通风对异位发酵床处理肉鸭粪污影响的技术研究

发布时间：2020-11-10 03:48

　　 我国是世界上肉鸭出栏最多的国家,如此大规模的肉鸭养殖产业必然产生大量的粪污,随着环保力度加大,实现肉鸭规模养殖粪污资源化处理与利用迫在眉睫。异位发酵床技术是一种利用微生物发酵进行畜禽粪污处理的无污染、零排放的有机农业技术,是当前环保领域的研究热点之一。目前异位发酵床在处理猪、牛畜禽粪污上的研究较多,但尚未见到其应用于处理肉鸭粪污的相关试验研究。且当前肉鸭粪污特性不明,难以估算其用异位发酵床资源化处理参数。同时异位发酵床在实际应用中容易出现因水分难以散发、蓄温能力弱以及通风供氧不足而导致“死床”的问题。本论文主要针对肉鸭规模养殖粪污资源化处理与利用中的异位发酵床技术展开了相关研究。首先为探究肉鸭产污情况,分析应用异位发酵床处理肉鸭粪污的可行性以及为估算其处理参数设计提供数据支撑。研究开展了四个季节肉鸭粪污特征试验。获得了肉鸭平均产粪量为314.7 g?d~(-1)?只~(-1)(37日龄出栏);且因肉鸭粪污高含水率,高有机质含量以及每日排泄出大量的养分,为用异位发酵床处理肉鸭粪污的必要性提供了依据。随后为初步确定异位发酵床处理肉鸭粪污工艺参数,分析其在运行中存在的问题,为对异位发酵床的改进提供方向和依据。展开了异位发酵床处理肉鸭粪污的预试验,初步获得了其工艺参数。研究表明,异位发酵床技术应用于肉鸭粪污处理具有可行性,是可以作为肉鸭粪污资源化处理的模式。同时发现其存在底部堆料氧浓度低,温度易受天气影响、单位面积处理量低等问题,急需加高垫料厚度、增加供氧。进而为解决异位发酵床运行中存在的深层堆料通风供氧不足的问题,改进异位发酵床,使其达到更好更高效的处理效果。本研究设计了一种异位发酵床,可从异位发酵床底部进行机械通风。通过对此装置进行0.1 m~3?m~(-3)?min~(-1)机械通风时的气流组织模拟,结果表明:此装置可作为异位发酵床的通风处理试验装置;但扩大尺寸用于生产实际时应通过管道送风、加大中间隔板孔径,来改进送风方式优化气流均匀度。最后为探究通过增加适量的机械通风对异位发酵床处理肉鸭粪污发酵效果的影响,突显通风的必要性与优势。进行了异位发酵床处理肉鸭粪污通风对照试验。研究表明:通风不仅有助于减缓氧浓度的下降,也有利于堆料的养分积累,将粪污转化为更优质的有机肥原料。因此,从异位发酵床底部通风有助于解决发酵床深层堆料氧气不足的问题,也为提高垫料厚度提供了可能。
【学位单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2020
【中图分类】：X713
【部分图文】：

煌馀牛?喙芨?颖憬荩?菲酪步弦淄ü?蠛恕Ｓ纱丝杉??煳环⒔痛?处理模式在有关肉鸭粪污的处理上具有相当广阔的应用前景可期。1.2.2异位发酵床处理技术起源于日本、韩国的生物发酵床技术最早以原位发酵床的养殖模式在中国大面积推广，随后经改进将畜禽养殖与发酵床体分离才有了异位发酵床。异位发酵床处理粪污模式与堆肥以及原位发酵床的微生物处理原理具有一定的类似性，不同之处是异位发酵床不放在舍内来养殖畜禽处理粪污，而是一种放置于室外用以集聚、高效、持续的动态高温发酵处理畜禽粪污的固体废弃物堆积发酵槽（如图1-1）。异位发酵床普遍采用谷壳、木屑、菌糠等作为铺设垫料的原材料，按一定比例将专门用于分解畜禽粪污的微生物好氧发酵菌剂加入其中，并使其混合搅拌均匀，然后将混合好后的垫料均匀平铺在异位发酵槽内。将畜禽养殖过程中排泄出的新鲜粪污适量均匀地喷洒到发酵床上，启动翻抛机翻抛堆料，让喷洒在表面的粪污与垫料完全混合均匀。调节堆料初始含水量在50%~65%范围内，微生物在有氧且有机物质充足的条件下充分高温(50℃~60℃)发酵分解畜禽粪污，并将其中的水分蒸发散失，通过定期持续喷洒粪污达到循环发酵处理畜禽粪污的目的。异位发酵床整体主要由发酵槽、垫料、微生物接种剂、翻抛机、粪污喷淋设备、防雨棚等部分组成。由图（1-2）可见，畜禽舍内产生的粪污通过雨水和粪污分流的排粪沟进入粪污收集池，通过切割混合搅拌器在粪污收集池内搅拌以防止粪污沉淀，将粪污切割混合搅拌器打浆后的粪污抽送到喷淋池中，运用喷淋机将粪污浆均匀喷洒在异位发酵床垫料上。然后翻抛机在异位发酵床中移动翻堆，以将垫料与粪污充分混合均匀并进行发酵，好氧微生物菌种分解消纳粪污并消除异味。喷淋机定期来回喷洒一定量的粪污，翻堆机往

西南科技大学硕士学位论文4图1-2异位发酵床粪污处理工艺流程图Fig.1-2Flowchartofectopicfermentationbedmanuretreatmentprocess异位发酵床技术的核心本质是好氧发酵，其主要可以通过发酵过程中垫料的温度、pH、含水量、含氧量、C/N和有机质含量等指标来监测分析发酵效果。（1）温度温度一度被认为是与发酵过程中微生物活动相关的最重要的参数之一。微生物在不断分解畜禽粪污中的有机质时一般会释放大量的热能，因此温度最能反映发酵分解的速率。《粪便无害化卫生要求》(GB7959—2012)中要求堆温50℃及以上至少持续10天，有研究认为堆料温度若维持在35~60℃范围内时，可以反映出床体处于良好发酵状态[20]。（2）pH在微生物好氧发酵过程中，pH会随着时间和堆料层温度变化而波动，影响着微生物生长繁殖。微生物的生长需要适宜的pH，过高或过低都不利，一般认为，pＨ在7.5~8.5时最好[21]。（3）含水率微生物的生长和繁殖对水分是有一定的要求的，且固体废弃物中的有机营养物质只有溶解于水中才能被微生物摄取吸收，虽然含水量的增加会使得有机氮的分解速率加快，但过高的水分会使堆料物料分子间的透气性变得很差，促使厌氧微生物大量地繁殖，大幅提高垫料氨的释放量[22]，因此一般认为堆料层的含水率应处于50%~65%之间才能使微生物很好的进行好氧发酵[20]。（4）含氧量在发酵过程中，充足的氧气供应可以加速有机物质的分解，使得发酵初期温度的上升加速，有助于缩短发酵时间，减少恶臭气体的产生。熊建军等[23]认为最适合发酵的通风条件为氧气浓度在14％~17％。发酵过程中含氧量大小主要是由通风量和搅拌两大因素决定的，有研究称，增加搅拌转速比增加通风量效果更加显著[24]。（5）C/N微生物进行生命活动所需的主要能量是来源于碳素，但同时

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本文编号：2877433