CN110862145A - 一种利用瓜菜秸秆酸化奶牛粪污水的方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种利用瓜菜秸秆酸化奶牛粪污水的方法，具体为：先将新鲜的瓜菜秸秆经过机械压榨产出的液体进行厌氧发酵制得酸化剂，然后将酸化剂加入到奶牛粪污水中进行酸化处理，持续搅拌直至奶牛粪污水的pH为5.0～6.5，然后将干燥且切断后的瓜菜秸秆固体残余物均匀覆盖到奶牛粪污水上，然后贮存一段时间；本申请中的利用瓜菜秸秆酸化处理后奶牛粪污水，在贮存过程中的pH≤6.5，氨挥发减少95％以上，氮素含量提高40％以上，直接还田施用后，相比较未酸化的奶牛粪污水，肥效提高了60％以上，代替了工业用硫酸和磷酸，不仅可以达到酸化奶牛粪污水的目的，增加粪污水养分含量，还解决了瓜菜秸秆难处理的问题。
Description
技术领域
本发明涉及畜牧业粪污处理技术领域，尤其是涉及一种利用瓜菜秸秆酸化奶牛粪污水的方法。
背景技术
奶牛养殖业发展水平的高低是畜牧业甚至是整个农业发展水平的一个很重要的标志。近年来，农业结构调整和农业产业化的推进使奶牛规模化养殖得到了迅速发展，但是随之而来的问题是生产过程中产生的大量粪污。前期调研华北几家大型奶牛养殖企业发现，大部分养殖场中的奶牛粪污经固液分离后，固体粪便作为卧床垫料或被生产为有机肥，液体(粪污水)直接贮存到贮存池中或经过厌氧发酵后变成沼液贮存到贮存池中，然后施用到农田。但是由于粪污水的连续性和作物的需肥规律，常常需要在贮存池中贮存较长的时间。由于奶牛粪污水呈碱性和高铵态氮的特性，在其贮存过程中或施用到农田中会挥发大量的氨气，不仅造成氮肥损失，还会污染生态环境。
近年来研究表明，通过用工业硫酸和磷酸酸化粪污水可以减少氨排放。但是硫酸和磷酸都属于危化品，一是国家管控比较严格，不易购买，二是在运输、储存和使用过程中会出现安全隐患，并且含有大量的硫酸根离子粪污水还田后会有次生盐渍化的风险。
因此，如何对奶牛粪污水进行资源化回收利用，减少资源浪费，减少环境污染，提高奶牛养殖业的可持续发展，是本技术领域急需解决的技术问题。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种利用瓜菜秸秆酸化奶牛粪污水的方法。
为解决上述的技术问题，本发明提供的技术方案为：
一种利用瓜菜秸秆酸化奶牛粪污水的方法，包括以下依次进行的步骤：
1)将新鲜的瓜菜秸秆经过机械压榨，然后进行固液分离，得到液体和固体；
2)将步骤1)制得的液体进行厌氧发酵，保持液体的发酵温度为30℃～40℃，发酵时间为36h～72h，厌氧发酵完成后得到pH≤4.2的酸化剂；
将步骤1)制得的固体进行晒干或烘干，然后切断；
3)将步骤2)制得的酸化剂加入到奶牛粪污水中进行酸化处理，持续搅拌直至酸化后的奶牛粪污水的pH为5.0～6.5；
4)将步骤2)切断后的固体均匀覆盖在步骤3)中酸化处理后的奶牛粪污水上，然后放在贮存池中贮存一段时间，至此完成利用瓜菜秸秆酸化奶牛粪污水。
优选的，步骤1)中，所述瓜菜秸秆指蔬菜和瓜生长过程中或收获以后舍弃的包括茎与叶在内的不可食用部分，含水率在80wt％以上。
优选的，步骤2)中，控制切断后的固体的粒度为2～5cm。
优选的，步骤3)中，加入酸化剂之前的奶牛粪污水的pH为7.0～8.0，含固率小于10wt％。
本申请具有以下的有益的技术效果：
1).本申请中的完成利用瓜菜秸秆酸化奶牛粪污水，在贮存过程中的pH≤6.5，氨挥发减少95％以上，氮素含量提高40％以上，该酸化处理后的奶牛粪污水直接还田施用后，相比较未酸化的奶牛粪污水，肥效提高了60％以上。
