肉牛場晚污處理與利用技術(shù)【片花】養(yǎng)牛業(yè)讓很多農(nóng)民走向發(fā)家致富奔小康的道路。養(yǎng)牛業(yè)越來越發(fā)達，但隨之而來的污染問題卻越來越嚴峻，養(yǎng)殖場周邊的環(huán)境越來越惡化，那污染來自于哪呢，對人和畜禽養(yǎng)殖以及環(huán)境又有哪些危害呢？答案就在于養(yǎng)牛場的糞污沒有合理地處理和利用，污染物是牛產(chǎn)生的糞尿以及由生產(chǎn)帶來的污水混合物，其中含有大量未消化的有機物質(zhì)和蟲卵，甚至含有產(chǎn)生惡臭的微生物和致病細菌。如果這些污染物得不到很好的處理和利用，這些物質(zhì)將會散播在周邊的土地、河流、大氣，對人和畜禽的危害將會加劇?，F(xiàn)在，堆肥和沼氣以及生物制能等先進的處理利用技術(shù)為解決這一問題提供了可靠的途徑，變廢為寶，不但實現(xiàn)了循環(huán)經(jīng)濟，也保護了環(huán)境和我們自己。主持人：聽眾朋友們，農(nóng)民朋友們，晚上好！我是節(jié)目支持人關(guān)吊。聽了片花的介紹，我相信大家也都知道今天要講的內(nèi)容跟糞污處理和利用有關(guān)。是的，今天我們就來介紹一下糞污處理方面的知識。我們農(nóng)村一般處理牛糞的方式就是將它堆積起來，等過了一段時間后，再撒在田地里，作為土地的肥料。但牛糞里到底有什么，為什么不能直接撒在土地，而必須經(jīng)過堆肥處理轉(zhuǎn)化才能形成適用土地的營養(yǎng)，除了堆肥還有什么方式處理和利用牛糞呢？今天我們請到了國家肉牛耗牛產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系設(shè)施與環(huán)境控制功能研究室崗位專家，吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)博士生導(dǎo)師婁玉杰教授，和我們一起來談?wù)勁＜S處理和利用方面的知識。婁教授，您好！專家：主持人好！聽眾朋友、農(nóng)民朋友們，大家好！主持人：婁教授，能先給大家介紹一下什么是糞污嗎？專家：好的。顧名思義，糞污是指畜禽在養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的糞便、污水等廢棄物。廣義上講，糞污包括養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的糞、尿、墊料、沖洗水、動物尸體、飼料殘渣和臭氣等；狹義上講，糞污則是指畜禽糞、尿排泄物及其與沖洗水形成的混合物。牛場產(chǎn)生的糞污比其他畜禽產(chǎn)生的量要大。主持人：噢。那么牛1天能產(chǎn)生多少糞尿量，糞污的主要存在形態(tài)是怎樣呢？專家：一頭體重為400千克的育肥牛所產(chǎn)生的糞便量為14?15千克，尿液量在7?9升。糞污的存在形態(tài)有4種，液體、糞漿、半固體和固體，在肉牛場，半固體和固體的比例要遠大于液體和糞漿的形態(tài)。主持人：那也就是說，肉牛場的糞污處理主要是半固態(tài)和固態(tài)了，那牛糞中都含有哪些物質(zhì)呢？專家：主持人說的很對。下面我給大家介紹一下牛糞的主要成分，牛糞中含有作物所需要的氮、磷、鉀等元素，其中氮占2.2%左右，磷占1.6%，鉀占0.5%。除此之外糞便中還存在大量的微生物，這些微生物中除了正常的微生物還會有很多病原微生物，有的還含有激素和抗生素藥物等，因此必須對糞便進行無害化處理。主持人：牛糞如果不進行無害化處理，那會對環(huán)境造成什么危害呢？專家：簡單的說，糞便排泄后要堆放在地面，這樣對土壤和地表水、地下水及大氣都會造成污染，同時還有生物危險。主持人：那具體說的話，對地表和地下水有什么危害呢？專家：如果牛糞中的氮和磷通過滲漏或水流進入地表或地下水體，會導(dǎo)致水生植物和藻類增生，造成地表水體富營養(yǎng)化，地下水質(zhì)參數(shù)超標，影響水源衛(wèi)生。主持人：那對土壤的危害呢？