CN106810302A - 一种养殖粪污资源化利用生产有机肥料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种养殖粪污资源化利用生产有机肥料的方法,包括以下步骤:收集猪场粪污进行干湿分离,得到干粪和尿水;将干粪和泥土、碳渣、秸秆混合均匀;向混合均匀的物料中,加入微生物菌剂,翻腾均匀,堆码成1~5米高的堆料,用薄膜盖严,温度升至60~70℃发酵腐熟;发酵时间10~20天;发酵期间总共翻倒1~4次,完成堆料的发酵腐熟;将发酵完成的堆料烘干,粉碎,得到有机肥。本发明对生猪适度规模养殖粪污处理提出了无害化处理、资源化循环利用的解决方案,实现了粪污处理过程中的零污染排放,同时获得了高品质的优良有机肥产品。

Description

一种养殖粪污资源化利用生产有机肥料的方法
技术领域
本发明涉及一种生态养殖技术,特别涉及一种养殖粪污资源化利用生产有机肥料的方法。
背景技术
伴随着全球经济快速发展,社会资源集约发展成为主流,得益于工业技术的进步,农业生产也越来越集中化,通过规模化的发展极大的降低了农业生产的成本。同时,通过科学规划管理,农业生产中的风险因素得到更好的控制,农民的收入大幅度的提高。
但是,规模化集中生产的农业也面临着前所未有的困难,以养殖类最为突出。养殖规模集中化以后粪污的排放量大大增加,且通常集中在某一个小片区域内,超出了区域环境的承受能力,导致生态环境劣化,养殖成本增加。而且,大量堆放的粪污作为有机腐殖质成分,容易滋生各种有害病菌,对于养殖厂的居民及牲畜带来严重的传染疾病威胁,风险成倍放大。同时,养殖粪污原本作为可利用资源的一面被不良影响所掩盖,使得农业生产的有益的副产物难以得到有效利用。
近年来,随着化学工业的发展,化学肥料的大量生产与广泛应用,使土壤的结构、土壤的肥力,受到了极大的破坏。与此同时,畜禽粪便的体积大,处理技术落后,处理高品质有机复合肥,往往成本偏高,沼液也未及时还田,造成污水横流,污染河道。畜禽粪污往往由资源变成了废物,污染了环境,形成了公害。不但造成资源浪费,还增加环境的污染问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的养殖粪污造成环境污染,影响规模化养殖农业发展的不足,提供一种养殖粪污无害化处理、资源化利用生产有机肥料的方法。
为了实现上述发明目的,本发明提供了以下技术方案:
一种养殖粪污资源化利用生产有机肥料的方法,包括以下步骤:
(1)收集猪场粪污进行干湿分离,得到干粪和尿水。所述干粪是经过干湿分离后,水分含量少于30w%的粪污。所述尿水则是粪污在干湿分离过程中得到的主要含水的其它污物,水分含量大于80w%。
(2)将干粪和泥土、碳渣、秸秆混合均匀。所述秸秆是秸秆粉或秸秆碎料,秸秆粉/秸秆碎料是由统糠、玉米秸秆、稻草、小麦秸秆和油菜秸秆中的一种或几种加工而成的。其中秸秆粉是指粒径小于1mm的粉料,其中秸秆碎料是指长度为1mm-40mm碎料。
(3)向混合均匀的物料中,加入微生物菌剂,翻腾均匀,堆码成1~5米高的堆料,优选堆积成1.5~3米的堆料,用薄膜盖严,温度升至60~70℃发酵腐熟,最好是在(65±2)℃进行发酵。
(4)发酵时间10~20天。发酵期间总共翻倒1~4次,完成堆料的发酵腐熟。优选的,间隔3~7天翻倒一次,促进发酵腐熟。最好是间隔3~5天翻倒一次,保证堆料发酵均匀充分。最好是翻倒2次完成腐熟。
(5)将发酵完成的堆料烘干,粉碎,得到有机肥。优选的,采用沼气作为热源进行烘干作业,将沼气燃烧产生的热量用于烘干处理工作。
