼料具有可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值;施于農(nóng)田中有利于提高土壤有機(jī)物含量，進(jìn)而促進(jìn)農(nóng)作物的生長(zhǎng)。因此，通過不同的

3、處理技術(shù)可生產(chǎn)多種高效性、資源化及無害化的產(chǎn)品，不僅防治了環(huán)境的污染，也能獲得很好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益?！　?畜禽糞便能源化再利用　　2．1乙醇化利用　　Liao等［1］研究表明:牛糞中半纖維素的含量為12．7%、纖維素為31．9%、木質(zhì)纖維素為55．4%，將畜禽糞便經(jīng)過發(fā)酵處理后生成糖類物質(zhì)，之后轉(zhuǎn)變?yōu)榫凭?，即獲得了以乙醇為主要的原料物質(zhì)。李靜等［2］研究表明:超聲波與堿聯(lián)合預(yù)處理畜禽糞便能夠強(qiáng)化預(yù)處理效果，還原糖得率明顯高于堿單獨(dú)預(yù)處理時(shí)得率，同時(shí)超聲波與堿聯(lián)合處理能夠縮短反應(yīng)時(shí)間，減少堿的用量。畜

4、禽糞便是一種具有開發(fā)利用價(jià)值的寶貴資源，其中含有大量的纖維素。國內(nèi)外已初步研究了畜禽糞便纖維素的乙醇化，然而我國仍未見報(bào)道。由于畜禽糞便纖維素具有結(jié)構(gòu)緊密性，在微生物酶解乙醇化之前必須對(duì)纖維素進(jìn)行預(yù)處理，進(jìn)而提高酶解效率?！　?．2熱解化利用　　畜禽糞便在缺氧或無氧條件下通過高溫分解、直接液化和氣化，最終可以生成經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的生物油、木炭及熱解氣等。K．S．ＲO等［4］研究表明，碳化或低速高溫分解能提高豬糞中木炭的轉(zhuǎn)化率。尚斌［5］在研究畜禽糞便的熱解中發(fā)現(xiàn)，溫度為450℃生物油產(chǎn)率最大，并且小于1mm

5、的物料粒徑對(duì)生物油的產(chǎn)率無影響。涂德浴等［6］利用熱重－微商熱重分析法研究畜禽糞便熱解時(shí)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)畜禽糞便具有良好的受熱性能。崔益華等［7］處理畜禽糞便后產(chǎn)生了一種可燃?xì)怏w，此種可燃?xì)怏w即可以直接燃燒，也可以用于發(fā)電。韓磊等［8］驗(yàn)證了煤和畜禽糞便混合之比為6:4可壓縮成蜂窩煤，其硫含量低于原煤?！　±眉尤肷倭磕拘嫉男笄菁S便可燒制成活性炭，作為生產(chǎn)火藥、電池芯的優(yōu)質(zhì)原料，此方法比傳統(tǒng)生產(chǎn)活性炭的方法大大減少了木材的使用量，既環(huán)保又經(jīng)濟(jì)。對(duì)畜禽糞便進(jìn)行熱解處理，不僅減輕了化石能源對(duì)環(huán)境的污染問題

6、，也解決了燃煤能源短缺問題，因此對(duì)畜禽糞便生物質(zhì)利用，在實(shí)際推廣過程中具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。　　2．3沼氣化利用　　沼氣化發(fā)酵技術(shù)是在厭氧細(xì)菌的同化作用下，有效地把畜禽糞便中的有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化，最后生成具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的甲烷及部分二氧化碳，即可作為燃燒及發(fā)電使用，且沼渣可以作為動(dòng)物飼料或土地肥料，沼液還可以作為農(nóng)作物的營養(yǎng)液。因此，沼氣化利用是具有多種功能、生物質(zhì)資源循環(huán)利用一種生物技術(shù)，不僅適合于工廠化大規(guī)模生產(chǎn)的畜禽，而且適合于小規(guī)模的家庭養(yǎng)殖。D．Z．Masse等［9］研究了豬糞在批式反應(yīng)器中低溫厭氧消化

7、過程中營養(yǎng)物質(zhì)的分布情況，表明磷氮營養(yǎng)物質(zhì)含量會(huì)逐漸上升。ＲeneAlvarez等［10］研究了利用不銹鋼反應(yīng)器畜禽糞便產(chǎn)生氣體的性能，表明進(jìn)料負(fù)荷為0．069%～0．135%時(shí)，甲烷產(chǎn)氣量為46．5%～56%。張翠麗等［11］指出了畜禽糞便最優(yōu)氧化溫度為25～35℃之間。趙國明等［12］研究了混推式高效畜禽糞便沼氣系統(tǒng)。王真真等［13］研究表明，添加7．4%的活性炭纖維的牛糞進(jìn)行厭氧消化反應(yīng)，可明顯提高化學(xué)需氧量(COD)的去除率和反應(yīng)器中沼氣的含量。周嶺等［14］研究表明，用NaOH溶液處理過的牛糞

8、反應(yīng)效果比水處理組產(chǎn)氣量增加34%。畜禽糞便進(jìn)行厭氧發(fā)酵處理，實(shí)現(xiàn)了能源物質(zhì)的轉(zhuǎn)換，減少了化石能源燃料的利用，并具有消除污染物、促進(jìn)能源和資源的循環(huán)利用等優(yōu)點(diǎn)。　　3畜禽糞便肥料化再利用　　畜禽糞便中具有大量的有機(jī)質(zhì)及礦物質(zhì)元素，直接還田或經(jīng)過堆肥發(fā)酵制成肥料還田后，能起到比化肥更好的作用效果。其不僅能提高土壤的肥力和有機(jī)質(zhì)，而且能改善土壤的物理化學(xué)環(huán)境。　　3．1直接施用　　畜禽糞便直接還田是一種傳統(tǒng)而又經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便的方式。劉會(huì)強(qiáng)［15］研究