畜禽粪便的处理和利用

•4、堆肥过程中磷素的变化 •5、堆肥的灰分及重金属的变化
6、恶臭及堆肥的气味变化
•⑴恶臭物质的种类和性质 •⑵恶臭的控制
堆肥过程中PH值的变化
畜禽粪堆肥阳离子交换量的变化
项目
07
堆肥时间 /d
14 21 35 49
63 100
有机质/ %(以C 45.2 计）
CEC /
13.2
(cmol/Kg)
2细胞物质的合成
nCxHyOz +NH3 +(nx +ny/4 –nz/2 -5x)O2 5)CO2 +1/2(ny -4)H2O +能量
C5H7NO2(细胞质) +(nx-
3、细胞质的氧化
C5H7NO2（细胞质）+5O2 5CO2 +2H2O +NH3 +能量 纤维素的分解
（C6H12O6）n 纤维素 n（C6H12O6）（葡萄糖 ） nC6H12O6 + 6nO2 微生物 6nCO2 + 6nH2O +能量
70％～80％
中等可被生物 半纤维素、纤维素、 33 ％～80%
降解（第二组）几丁质、低分子量 有机物
难被生物降解 木质素 （第三组）
在堆肥中很少 变化，施入土 壤后发生少量 的降解
5～7 周
堆肥前后腐殖质及其组成的变化
项目
处理
鸡粪
高温堆肥
沤肥
牛粪
高温堆肥
沤肥
有机质含 初期 量 / %（以 末期 C计)
• 美洲钩虫 45OC,50min内死亡
• 流产布鲁 61OC,3min死亡
• 土菌
• 酿脓链球菌 54OC,10min内死亡
猪瘟病毒 口碲疫病毒 小麦黑穗病菌 稻热病菌 麦蛾卵
• 化脓性细菌 50OC,10min内死亡
二化螟卵
• 结核分枝 66OC,15~20min内死亡， 小豆象虫
• 杆菌
有时在67OC内死亡
湿样
堆肥初期 0.855
0.0786 9.19
0.763 89.2
干样
不同堆肥处理后N素形态比例
原 处 指标 料理
加 牛尿 粪素
全N NH4+-N NO3--N Org.-N
无 全N 尿 NH4+-N 素 NO3--N
Org.-N
加
鸡尿 粪素
全N NH4+-N NO3--N Org.-N
无 全N
尿
NH4+-N NO3--N
素 Org.-N
初期
升温期 高温期 降温期 腐熟期
含占含 占 含 占 含 占 含 占 量 / 全 量 / 全N 量 / 全N 量 / 全N 量 / 全N % N/ % /% % /% % /% % /%
%
1.37 100 1.18 100 0.554 40.4 0.257 21.8 0.063 4.60 0.066 5.59 0.752 54.9 0.857 72.6
腐植酸总 初期
量/ %
末期
胡敏酸总 初期
量/ ％
末期
35.3
35.9
13.4
5.83
29.2
28.7
7.25（20.5) —
6.67 （18.6） —
6.08 (37.1) 6.84 （23.8）5.60 （32.6）1.75 （30.0）
3.91
—
3.26
—
5.12
3.35
3.79
0.719
富里酸总 初期
成 • 6、PH值一般中性偏碱
三、堆肥过程的性质变化及其影响因素
•1、堆肥一般性质的变化
•⑴ 物理性质的变化 •⑵ 水分的变化 •⑶ PH值的变化 •⑷ CEC的变化
•2、堆肥的碳素循环及腐殖质变化
•⑴概述 •⑵有机质、腐殖质及其组成的变化
• 3、堆肥的氮素循环
•⑴概述 •⑵堆肥和沤肥的氮素变化 •⑶添加尿素对堆肥过程中氮素组成的影响
2、好氧发酵
微生物
H2O
O2
有机物质
CO2和H2O
新生物
物质分解产物
腐殖质堆肥
能量
热量
３、厌氧堆肥
堆肥有 机物+微 生物
+H2O
细胞物质
有机酸、醇+微生物 +CO2、NH3、H2S、 PH2等+能量
细胞质 CO2+CH4+
产酸阶段（产酸菌的作用）
产气阶段 （甲烷菌的作用）
４、纤维素的厌氧分解反应
化肥所占比例/ % 总量 N P2O5 K2O 0.1 0.1 0 0 9.0 11.3 4.0 0 19.3 29.2 28.5 0.1 33.6 47.0 45.4 2.7 52.9 69.4 58.2 7.0 58.0 73.8 64.5 11.5 63.3 76.8 69.8 22.6