在本发明的养殖粪污资源化利用生产有机肥料的过程中,猪场粪污干湿分离,干粪用于生产有机肥,干粪和泥土、秸秆等进行合理配置,使得干粪中的有机质被稀释于泥土中,且具有适宜的浓度,能够充分的发挥出粪污中的有机质作为发酵源和肥料肥基的作用。
养殖粪污资源化循环利用生产新型有机肥料是保护养殖场周边生态环境,促进养殖业健康持续发展,发展循环经济的重要途径。构建可持续的山区种养结合发展模式,实现农业废弃物的循环利用,研发生物有机肥,促进山区种养业持续健康发展,为山区农业农村发展提供技术支撑。
翻倒是指将发酵的物料全部翻料一次,提高发酵物料中的氧含量和通透性,防止垫料结块、板结,保证物料中充分含氧,抑制有害微生物的生长。传统方法是人工铲翻发酵物料,也可以采用自动化机械辅助翻倒。由于发酵床中的功能菌是好氧微生物,表面板结的发酵床不能供给它们充足的氧气,尤其是湿式发酵床板结率会更大一些,这样长时间持续就会产生“死床”,严重的影响到发酵的效率,并可能造成有害的厌氧微生物滋生。
进一步,将步骤(1)中分离得到的尿水输送到沼气池中进行发酵制备沼气。优选的,步骤5烘干过程中使用上述沼气池发酵制备的沼气作为热源。污水进入沼气池发酵,沼气用于有机肥烘干,沼液还田利用,生产的有机肥用于种植业发展,最终实现种养结合,循环发展,保障生态环境建设,保障种植业化肥减量和零增长。
进一步,步骤(2)中按重量百分比:泥土15%-30%、碳渣15%-30%、秸秆粉15%-30%与粪污30%-60%的比例配制有机肥。粪污中含有一定量的水分,满足发酵要求,同时其中有机质和无机质的含量丰富,通过加入一定秸秆和碳渣改善其中的纤维质等不易分解的有机物比例,提高有机肥的肥力,同时改善有机肥的分散性能,增强疏松结构特质。优选的,各组分的重量百分比为:泥土20%~25%、碳渣20%~25%、秸秆粉20%~30%与粪污38%~40%。粪污和秸秆的总比例在60%左右时,可供发酵菌剂发酵的有机质含量最佳,可以充分保证发酵菌剂的正常分解发酵,有效避免有机质含量低时有害菌群的繁殖发酵,而且发酵后大量营养物质释放到泥土中,所得有机肥的肥力高、活性佳。
进一步,步骤(3)所述的微生物菌剂是多种有益微生物合成的微生态制剂。优选的,所述的微生物菌剂是EM菌(Effective Microorganisms)。EM菌是由大约80种微生物组成,主要是以光合细菌、乳酸菌、酵母菌和放线菌为主的10个属80余个微生物复合而成的一种微生活菌制剂。作用机理是形成EM菌和病原微生物争夺营养的竞争,由于EM菌在土壤中极易生存繁殖,所以能较快而稳定地占据土壤中的生态地位,形成有益的微生物菌的优势群落,从而控制病原微生物的繁殖和对作物的侵袭。是生态农业的发展方向,更有利于农业的可持续发展。优选的,还可以采用现有农家肥进行发酵筛选得到适宜本发明有机肥生产制备的有益菌剂,主要实现有益菌能够有机肥料堆肥中占据优势,能够抑制有害菌种的繁殖。
进一步,步骤(3)中,腐熟指有机物经发酵腐烂成有效肥分和腐殖质的过程,最终形成可被植物吸收利用的肥分,又称为沤肥。通常以茎、叶、秆等难分解的有机物作为发酵过程中的有机质底物。不易分解的有机物(如粪尿、秸秆、落叶、杂草)经过微生物的发酵分解,产生有效肥分,同时也形成腐殖质。通过步骤(2)的科学配置将粪污和适量的秸秆、泥土成分混合形成有机质含量适宜,无机元素含量大,蓬松易发酵的堆料进行快速发酵,得到同时具有大量有机质和无机质的高品质有机肥。
