CN109516839A - 一种畜禽养殖粪水酸化贮存的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种畜禽养殖粪水酸化贮存的方法，所述方法利用酸化剂调节畜禽养殖粪水的酸碱度为5.0‑6.5，再有效贮存粪水不少于60天，从而达到畜禽养殖粪水酸化贮存的目的。本发明所述方法简单易行、成本低，利用所述方法贮存的畜禽养殖粪水能有效保持氮含量、降低氨挥发和甲烷等温室气体的排放，且可直接还田施用，提高农作物产量，具有良好的生态环境效益。
Description
技术领域
本发明属于农业废弃物资源化利用技术领域，具体涉及一种畜禽养殖粪水酸化贮存的方法。
背景技术
随着我国规模化养殖的快速发展，畜禽养殖粪水排放量急剧增长，已成为农业面源污染、温室气体和氨气排放的重要排放源之一。目前对于畜禽粪水的处理方式主要有厌氧发酵产沼气、工业化水处理和粪水贮存农用。贮存农用是种养结合循环农业的重要纽带，已成为粪水资源化的重要方式。
液态粪水的农田施用成本低、简单易行，既能解决粪水污染问题，又能提升耕地有机质，但是由于养殖粪水具有较高的氨氮浓度、病原微生物以及作物季节性施用等原因，需要存储一段时间方能被利用。我国欠缺相关技术规范，畜禽养殖粪水一般暂存在简易的贮存池中，方便以后通过厌氧和好氧处理排放，而很少直接农用。且在粪水贮存过程中，一般采用表面覆盖法以减少粪水对周围环境的影响，导致温室气体以及氨气等有害气体的排放量大，碳氮元素流失现象严重。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的问题之一。
本发明是针对现有技术中温室气体以及氨气等有害气体的排放量大，碳氮元素流失现象严重的问题提出一种畜禽养殖粪水酸化贮存的方法。所述方法利用酸化剂调节畜禽养殖粪水的酸碱度为5.0-6.5，再有效贮存粪水不少于60天，从而达到畜禽养殖粪水酸化贮存的目的。对畜禽养殖粪水进行酸化处理是保持粪水存储过程氮含量、降低氨挥发和甲烷等温室气体排放的有效技术途径，酸化后农田施用可有效提高肥效，减少施用后引起的地下水硝酸盐污染。本专利涉及的方法可有效保留畜禽养殖粪水在贮存过程中的营养成分，减少粪水二次污染，实现粪水低成本资源化利用。
本发明提供一种畜禽养殖粪水酸化贮存的方法，包括如下步骤：
1)将畜禽养殖粪水收集并通入到调节池内，缓慢加入酸化剂，持续搅拌，对调节池内的畜禽养殖粪水进行初次酸化，最终调节pH值为5.0-6.5；
2)在畜禽养殖粪水初次酸化后的5天内，持续检测粪水的酸碱度，若粪水的酸碱度高于6.5，再加入酸化剂进行二次酸化，使粪水在初次酸化后的5天内pH值保持在5.0-6.5；
3)在畜禽养殖粪水初次酸化的5天后，通过加酸泵将调节池内酸化的粪水通入到贮存池内，贮存池内粪水贮存高度不低于1米，贮存时间不少于60天。
进一步地说，畜禽养殖粪水是指养猪场、奶牛场或肉牛场的干清粪、水冲粪后的粪水以及畜禽养殖场舍内经固液分离后的液体部分中的一种或多种。
更进一步地说，所述粪水原始pH在6.5-8.0之间，含固率小于20％。
进一步地说，酸化剂为浓硫酸或明矾中的一种，浓硫酸加入量的体积分数占0.5‰-5‰，明矾加入量的质量分数为1％-5％。
更进一步地说，所述浓硫酸为质量分数为96％的工业用浓硫酸，加入方式是利用加酸泵从储酸罐中缓慢加入到调节池；所述明矾为粒度小于80目、质量分数大于99％的工业用明矾，其中明矾在20℃下的溶解度为5.9克，加入方式是将其先用水溶解后，利用加酸泵缓慢加入到调节池。
进一步地说，所述调节池的规模为容积按照可容纳畜禽养殖场不低于5天的粪水量设计。
进一步地说，所述贮存池的规模为容积可容纳畜禽养殖场不少于60天的粪水量，深度不少于1.5米设计；所述贮存池具有防渗、防酸腐和抗压功能。