專家：牛糞中的元素、藥物殘留和重金屬等在土壤中累積，導(dǎo)致地下水硝酸鹽污染，地表水磷污染以及農(nóng)作物中重金屬或其他微量元素超標。主持人：嗯，那么對大氣環(huán)境的危害呢？據(jù)我了解氨氣對大氣的危害最大。專家：是的，但除了氨氣，還有一些其他氣體，例如硫化氫、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫醚、丙酸、丁酸和戊酸等，這些是引起大氣污染的主要污染源。一些歐洲國家的研究表明畜牧業(yè)排放的氣體是導(dǎo)致酸雨的主要因素。主持人：那么您所說的生物風險又是指什么呢？專家：糞污的生物風險，是指糞污中含有大量的細菌、病毒和寄生蟲等病原微生物，盡管許多微生物在離開動物體后迅速死亡，但仍有部分微生物在適宜條件下能存活，在土壤中的存活時間更長，對動物和人類健康具有極大的威脅。電臺間奏+專業(yè)的講堂、貼心的講堂、實用的講堂，這里是鄉(xiāng)村講堂。主持人：在剛才的節(jié)目時間里，婁教授介紹了糞污的危害，可以說危害真是不小，那怎么對糞污進行無害化處理呢？專家：傳統(tǒng)的無害化處理方法是大家所熟悉的堆肥處理。是在人工控制水分、碳氮比和通風的條件下，通過微生物作用，對固體糞便中的有機物進行降解，使之礦質(zhì)化、腐殖化和無害化的方式。主持人：堆肥的好處有哪些呢？專家：在堆肥的過程中，高溫不僅可以殺滅糞便中的各種病原微生物和雜草種子，使糞便達到無害化，還能生成可被植物吸收利用的有效養(yǎng)分，具有土壤改良和調(diào)節(jié)作用。另外，從經(jīng)濟角度看，傳統(tǒng)堆肥處理還具有運行費用低、處理量大、無二次污染等優(yōu)點。主持人：那么達到什么程度才能達到堆肥處理的效果呢？據(jù)我了解，有個標準名詞叫腐熟度。那牛糞腐熟度的標準是什么呢？專家：首先是溫度，一般認為堆體溫度在50^以上維持5?10天，無惡臭，但有濕潤的土腥味，堆肥從淺褐色變?yōu)楹诤稚?。以上是表觀評價方法?；瘜W(xué)指標包括pH值、含水量、氨氮比、碳氮比。腐熟的堆肥，pH值應(yīng)該在8?9之間，含水量，碳氮比值下降到12。生物指標，即種子發(fā)芽率，一般發(fā)芽率在80%以上，說明堆肥已經(jīng)腐熟。主持人：在溫度、pH值、含水量、氨氮比等這些指標中，哪些更不容易達到呢？換句話說，在牛糞堆肥過程中，有哪些關(guān)鍵點需要大家注意呢？專家：第一個難點就是如何在起始的升溫階段將堆體溫度快速升高到微生物適宜繁殖的溫度。一般在401以上，才能保證發(fā)酵微生物的快速繁殖。第二點就是合理的碳氮比，快速堆肥建議初始碳氮比為20?40。第三點是含水率，一般水分在40%?65%期間最有利于微生物分解。高于70%或低于40%都不利于微生物對有機物分解。第四點是有機質(zhì)的含量，一般建議在20%?80%，高于80%，將不利于通風供氧，低于20%，將不利于維持堆體發(fā)酵所需要的溫度。第五點就是供氧，我們知道，現(xiàn)在大家所普遍采用的為好氧堆肥，而不是厭氧堆肥，我們需要在堆體中通入足夠的氧氣，以利于好氧微生物對有機質(zhì)的分解。第六點，就是堆體的酸堿度，一般中性或弱堿性更利于微生物生長。主持人：從剛才婁教授提到的五點，我有一些感悟，如果堆體溫度升不上來，就不能很好的發(fā)酵，要是在北方寒冷的冬天，是不是就不能進行堆肥處理了呢？專家：一般情況下，是這樣的，如果溫度不能升高到適合微生物生長的溫度并且相對穩(wěn)定在該溫度上，那將不利于堆肥。15主持人：那現(xiàn)在，在這個問題上是不是已經(jīng)有一些研究了呢，能不能給大家介紹一下？專家：好的。從發(fā)現(xiàn)問題，到現(xiàn)在，基本的解決方案，是靠外部加熱，使堆體溫度升高。但這樣會導(dǎo)致堆肥成本增加。現(xiàn)在，科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，我們可以在堆體中添加微生物菌劑，來使堆體內(nèi)部升溫。主持人：這么說，微生物菌劑很有發(fā)展前景啊，能不能再給我們介紹一些關(guān)于微生物菌劑的知識呢？