畜禽糞便進(jìn)行好氧發(fā)酵的技術(shù)掌握。目前,對于利用、處理動物糞便已經(jīng)提出許多建議。主要方法有田間施用、平地處理、槽式﹑罐式﹑膜式處理、發(fā)酵高溫處理、土地填埋、構(gòu)造沼澤地、反面滲 透以及厭氧處理等。而高溫好氧堆肥是處理有機廢棄物普遍使用的方法。好氧堆肥是有機副產(chǎn)品歸田前的一種常用的穩(wěn)定化和無害化方法。通過堆肥這個生物﹑化學(xué)過程,畜禽糞便被分解、穩(wěn)定,大部分病原體被消滅,土地應(yīng)用過程中的惡臭被消除。有機肥料發(fā)酵作為一種處理技術(shù)可以提高有機肥料的有效性和可接受性,使之成為干旱土壤的肥料和土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)裝置。高溫廢棄物處理系統(tǒng)在降解速率、病原微生物失活速率和農(nóng)業(yè)廢棄物處理量方面比低溫的有優(yōu)勢,提高生物降解率可以減少處理所需的時間(目前我掌握的生產(chǎn)實踐中,控制相關(guān)工藝參數(shù),能夠縮短發(fā)酵周期,提高有機肥料發(fā)酵效率),也就是減少了相關(guān)生產(chǎn)運行的成本費用。
一、好氧發(fā)酵工藝原理
好氧發(fā)酵是好氧微生物如細(xì)箘、放線菌和真箘等通過自身的生命活動,通過氧化、還原與合成,把一部分有機質(zhì)氧化成無機質(zhì),提供微生物生長所需要的能 量;一部分有機質(zhì)轉(zhuǎn)成微生物合成新細(xì) 胞所需要的營養(yǎng)物質(zhì)。
二、好氧發(fā)酵工藝類型
好氧發(fā)酵工藝主要分為平地堆肥和設(shè)備發(fā)酵。目前生產(chǎn)常用的方法是槽式﹑膜式及罐式,即容器式好氧發(fā)酵,按發(fā)酵溫度,好氧發(fā)酵過程分為:中溫、高溫、降溫。在中溫階段,嗜溫菌生長繁殖活躍,在高溫階段,嗜溫菌活躍程度受到抑 制,而嗜熱菌活躍,在降溫階段,嗜溫菌再度活躍,發(fā)酵過程進(jìn)入穩(wěn)定的腐熟階段。高溫好氧發(fā)酵-生物降解工藝的主要特點在于省地,省投入,省動力消耗,設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單,操作方便,產(chǎn)品 質(zhì)量穩(wěn)定,處理效果好。
三、好氧發(fā)酵的工藝條件
好氧發(fā)酵過程中一些工藝參數(shù),控制和監(jiān)測的參數(shù)主要有含水率、溫度、通風(fēng)供養(yǎng)、pH、發(fā)酵周期腐熟度、耗氧量和有機質(zhì)、C/N,一次發(fā)酵時間(曝氣系統(tǒng)),二次發(fā)酵時間(陳化工序,自然通風(fēng))等參數(shù)。高溫堆肥處理的影響因素主要有C/N、含水量、溫度、供氧量和pH值。
1、溫度
溫度通常與微生物的活動有關(guān)。為了使菌充分活動,需要適當(dāng)?shù)臏囟龋谟袡C肥發(fā)酵槽或罐式內(nèi)適當(dāng)?shù)臏囟仁?5~65℃。通過維持這一溫度來蒸發(fā)水分,干燥畜禽糞便。常規(guī)雞糞堆肥的溫度為65℃左右,溫度超過65℃就要及時翻堆。若發(fā)酵溫度低于15℃或高于70℃,微生物將進(jìn)入休眠狀態(tài)或大量死,發(fā)酵緩慢甚至停止。好氧高溫堆肥過程中溫度通常高達(dá)55℃,考慮到微生物種類的多樣性和分解速度,較高的堆肥適宜溫度是60℃,高于55℃的堆肥溫度可以有效地減少雜草種子的生殖能力和抑 制病原體活性。在發(fā)酵實踐工作中,52~62℃使高溫活性保持較好。
2、供氧量