更进一步地说，所述贮存池内粪水表面均匀覆盖粉碎后的秸秆，秸秆粉碎长度为5-10厘米，覆盖厚度为3-6厘米。
更进一步地说，所述秸秆为干的玉米秸秆、小麦秸秆或者水稻秸秆中的一种或多种。
进一步地说，所述pH检测采用pH在线检测仪完成。
与现有公开的技术方案相比，本发明具有的优势为：
(1)可实现畜禽养殖粪水在贮存过程中氨气减排90％以上，甲烷、氧化亚氮等温室气体排放量减少60％以上，有效降低畜禽养殖粪水在贮存过程中对大气环境的污染程度。
(2)酸化贮存后期的畜禽养殖粪水pH升高到6.5-8.0，氮素含量提高30％以上，作物可利用的氮素提高了50％以上，无机态的微量元素升高，粪水可直接还田施用，较未酸化的粪水肥效提高了50％以上。
(3)酸化贮存方法是一种简单易行的方法，成本低，操作方便，且酸化贮存后畜禽养殖粪水还田施用后，可提高农作物产量，减少农田中氨气排放和氮素淋溶损失，具有良好的生态环境效益。
具体实施方式
下文将结合具体实施例详细描述本发明方法的具体实施方式及效果。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。
以下结合具体实施例对本发明进行详细说明。
以下实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
以下实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1
(1)将50L畜禽养殖粪水通入到调节池内，缓慢加入50mL 96％浓硫酸，持续搅拌，调节粪水pH为5.5。畜禽养殖粪水来源于以干清粪工艺的猪场粪水，未经过固液分离，pH为7.1，COD为7665mg/L，总氮为1200mg/L，氨氮为890mg/L，总磷为108mg/L，含固率6.2％。
(2)粪水初次酸化后第24h，pH上升到6.1，缓慢加入30mL 96％浓硫酸，持续搅拌，调节粪水pH在5.5。粪水初次酸化后第72h，pH上升到6.2，缓慢加入10mL 96％浓硫酸，持续搅拌，调节粪水pH在5.5。
(3)初次酸化5天后，将调节池内酸化的粪水通入到贮存池，贮存池深度在1.5m，粪水存储高度1m，贮存池内粪水表面均匀覆盖粉碎后的小麦秸秆，秸秆粉碎长度为5cm，覆盖厚度为3cm。贮存时间60天。
本实施贮存期后，pH为6.6，COD为6130mg/L，总氮为1140mg/L，氨氮为480mg/L，与未酸化并且贮存60天的粪水相比，氮素含量提高92％，作物可利用的氮素提高了66.2％。
实施例2
(1)将50L畜禽养殖粪水通入到调节池内，将粒度小于80目、质量分数大于99％的工业用明矾300克溶解于4L水中，缓慢加入，持续搅拌，调节粪水pH为6.0。畜禽养殖粪水来源于以水冲粪工艺的猪场粪水，未经过固液分离，pH为6.8，COD为12688mg/L，总氮为1654mg/L，氨氮为1360mg/L，含固率4.0％。
(2)粪水初次酸化后第48h，pH上升到6.5，持续搅拌，调节粪水pH降至6.0。
(3)初次酸化5天后，将调节池内酸化的粪水通入到贮存池，贮存池深度在1.5m，粪水存储高度1m，贮存池内粪水表面均匀覆盖粉碎后的玉米秸秆，秸秆粉碎长度为10cm，覆盖厚度为5cm。贮存时间90天。
本实施贮存期后，pH为7.4，COD为11755mg/L，总氮为1550mg/L，氨氮为1048mg/L，含固率3.2％。与未酸化并且贮存90天的粪水相比，氮素含量提高86％，作物可利用的氮素提高了72％。
实施例3
(1)将50L畜禽养殖粪水通入到调节池内，缓慢加入30mL 96％浓硫酸，持续搅拌，调节粪水pH为6.0。畜禽养殖粪水来源于以干清粪工艺的奶牛场粪水，已经过固液分离，pH为7.5，COD为8762mg/L，总氮为1054mg/L，氨氮为860mg/L，含固率12.0％。