專家：好。從糞污處理角度上講，微生物菌劑就是通過添加人工培養(yǎng)的微生物，使堆體能夠達到發(fā)酵的條件，并在發(fā)酵過程中對特殊的有機質(zhì)進行降解，來提高堆肥發(fā)酵的速度和堆肥腐熟度。我給大家舉一個例子。就是剛才所說的，在北方冬季，室外溫度較低的情況下，我們在牛糞中添加一種低溫發(fā)酵菌劑，這樣，該菌種就會在較低的溫度下進行繁殖，在繁殖的過程中，分解一部分有機質(zhì)，來使堆體的溫度升高，當溫度達到適合其他微生物生長的溫度，這些微生物就會大量繁殖，這樣，牛糞就開始發(fā)酵。這種低溫發(fā)酵菌實現(xiàn)的就是對堆肥前期誘導(dǎo)升溫的功能。主持人：我相信這樣的例子還有很多。專家：是的。現(xiàn)在相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)研究正集中探索發(fā)現(xiàn)不同功能微生物菌劑。主持人：那除了溫度以外，堆肥中還有不少的難點，能不能給大家提一些建議？專家：好。那我先說一說含水率，如果水分過低，我們可以將牛場產(chǎn)生的污水混合物和牛糞按照一定比例混合，這樣，還能消納一部分污水。如果牛糞中水分過高，我們可以通過晾曬的方式，或者在牛糞添加一些秸稈等收割副產(chǎn)物。而添加秸稈同時也能解決平衡碳氮比的問題。那么最后一個，我要重點說一說關(guān)于通風供氧的問題。我們采用的傳統(tǒng)堆肥方法稱為條垛堆肥，就是將牛糞以條垛式條堆狀堆置，在好氧條件下發(fā)酵。這種方式呢，投資成本低，運行和維護費用低，基本無操作難度。但缺點就是氧氣量不夠，工作量大。而目前大規(guī)模畜牧場生產(chǎn)所采用的方式為槽式堆肥，是將可控通風與定期翻堆相結(jié)合，堆肥過程發(fā)生在長而窄“槽”的通道內(nèi)。保證了氧氣量，節(jié)省了人力，自動化程度高，但劣勢就是初始投資和運行維護的費用很高，操作較難。而目前適合大多數(shù)農(nóng)戶生產(chǎn)的，是強制通風堆肥，就是將牛糞堆放在鋪設(shè)多孔通風管道地面的通風系統(tǒng)上，利用鼓風機將空氣強制輸送至堆體中進行好氧發(fā)酵。這樣，在保證充足氧氣的條件下，投資成本低，還節(jié)約了人力。電臺間奏+專業(yè)的講堂、貼心的講堂、實用的講堂，這里是鄉(xiāng)村講堂。主持人：在今天的節(jié)目時間里，我們?yōu)槁牨娕笥褌兘榻B肉牛場糞污處理與利用技術(shù)，做客我們節(jié)目的專家是國家肉牛耗牛產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系設(shè)施與環(huán)境控制研究室崗位專家、吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)博士生導(dǎo)師婁玉杰教授。剛才，婁教授跟我談了很多關(guān)于堆肥技術(shù)的技術(shù)要點和改進措施。大家知道，目前除了堆肥，還有一種處理利用方式受到廣泛認可，生產(chǎn)沼氣，沼氣作為可再生能源，能夠在提供人們生活所有燃料的同時，還對不可再生資源帶來了很大的緩解。將沼氣技術(shù)大量用在糞污處理利用上，也會對畜牧場環(huán)境帶來很大的改善。下面，請婁教授給我們介紹一下關(guān)于生產(chǎn)沼氣的相關(guān)技術(shù)。專家：好的。沼氣是有機物經(jīng)微生物厭氧消化而產(chǎn)生的可燃性氣體，它是多種氣體的混合物，一般含甲烷50%?70%，其余為二氧化碳和少量的氮、氫和硫化氫等。其特性與天然氣相似。沼氣除直接燃燒用于炊事、烘干農(nóng)副產(chǎn)品、供暖、照明和氣焊等外，還可作內(nèi)燃機的燃料以及生產(chǎn)甲醇、福爾馬林、四氯化碳等化工原料。經(jīng)沼氣裝置發(fā)酵后排出的料液和沉渣，含有較豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，可用作肥料和飼料。而且經(jīng)過中、高溫厭氧發(fā)酵后，糞污中的有害病原微生物基本被殺滅，能有效減少疾病的傳播和蔓延。