氧氣是影響好氧堆肥的關(guān)鍵因素之一。為保證微生物充足的氧濃度,縮短堆肥發(fā)酵的周期,在操作時應(yīng)控制垃圾堆層中氣相的氧濃度在10%以上堆肥中有機物分解,微生物生長繁殖,都需要水分。其含水量大值取決于物料的空隙容積。含水量在50%~60%之間有利于微生物分解。水分超過70%,溫度上升困難,分解速度也明顯 降低,因為水分過多,堆肥物質(zhì)粒子之間充滿水,阻 礙通氣,造成厭氧狀態(tài),不利于好氧微生物生長,并產(chǎn)生氨氣﹑硫化氫等惡臭氣體。水分含量低于40%,不能滿足微生物生長需要,有機物難以分解。堆肥正常進(jìn)行的含水量下限為40%~50%。當(dāng)含水量降到20%以下時,生物活性基本停止。微生物適宜的水分含量是50%~60%,物料含水過高或過低都會對好氧微生物的分解代謝活動產(chǎn)生不好影響。
3、酸堿度
通常未處理畜糞是酸性(pH6.5左右),而菌的活動適合pH8.0~9.0。好氧性發(fā)酵開始后則產(chǎn)生大量的NH3,使pH變成堿性(pH8.0~~9.0),從而具備了好氧性菌容易活動的環(huán)境。在堆肥初期,由于酸性菌的作用,pH降到5.5~6.0,堆肥物料呈酸性;隨后由于以酸性物料為養(yǎng)料的細(xì)箘生長和繁殖,使pH上升,堆肥過程結(jié)束后物料的pH可上升到8.5~9.0,pH基本穩(wěn)定在8.0~10.0。
4、碳氮比
微生物的生長速度與堆肥物料的碳氮比有關(guān)。微生物自身的C/N為4~30,做營養(yǎng)基的有機物C/N處于該范圍內(nèi)效果較好。C/N為20~25時,有機物的降解速度大。發(fā)酵后物料的C/N將會減少,一般下降6%~14%,高則可下降27%以上。有機物質(zhì)中的碳氮比率一般高于20:1,碳氮的比率在發(fā)酵過程中迅速降低。當(dāng)碳氮比率低于20:1時,說明發(fā)酵已處于穩(wěn)定階段。一般好氧發(fā)酵前碳氮比率在25:1~35:1,當(dāng)碳氮比率為33:1時可達(dá)到快速發(fā)酵。
5、碳磷比
除碳、氮外,磷對微生物的生長影響也很大。常利用在畜禽糞便中中添加農(nóng)業(yè)廢棄物進(jìn)行混合發(fā)酵,通過雞糞中豐富的磷來調(diào)整堆肥原料的C/P。堆肥原料適宜的C/P為75~150。
6、鉀與磷
發(fā)酵有機物質(zhì)適量的磷與鉀不可少,磷是形成微生物細(xì) 胞質(zhì)的主要成分,而鉀能調(diào)整細(xì) 胞內(nèi)的滲 透關(guān)系。以氮作為相對的度量標(biāo)準(zhǔn),磷含量應(yīng)占20%左右,鉀含量應(yīng)占8%左右,有機物質(zhì)的磷、鉀含量一般都能達(dá)到此標(biāo)準(zhǔn),不需要對其做調(diào)整。
7、有毒、害物質(zhì)
某些有機物中也許會存在一部分對發(fā)酵中好氧菌有毒、有害的物質(zhì),許多重金屬元素,例如:錳、銅、鋅、鎳、鉻和鉛,以及有毒物、濃酸等,若它們的含量過高就會對好氧菌造成危害。導(dǎo)致好氧菌的大量死使發(fā)酵速度變慢,應(yīng)避免有毒物質(zhì)進(jìn)入發(fā)酵設(shè)備里。
8、有機質(zhì)
高溫好氧堆肥中適合的有機質(zhì)含量在40%~60%,過高和過低均不利于堆肥的正常進(jìn)行。
9、腐熟標(biāo)志
能較好的反應(yīng)畜禽廢棄物堆肥腐熟的指標(biāo)有氨態(tài)氮(NH4+-N)含量、水溶碳(WSC),均是堆肥過程中各種微生物優(yōu)先利用的碳源,其含量可以反映堆肥的腐熟程度。
四、好氧發(fā)酵的優(yōu)缺點
1、優(yōu)點
發(fā)酵后有機肥料生物活性高,維生素豐富,酶活產(chǎn)量高。能轉(zhuǎn)非蛋白氮為真蛋白。蛋白含量因物質(zhì)損耗而得以濃縮和提高。發(fā)酵時間短(15d左右)。發(fā)酵產(chǎn)物易于干燥。
2、缺點
槽式好氧發(fā)酵雜菌難以控制,易產(chǎn)硫化氫及氨氣,衛(wèi)生條件要求嚴(yán)格。工藝控制相對來說控制復(fù)雜。物質(zhì)損耗大(好氧發(fā)酵),損耗達(dá)8%~20%左右。發(fā)酵及后工序粉碎過篩等步驟勞動強度大,管理復(fù)雜,產(chǎn)品 質(zhì)量有待提高,特別是腐熟度的把控及工藝控制,需長期觀察,有待實踐中解決。