进一步,本发明的有机肥加工过程在专用的处理棚中进行,按每10头猪1~3平米的面积设计修建无害化处理棚(粪污处理棚),棚的四平墙高度为3~5米,优选为4米,棚内修筑硬化地面,四周封闭,前后两端开扇门即可,作为粪污资源化利用制备有机肥的场所。应当在处理棚的周围配备干土、碳渣(粉)、秸秆粉/秸秆碎渣。优选的,在规模养殖场旁边建粪污无害化处理棚舍。所述硬化地面是地板硬化,如混凝土地面。
进一步,上述沼气池处理后的污水用吸附过滤装置,将过滤干物质用于有机肥制作原料,滤液用管道系统输送到田间利用,优选的所述管道是低压管道,形成种养结合粪污消纳利用系统,为培肥土壤、实现化肥零增长至化肥减量提供技术支撑。集成沼液低压管道输送技术、沼液还田土壤培肥技术和无公害农产品生产技术,发展优质安全果蔬产业,促进沼液循环利用,保护山区生态环境。
进一步,上述方法还可以应用于各种禽类及其它畜牧类养殖过程中动物粪污的处理。只是在步骤1中收集禽类或畜牧类养殖过程中的粪污进行处理,当然还可以采用混合处理的方法,将多种禽类和畜牧类养殖过程中的粪污物混合在一起作为粪污原料,先进行干湿分离,再进行后续的有机肥加工制备。
与现有技术相比,本发明的有益效果
1. 本发明对生猪适度规模养殖粪污处理提出了无害化处理、资源化循环利用的解决方案,实现了粪污处理过程中的零污染排放,同时获得了高品质的优良有机肥产品。从根本上解决了过去规模养殖场对周边环境的水体、空气、土壤进行重复、多次、累积污染的问题。
2. 本发明处理养殖粪污的过程中只需要利用养殖地的泥土、碳渣和秸秆等作为主要原材料,实现了粪污处理原料的广泛性和处理材料的廉价性,便于实际生产中推广运用。
3. 本发明方法可以利用养殖粪污进行发酵处理,使畜禽粪污在无害化处理过程中配制转化为有机肥,变废为宝后用于种植业。且经过腐熟处理的粪污肥力足,易于农作物吸收利用,对于改良土壤,增加有机肥力,提高种植生产效益,具有实用性的技术创新作用。
4. 本发明利用养殖粪污分离得到的尿液等废水生产沼气,再将沼气作为热源对发酵后的干粪烘干处理,再进行粉碎配制装袋,整体过程实现高度的自给自足的循环,额外的能源消耗极少。
附图说明:
图1为本发明粪污资源化循环利用的流程图,即泥土干粪有机肥制备应用示意图。
具体实施方式
具体的来说,本发明的养殖粪污处理过程还包括发酵菌剂的筛选应用。将发酵腐熟后的有机肥进行微生物培养筛选,选出其中的含量大量有机质进行腐熟发酵,得到含有大量活性营养物质的农家有机肥,发挥出有益微生物菌群对于活化土壤的作用,结合粪污中的有机质残渣促进土壤中有益微生物的生长,促进空气中氮元素的固化,实现土壤结构的肥力增长,提高养殖产业的粪污资源化循环利用。
进一步,有机肥发酵菌剂中应当对大肠杆菌的含量进行控制在标准范围内,防止渗透。
进一步,本发明的利用养殖粪污制备有机肥的过程还包括,对有机肥的成分分析测试,分析其中大肠杆菌、微生物、重金属、氮、磷、钾的含量检测。只有当其检测结果符合有机肥应用的指标后,再运至果、蔬等种植基地用于种植业。如果有机肥的检测项目中微生物含量不合格则调整发酵过程,确保微生物含量合格。如果重金属的含量不符合指标,则对原料成分进行分析,排除不合格的原料,如果是氮、磷或钾的含量过低,则考虑加入适量的其它原料进行补充。
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例,凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。本发明中未特别说明的百分比均为重量百分比。