而且發(fā)酵后的沼渣營養(yǎng)成分較豐富，有機質(zhì)36%?49%，腐植酸10%?25%，粗蛋白質(zhì)5%?9%,氮0.4%?0.6%，鉀0.6%?1.2%，是優(yōu)質(zhì)固體肥料，同時對改良土壤起著重要作用。另外，厭氧發(fā)酵處理也減少甚至避免了糞污貯存的臭氣排放，有效改善牛場及其周圍的空氣環(huán)境質(zhì)量。20主持人：目前，沼氣工程在牛場運行情況有哪些難點呢？沼氣工程技術(shù)上有什么不足呢？專家：沼氣發(fā)酵是牛糞污最常用的處理技術(shù)之一。但由于牛糞污有機質(zhì)濃度和難降解的纖維素含量高，作為原料進行沼氣發(fā)酵時，普遍存在調(diào)試啟動慢、運行不穩(wěn)定、易出現(xiàn)酸化、不產(chǎn)氣或產(chǎn)氣率低等問題，這在一定程度上制約了沼氣發(fā)酵在牛糞處理中的應(yīng)用。在技術(shù)應(yīng)用過程中，沼氣發(fā)酵受溫度影響，夏季溫度高，產(chǎn)氣率高，冬季溫度低，產(chǎn)氣慢且效率低，特別是在北方寒冷地方冬季糞污處理效果差。第二，建設(shè)成本及投資成本高。第三，沼渣和沼液如果處理不當，會導(dǎo)致二次污染。第四，厭氧發(fā)酵是一個精細的工藝技術(shù)，如果稍有不慎，將會造成漏氣或不產(chǎn)氣，影響正常運行。主持人：那現(xiàn)在對于技術(shù)上的難點，我們有什么好的方法嗎？專家：現(xiàn)在，主要是通過工藝技術(shù)的優(yōu)化，以及結(jié)合生物技術(shù)，對沼氣工程進行改進。主持人：那目前，除了堆肥技術(shù)和沼氣工程，還可以通過哪些方式來處理和利用牛糞呢？專家：在生物質(zhì)能方面，我們將牛糞制作成煤和活性炭等再生能源。在動物生產(chǎn)方面，我們還將牛糞烘干制成牛床的墊料。主持人：那請婁教授簡單的給大家介紹一下將牛糞制成煤和活性炭的技術(shù)。專家：好的。目前，已有成型技術(shù)將含有大量植物纖維的牛糞與煤炭混合制成生物質(zhì)型煤，不但可以提升煤的燃燒性能，而且可以降低燃燒時硫的排放量。添加濕牛糞的塊狀強度要比烘干牛糞、晾曬牛糞較好。還有的用牛糞添加少量木屑，燒制出活性炭，成為生產(chǎn)電池芯的優(yōu)質(zhì)原料。主持人：那如果這樣做，不但可以變廢為寶，還能大量節(jié)省不可再生資源，這又是對破壞環(huán)境產(chǎn)生強有力的緩沖。專家：是的，有研究表明用牛糞燒炭粉，只需極少的木材，比傳統(tǒng)方法生產(chǎn)活性炭節(jié)約木材97.5%。生產(chǎn)1噸炭，用傳統(tǒng)方法至少需要4噸木材，而以牛糞為主要原料只要添加木材0.1噸。日產(chǎn)5噸的規(guī)模，一年可節(jié)約木材7100多噸。甚至在國外的研究中，已經(jīng)成功從牛糞中提取出了汽油。25主持人：科技的力量真是不可思議。那婁教授再跟我們講一講關(guān)于牛場墊料的技術(shù)吧。專家：好的。首先，在評價牛舍舒適度，有一個指標叫做趴臥率，是指在同一時間，牛舍內(nèi)趴臥姿勢的牛與牛舍總牛數(shù)的比值。因為牛如果在自然趴臥狀態(tài)時，有利于育肥時期的肌肉沉積，在奶牛場，也會提高奶牛的產(chǎn)奶量。所以，如果牛趴臥時間延長，將大大提高生產(chǎn)效率。但是，在冬季，牛舍地面溫度較低，無論是北方的牛舍還是南方的開放式或半開放式牛舍，都面臨同樣的問題。改善方法之一就是在牛床上鋪設(shè)墊料。傳統(tǒng)的墊料材料為稻殼、秸稈、鋸末、橡膠和沙子等材料。這樣，會將地面和牛的腹部隔離開，大大提高牛的體感溫度。主持人：用牛糞來制作墊料，跟傳統(tǒng)墊料相比有什么優(yōu)勢呢？專家：優(yōu)勢有很多。首先，與稻殼、木屑、鋸末、秸稈等墊料材料相比，牛糞不需要從市場購買，不受市場控制。第二，與橡膠墊料比，不僅成本低。且其舒適性、安全性較好。第三，與沙子比，不會造成清糞設(shè)備、固液分離機械、泵和篩分器等嚴重磨損，在輸送過程中不易堵塞管路，不會沉積于貯