(2)粪水初次酸化后第24h，pH上升到6.8，缓慢加入30mL 96％浓硫酸，持续搅拌，调节粪水pH在6.0。粪水初次酸化后第72h，pH上升到6.4，缓慢加入15mL 96％浓硫酸，持续搅拌，调节粪水pH在6.0。
(3)初次酸化5天后，将调节池内酸化的粪水通入到贮存池，贮存池深度在1.5m，粪水存储高度1m，贮存池内粪水表面均匀覆盖粉碎后的小麦秸秆，秸秆粉碎长度为5cm，覆盖厚度为5cm。贮存时间60天。
本实施贮存期后，pH为7.1，COD为7980mg/L，总氮为904mg/L，氨氮为628mg/L，含固率7.3％。与未酸化并且贮存60天的粪水相比，氮素含量提高85％，作物可利用的氮素提高了68％。
本文虽然已经给出了本发明的一些较优实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明精神的情况下，可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的，不应以本文的实施例作为本发明权利范围的限定。
Claims (10)
1.一种畜禽养殖粪水酸化贮存的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将畜禽养殖粪水收集并通入到调节池内，缓慢加入酸化剂，持续搅拌，对调节池内的畜禽养殖粪水进行初次酸化，最终调节pH值为5.0-6.5；
2)在畜禽养殖粪水初次酸化后的5天内，持续检测粪水的酸碱度，若粪水的酸碱度高于6.5，再加入酸化剂进行二次酸化，使粪水在初次酸化后的5天内pH值保持在5.0-6.5；
3)在畜禽养殖粪水初次酸化的5天后，通过加酸泵将调节池内酸化的粪水通入到贮存池内，贮存池内粪水贮存高度不低于1米，贮存时间不少于60天。
2.如权利要求1所述的一种畜禽养殖粪水酸化贮存的方法，其特征在于，畜禽养殖粪水是指养猪场、奶牛场或肉牛场的干清粪、水冲粪后的粪水以及畜禽养殖场舍内经固液分离后的液体部分中的一种或多种。
3.如权利要求2所述的一种畜禽养殖粪水酸化贮存的方法，其特征在于，所述粪水原始pH在6.5-8.0之间，含固率小于20％。
4.如权利要求1所述的一种畜禽养殖粪水酸化贮存的方法，其特征在于，酸化剂为浓硫酸或明矾中的一种，浓硫酸加入量的体积分数占0.5‰-5‰，明矾加入量的质量分数为1％-5％。
5.如权利要求4所述的一种畜禽养殖粪水酸化贮存的方法，其特征在于，所述浓硫酸为质量分数为96％的工业用浓硫酸，加入方式是利用加酸泵从储酸罐中缓慢加入到调节池；所述明矾为粒度小于80目、质量分数大于99％的工业用明矾，加入方式是将其先用水溶解后，利用加酸泵缓慢加入到调节池。
6.如权利要求1所述的一种畜禽养殖粪水酸化贮存的方法，其特征在于，所述调节池的规模为容积按照可容纳畜禽养殖场不低于5天的粪水量设计。
7.如权利要求1所述的一种畜禽养殖粪水酸化贮存的方法，其特征在于，所述贮存池的规模为容积可容纳畜禽养殖场不少于60天的粪水量，深度不少于1.5米设计；所述贮存池具有防渗、防酸腐和抗压功能。
8.如权利要求7所述的一种畜禽养殖粪水酸化贮存的方法，其特征在于，所述贮存池内粪水表面均匀覆盖粉碎后的秸秆，秸秆粉碎长度为5-10厘米，覆盖厚度为3-6厘米。
9.如权利要求8所述的一种畜禽养殖粪水酸化贮存的方法，其特征在于，所述秸秆为干的玉米秸秆、小麦秸秆或者水稻秸秆中的一种或多种。
10.如权利要求1所述的一种畜禽养殖粪水酸化贮存的方法，其特征在于，所述pH检测采用pH在线检测仪完成。
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