实施例 1
养殖粪污无害化和循环利用技术的提出创新与运用,是人类社会发展与生态可持续发展的反思。在四川某农场试行本发明的养殖粪污资源化利用技术,该养殖场共1800头育肥猪,其它种猪、仔猪约100头,收集生猪养殖过程中产生的粪污,日均排粪量(鲜)4800kg,粪尿总量810吨,将猪粪收集后进行干湿分离,初步压滤至粪污中水分含量至30%,得到干粪约3000公斤。按照附图所示的工艺流程,将分离粪污分离得到的尿水和猪原尿液混合输入沼气池中。干粪和1.5吨泥土,1.5碳渣,1.5吨秸秆粉混合,连续翻搅数次至均匀样,期间加入混合微生物菌剂3 kg一起翻混均匀,堆料成2.5-2.8米高的垛状,用薄膜盖严,温度升至60~70℃发酵腐熟,第5天翻倒一次,10天翻倒一次,至第15天时发酵完成,得到腐熟的有机肥原料。将此有机肥原料烘干至水分含量低于5%,粉碎至10目以下,再按调制结果配制得到优质的有机肥。
名词解释:翻混,即翻倒,是指将发酵的物料混合均匀,且混合的过程中将物料抛至空中。翻混的过程与一般的混合过程类似,重点在于将物料抛至空中,使物料中夹带空气,形成蓬松的堆料,利于需氧的有益菌种的繁殖成长,进而抑制厌氧的有害菌群的生长。
养殖粪污无害化和循环利用技术合理利用资源与环境相容能力,有效的减少环境污染,从生产过程技术和末端治理,实现养殖生产过程对于环境的无害化,以环境可以接受的方式实现高产出的可持续发展。
本发明的技术将畜禽粪污加工成有机肥工艺简单,处理的大宗原材料为泥土、碳渣和秸秆粉,生产成有机肥的成本低廉,并有效的将沼液进行还田,易于推广应用,具有极高的推广应用价值。
实施例 2
在实施例1中农场收集同样的粪污200kg,台阶堆放5天利用重力因素自然实现干湿分离,得到干粪150kg,流出的尿水输送至沼气池。将干粪和80kg泥土、90kg碳渣、90kg玉米秸秆碎料(玉米秸秆碎料长度1.8-2.3cm)混合均匀。加入微生物菌剂0.38kg,翻混均匀,堆码成约3米高的堆料,用薄膜盖严,温度升至65±2℃,发酵腐熟,每隔5天将堆料翻倒,共翻倒2次,到第15天,堆料发酵腐熟。将发酵完成的堆料翻倒,利用沼气作为热源烘干,粉碎得到有机肥300kg。
实施例 3
实施过程同实施例2,只是各原料的用量为粪污175kg、泥土100kg、70kg碳渣、100kg玉米秸秆碎料,发酵过程相同,得到的有机肥320kg。
实施例 4
在某山区生猪适度规模养殖厂,推广本发明技术,进行研究和示范。按照1头猪日均排粪量(鲜)约2.5Kg,1头育肥猪所产的粪尿总量约为0.45吨,按泥土25%、碳渣20%、秸秆粉30%与粪污38%的比例进行处理,可以生产约1吨的有机肥。该养殖厂年出栏10000头的猪,可以产10000吨有机肥。以每亩良田施肥0.5吨有机计算,解决20000亩农田所需的肥料。按每亩使用各类化肥的投资100元计算,可节省肥料钱200万元,平昌目前年出栏的1000头猪场有500家,如果全部处理为有机肥,可以解决100万亩的农田所需化肥,可节省肥料投入10000万元。实现了养殖场粪污无害化、资源化循环利用,实现“零排放、零污染”为目标,创制生物有机肥,沼液还田利用,保障养殖业健康持续发展,构建种养结合发展模式。
经过上述生态化可持续技术改进,养殖场周边的水质、空气、土壤得到极大改善,消除了粪污累积污染。养殖厂周边种植业得到有利的促进,特别是当地茶叶、核桃和花椒种植业,化肥使用成本大幅度降低,产品市场竞争力增强,且农作物具有绿色有机食品的特征,深受广大消费者喜爱。
