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发酵工业与畜牧养殖中环保

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发酵工业与畜牧养殖中环保

发布日期:2021-01-26 作者: 点击:

发酵工业与畜牧养殖中环保


我国畜禽养殖业主要水污染物排放量中、排放量分别是当年工业源排放量的3.23倍、2.3倍,分别占全国污染物排放总量的45%,25%、畜牧业巳成为我国环境污染的重要来源。


畜牧业对水体的污染


畜牧业已成为我国水体污染的主要来源。畜禽粪便中含有大量的有机质、氮、憐、钾、硫及致病菌等污染物,排入水体后会使水体溶解氧含量急剧下降、水生生物过度繁殖,发酵饲料厂家从而导致水体富营养化(周轶韬,2009)。


从全国来看,各地畜禽襄便进入水体的流失率在20%以上,而尿和污水等液体排泄物的流失率则高达50%左右(中国环境年鉴编辑委员会)。


畜牧业对农田土壤的污染


畜牧业对农田土壤的污染主要表现为畜禽粪便还田不当导致的养分过剩和重金属等有害污染物累积。畜禽类便中含有作物生长所需的、和有机质等养分,传统散养方式下的畜禽粪便还田不仅能提高农作物产量,还能起到改良土壤和培肥地力的作用,过量施用也会造成农作物减产与产品质量下降。


集约化养殖场畜禽粪便排放量大且集中,由于缺乏足够的耕地承载,导致农牧脱节、粪污密度增大,若持续运用过量养分,土壤的存能力会迅速减弱,过剩养分将通过径流和下渗等方式进入河流或湖泊,造成水环境污染(沈根祥1994等,王凯军等2004,;彭里,2005)。


饲料添加剂、抗生素等在畜禽养殖业中的广泛使用,导致畜禽粪便中重金属、兽药残留、盐分和有害菌等有害污染物增加,引起农田土壤的健康功能降低,生态环境风险增加,并对食品安全构成威胁(张树清等2005)。


畜牧业对空气环境旳污染


畜牧业对空气气环境的污染主要来自畜禽粪便的恶臭和畜禽养殖引起的温室气体排放两个方面。畜禽养殖场的恶臭主要来源于畜禽粪便排出体外后,腐败分解所产生的硫化氢、胺、硫醇、苯酷、挥发性有机酸、吲哚、粪臭素、乙醇、乙酸等上百种有毒有害物质(黄灿、李季2004,周轶韬2009)。


发酵方式与粪污处理


2013 年农业部《饲料原料目录》中将发酵定义为应用酵母、霉菌或细菌在受控制的有氧或厌氧条件下,增殖菌体、分解底物或形成特定代谢产物的过程,粪便微生物发酵技术 , 就是把畜禽的粪便通过微生物发酵以及完全腐熟等加工的技术过程。现阶段主要分为:堆肥发酵、沼气发酵。


堆肥是堆肥化过程的生物降解和转化产物。堆肥化是一种受控制的生物降解和转化过程。其是利用堆积物中自然存在的微生物和添加的微生物,发酵饲料厂家在一定温度、水分、pH 等条件下,将复杂有机物,(纤维素、半纤维素、果胶、蛋白质等)进行生物化学降解—分解转化成可被植物利用的简单营养成分,使其形成一种类似腐殖质土壤的有机物质,同时利用微生物生命活动中产生的热量蓄积成高温把堆积物中的虫卵、致病菌及杂草等杀死,从而使之变成优质有机肥料的过程。


根据微生物生长环境的不同,堆肥可分为好氧堆肥和厌氧堆肥。好氧堆肥是指在有氧状态下,好氧微生物对废弃物中的有机物进行分解转化的过程,最终产物主要是 CO2、H2O、热量和腐殖质;厌氧堆肥是在无氧状态下,厌氧微生物对废弃物中的有机物进行分解转化的过程,最终产物主要是 CH4、CO2、热量和腐殖质。

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畜禽粪污的沼气发酵


规模化养殖场液态粪污应采用沼气发酵工艺处理。该工艺是在无氧条件下,微生物将复杂有机物分解为简单化合物,最终生成沼气的工艺过程。粪尿连同污水经过预处理后,一起进入厌氧反应器,进行厌氧发酵,产生的沼气经净化后进入贮气罐贮存用于能源发电等,沼液作为肥料直接用于灌溉或经加工制成液态有机肥,沼渣进行堆肥发酵或还田处理,全过程实现资源能源利用。


目前利用较多的是采用厌氧工艺结合沼气工程,采取厌氧+自然处理、厌氧+好氧处理、或者两者结合综合利用,实现去除粪污COD 的同时,达到脱磷、脱氮资源有效利用和达标排放的效果。厌氧+自然发酵处理工艺模式适用于水体较多的地区,在我国南方地区应


用普遍,养殖场粪污经固液分离后,固体堆肥发酵或还田利用,液体进入沉降池沉淀,经预处理后进行厌氧发酵。厌氧+好氧发酵处理工艺模式适用于占地较小,环保要求高的地区,养殖场粪污首先进行固液分离,污水经厌氧发酵沉淀,进行好氧曝气处理,然后再进入氧化塘等自然处理系统,最后达标排放。


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鸡的消化道短,饲料停留时间不长,其粪便粗蛋白质含量高,且富含多种氨基酸、钙、磷和维生素等,因此,通过加工将鸡粪转化成可利用饲料是一种比较理想的无公害化处理方式。 有益微生物具有繁殖快、代谢旺,发酵饲料可解毒、脱毒并能积累有用的中间代谢产物,提高其适口性,利用微生物发酵可使大量的农副产品和废弃物转化成饲料


我国在最近几年也开始对鸡粪堆制发酵进行研究。黄懿梅(2002)等将鸡粪与少量锯末混合,接种2种外源微生物,在自动化高温装置中进行堆肥试验,结果氨态氮的转化和水溶性有机氮的形成都有明显的促进作用。李庆庚(2001)等报导,利用有效微生物菌群发酵鸡粪能大幅度减少臭味、氨味,使鸡粪保存较多有效养分并具有较高生物活性。赵京音(1995)等在鸡粪中添加微生物制剂,结果较传统堆制法腐熟进程明显加快,能显著提高堆肥中有机质含量,大大减少氮的气态损失。


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微生物发酵有机肥的关键就在于选择恰当的发酵,含有多种菌种 , 如真菌 、 细菌 、 酵母菌以及相关的酶类等 , 其主要功效则在于固氮 、解磷 、解钾等 。在微生物发酵菌剂确定以后 , 要尽快确立发酵培养基和菌种的实际接种量 。 微生物发酵有机肥的主要原料是猪的粪便 , 然后全部倒人发酵池 。需要注意的是 , 在使用发酵菌剂时候 , 最好是将其与适量的稻糠或者玉米面均匀混合后 , 一起掺人发酵池中 , 搅拌均匀 。充分考虑粪污排放,结合发酵技术,实现种养结合,降低环境污染,才能提高养殖综合效益。

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