2).本申请制备的酸化剂是由瓜菜秸秆经机械压榨产出的汁液发酵形成的，代替了工业用硫酸和磷酸，并且本发明向奶牛粪污水中仅添加一次上述酸化剂就可以，降低了生产成本，减少了生产过程中的安全隐患。
3).本发明操作方法简单，原料来源广泛，不仅可以达到酸化奶牛粪污水的目的，增加粪污水养分含量，还解决了瓜菜秸秆难处理的问题，具有显著的经济效益和生态效益，在规模化养殖场具有广阔的应用前景。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是进一步说明本发明的特征及优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本申请提供了一种利用瓜菜秸秆酸化奶牛粪污水的方法，包括以下依次进行的步骤：
1)将新鲜的瓜菜秸秆经过机械压榨，然后进行固液分离，得到液体和固体；
2)将步骤1)制得的液体进行厌氧发酵，保持液体的发酵温度为30℃～40℃，发酵时间为36h～72h，厌氧发酵完成后得到pH≤4.2的酸化剂；
将步骤1)制得的固体进行晒干或烘干，然后切断；
3)将步骤2)制得的酸化剂加入到奶牛粪污水中进行酸化处理，持续搅拌直至酸化后的奶牛粪污水的pH为5.0～6.5；
4)将步骤2)切断后的固体均匀覆盖在步骤3)中酸化处理后的奶牛粪污水上，然后放在贮存池中贮存一段时间，至此完成利用瓜菜秸秆酸化奶牛粪污水。
在本申请的一个实施例中，步骤1)中，所述瓜菜秸秆指蔬菜和瓜生长过程中或收获以后舍弃的包括茎与叶在内的不可食用部分，含水率在80wt％以上。
在本申请的一个实施例中，步骤2)中，控制切断后的固体的粒度为2～5cm。
在本申请的一个实施例中，步骤3)中，加入酸化剂之前的奶牛粪污水的pH为7.0～8.0，含固率小于10wt％。
设施农业，是在环境相对可控条件下，采用工程技术手段，进行动植物高效生产的一种现代农业方式。设施农业涵盖设施种植、设施养殖和设施食用菌等。设施农业是采用人工技术手段，改变自然光温条件，创造优化动植物生长的环境因子，使之能够全天候生长的设施工程。我国设施瓜菜的种植面积逐年增加，随之而来的是大量的瓜菜秸秆增加，目前约2/3的瓜菜秸秆得不到有效利用，造成了一系列环境和生态问题，严重影响了农业的可持续发展。
本申请中，所述瓜菜秸秆指部分蔬菜和瓜生长过程中或收获以后舍弃的茎、叶等不可食用部分。如黄瓜、西红柿、西瓜、甜瓜等生长过程中舍弃的藤蔓等，含水率一般在80％以上。
本申请中，将新鲜的瓜菜秸秆经过机械压榨产出的汁液液体中含有不溶性大分子有机物,如多糖、淀粉、纤维素、蛋白质等,厌氧发酵经过发酵细菌及一些产酸菌的作用会使上述大分子有机物分解并产生甲、乙、丙、丁酸，这个阶段发生十分迅速，一般在1-3天内完成，厌氧发酵处理主要是产生上述几种酸。
本申请步骤4)中，将步骤2)切断后的固体均匀覆盖在步骤3)中酸化处理后的奶牛粪污水上，可以减少酸化处理后的奶牛粪污水表面的挥发等造成的氮素损失。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种利用瓜菜秸秆酸化奶牛粪污水的方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
一种利用瓜菜秸秆酸化奶牛粪污水的方法，包括以下依次进行的步骤：
1)选取西瓜和番茄的秸秆(体积比1:1)经过机械压榨，分别得到液体和固体；
2)将液体在38℃条件下厌氧发酵48h，得到酸化剂(pH＝4.0)；
将固体烘干后，粉碎切断(粒度为2～4cm)；