经济效益:对于养殖厂而言,以每养1头育肥猪可生产鲜粪0.45吨计算,经处理可以转化为1吨有机肥,按200元/吨计算每头育肥猪的粪污可以获得200元的有机肥收益,本场生猪养殖年出栏生猪10000头,可生产有机肥10000吨,实现增收200万元,利润100万元左右,创税10余万元。
实施例 5
以实施例4养殖厂所在地区为例,该地区生猪养殖业每年约有50万头生猪出栏,将粪污加工成有机肥,可获直接经济效益上亿元。其一,解决养殖场的污染,使养殖与人居、城镇环境相容,这是最大的社会效益。其二,该项技术推广应用后,可以增加经济收益,带动周边养猪场及社会的劳动岗位增加。根据经验每个出栏1000头以上的规模猪场,年可以生产1000吨有机肥,可以获直接经济效益20万元,需要两个劳动力从事粪污无害化处理有机肥,该县年出栏1000头的猪场有500多家,可以解决1000余劳动力就业,大面积推广应用该项技术,可以解决大量的劳动力就业。

Claims (10)

1.一种养殖粪污资源化利用生产有机肥料的方法,包括以下步骤:
(1)收集猪场粪污进行干湿分离,得到干粪和尿水;
(2)将干粪和泥土、碳渣、秸秆混合均匀;所述秸秆是秸秆粉或秸秆碎料;秸秆粉/秸秆碎料是由统糠、玉米秸秆、稻草、小麦秸秆和油菜秸秆中的一种或几种加工而成的;其中秸秆粉是指粒径小于1mm的粉料,其中秸秆碎料是指长度为1mm-40mm碎料;
(3)向混合均匀的物料中,加入微生物菌剂,翻腾均匀,堆码成1~5米高的堆料,用薄膜盖严,温度升至60~70℃发酵腐熟;
(4)发酵时间10~20天;发酵期间总共翻倒1~4次,完成堆料的发酵腐熟;
(5)将发酵完成的堆料烘干,粉碎,得到有机肥。
2.根据权利要求1所述养殖粪污资源化利用生产有机肥料的方法,其特征在于,步骤(1)中所述干粪是经过干湿分离后,水分含量少于30w%的粪污。
3.根据权利要求1所述养殖粪污资源化利用生产有机肥料的方法,其特征在于,步骤(3)中堆成1.5~3米的堆料。
4.根据权利要求1所述养殖粪污资源化利用生产有机肥料的方法,其特征在于,步骤(3)中在65±2℃进行发酵。
5.根据权利要求1所述养殖粪污资源化利用生产有机肥料的方法,其特征在于,步骤(4)中间隔3~7天翻倒一次,促进发酵腐熟。
6.根据权利要求1所述养殖粪污资源化利用生产有机肥料的方法,其特征在于,步骤(1)中所述尿水则是粪污在干湿分离过程中得到的主要含水的其它污物;将分离得到的尿水输送到沼气池中进行发酵制备沼气。
7.根据权利要求6所述养殖粪污资源化利用生产有机肥料的方法,其特征在于,步骤(5)采用沼气作为热源进行烘干作业。
8.根据权利要求1所述养殖粪污资源化利用生产有机肥料的方法,其特征在于,步骤(2)中按重量百分比:泥土15%-30%、碳渣15%-30%、秸秆粉15%-30%与粪污30%-60%的比例配制有机肥。
9.根据权利要求1所述养殖粪污资源化利用生产有机肥料的方法,其特征在于,步骤(3)中,腐熟指有机物经发酵腐烂成有效肥分和腐殖质的过程,最终形成可被植物吸收利用的肥分,又称为沤肥。
10.根据权利要求1所述养殖粪污资源化利用生产有机肥料的方法,其特征在于,有机肥加工过程在专用的处理棚中进行,按每10头猪1~3平米的面积设计修建无害化处理棚,棚的四平墙高度为3~5米,棚内修筑硬化地面,四周封闭,前后两端开扇门,作为粪污资源化利用制备有机肥的场所。
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