3)将10L上述酸化剂缓慢入到90L奶牛粪污水中搅拌，持续搅拌直至酸化后的奶牛粪污水的pH为5.1；
所述奶牛粪污水的原液是来自奶牛养殖场经过固液分离、厌氧发酵后的，pH为7.2，含固率5wt％；
4)将步骤2)切断后的固体均匀覆盖在步骤3)中酸化处理后的奶牛粪污水上，覆盖厚度为3cm，贮存时间为90天。
本实施例1中利用瓜菜秸秆酸化且贮存90天后的奶牛粪污水，与未酸化并且贮存90天的奶牛粪污水相比，氮素含量提高94％，作物可利用的氮素提高了80％。
实施例2
一种利用瓜菜秸秆酸化奶牛粪污水的方法，包括以下依次进行的步骤：
1)选取西瓜和番茄的秸秆(体积比1:1)经过机械压榨，分别得到液体和固体；
2)将液体在38℃条件下厌氧发酵48h，得到酸化剂(pH＝4.0)；
将固体烘干后，粉碎切断(粒度为2～4cm)；
3)将5L上述酸化剂缓慢入到95L奶牛粪污水中搅拌，持续搅拌直至酸化后的奶牛粪污水的pH为5.5；
所述奶牛粪污水的原液与实施例1相同；
4)将步骤2)切断后的固体均匀覆盖在步骤3)中酸化处理后的奶牛粪污水上，覆盖厚度为3cm，贮存时间90天。
本实施例2中利用瓜菜秸秆酸化且贮存90天后的奶牛粪污水的pH为5.5，与未酸化并且贮存90天的粪水相比，氮素含量提高90％，作物可利用的氮素提高了76％。
实施例3
一种利用瓜菜秸秆酸化奶牛粪污水的方法，包括以下依次进行的步骤：
1)选取西瓜和番茄的秸秆(体积比1:1)经过机械压榨，分别得到液体和固体；
2)将液体在38℃条件下厌氧发酵48h，得到酸化剂(pH＝4.0)；
将固体烘干后，粉碎切断(粒度为2～4cm)；
3)将1L上述酸化剂缓慢入到99L奶牛粪污水中搅拌，持续搅拌直至酸化后的奶牛粪污水的pH为6.2；
所述奶牛粪污水的原液与实施例1相同；
4)将步骤2)切断后的固体均匀覆盖在步骤3)中酸化处理后的奶牛粪污水上，覆盖厚度为3cm，贮存时间90天。
本实施例3中利用瓜菜秸秆酸化且贮存90天后的奶牛粪污水的pH为6.2，与未酸化并且贮存90天的粪水相比，氮素含量提高85％，作物可利用的氮素提高了70％。
本发明未详尽描述的方法和装置均为现有技术，不再赘述。
本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (4)
1.一种利用瓜菜秸秆酸化奶牛粪污水的方法，其特征在于，包括以下依次进行的步骤：
1)将新鲜的瓜菜秸秆经过机械压榨，然后进行固液分离，得到液体和固体；
2)将步骤1)制得的液体进行厌氧发酵，保持液体的发酵温度为30℃～40℃，发酵时间为36h～72h，厌氧发酵完成后得到pH≤4.2的酸化剂；
将步骤1)制得的固体进行晒干或烘干，然后切断；
3)将步骤2)制得的酸化剂加入到奶牛粪污水中进行酸化处理，持续搅拌直至酸化后的奶牛粪污水的pH为5.0～6.5；
4)将步骤2)切断后的固体均匀覆盖在步骤3)中酸化处理后的奶牛粪污水上，然后放在贮存池中贮存一段时间，至此完成利用瓜菜秸秆酸化奶牛粪污水。
2.根据权利要求1所述的利用瓜菜秸秆酸化奶牛粪污水的方法，其特征在于，步骤1)中，所述瓜菜秸秆指蔬菜和瓜生长过程中或收获以后舍弃的包括茎与叶在内的不可食用部分，含水率在80wt％以上。
3.根据权利要求1所述的利用瓜菜秸秆酸化奶牛粪污水的方法，其特征在于，步骤2)中，控制切断后的固体的粒度为2～5cm。
4.根据权利要求1所述的利用瓜菜秸秆酸化奶牛粪污水的方法，其特征在于，步骤3)中，加入酸化剂之前的奶牛粪污水的pH为7.0～8.0，含固率小于10wt％。
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