有机肥使用的作用
腐植酸 / % (以 5.21 C计）
胡敏酸 / % (以 1.30
C计）
富里酸 / % (以 3.91 C计）
41.1 13.9 5.78
2.19
3.59
39.3 36.3 34.5 31.6 14.3 16.9 17.8 18.5 6.01 6.12 6.34 6.75
2.62 2.71 3.08 3.52
1、堆肥中有机物的氧化和合成式
• 1、有机物的氧化
（1）不含氮有机物（CxHyOz） CxHyOz +（x+1/2 y - 1/2z）O2 x CO2 +1/2 y H2O +能量
（2）含氮有机物（CsHtNuOv.aH2O）
CsHtNuOv . aH2O +bO2 CwHxNyOz . cH2O（堆肥）+dH2O（水） +eH2O（汽）+fCO2 +gNH3 +能量
3.39 3.41 3.26 3.23
29.2 27.9 19.7 21.5 7.12 7.69
4.10 4.75
3.02 2.94
微生物降解有机物的相对速率排序
类型
种类
降解量 时间
宜被生物降解 糖、淀粉、糖原 （第一组）
完全水解和被 代谢
果胶、脂肪酸、甘 油、酯类、脂肪、 氨基酸、核酸、蛋 白质
• 牛结核杆菌 55OC,45min内死亡
挠虫卵 蛔虫卵
死亡温度
50OC,3d死亡 45OC,60d死亡 53OC,1d死亡 51～56OC，1d死亡 65OC,30d死亡 50OC~55OC,60d死亡 55OC,60d死亡 50OC,15d死亡 50~60OC,30d死亡 60OC,30d死亡 54OC,10d死亡 51～52OC,10d死亡 60OC.5d死亡 55OC,3d死亡 60OC,4d死亡 50OC,1d死亡 50～56OC,5~10d死亡
７、堆肥发酵影响因素
• 1、有机质含量在20%~80%之间 • 2、水分：含水量按重量计50~60%，有利于微
生物生长 • 3、温度：中温（30～40OC)1~2天，到高温
（50～60OC)5~6天即可达到无公害 • 4、炭氮比：C/N一般为25～35：1 • 5、C/P 75～150为宜。磷酸细胞核AIP的重要组
５、堆肥的工艺流程
目前一般采用好氧堆肥工艺，通常分外处理、主 发酵（一次发酵）、后发酵（二次发酵）、后处理、 贮芷等程序
1、外处理：粉碎、去杂调整水分，C/Nee、添加药 种和酸
2、主发酵（一次发酵）：一般从温度升高到温度下 降为主发酵阶段。开始中温菌生长（30~40OC）随 温度增高（45~65OC）高温菌活动杀死。
1.29 100 0.249 19.3 0.021 1.63 1.02 79.1
1.12 100 0.0159 1.42 0.0141 1.26 1.09 97.3
1.21 100 0.0056 0.46 0.0144 1.19 1.19 98.3
0.855 100 0.655 100 0.0786 9.20 0.0693 10.6 0.0134 1.57 0.0127 1.94 0.763 0.892 0.573 87.5
3.34
—
3.41
—
量/ %
末期
0.94
3.48
1.86
1.03
HA/FA 初期
1.17
—
0.956
—
末期
5.32
0.96
2.04
0.69
堆肥前后不同形态氮素含量的变化
种 处理 类
全氮
初末变 期期化
率/ %
铵态氮
初末变 期期化
率/ ％
硝态氮
初末变 期期化
率/ %
有机态氮
初末变 期期化
率/ %
堆肥 1.63 1.22 -25.1 1.19 0.152 -87.2 0.059 0.016 -72.7 0.381 1.08 +183
• 沙门氏菌属 56OC，1h内死亡；
血吸虫卵
•
60OC，15～20min死亡
蝇蛆
• 志贺氏杆菌 55OC,1h内死亡
霍乱产弧菌
• 大肠杆菌 绝大部分，55OC，1h死亡； 炭疽杆菌
•
60OC,15~20min死亡
布氏杆菌
• 阿米巴属 68OC死亡；50OC;3天死亡； 猪丹毒杆菌
•
71OC，50min内死亡
1、有机肥营养齐全，有机肥含有作物的所需 要的大量元素氮、磷、钾；中量元素钙、镁、 硫；微量元素铁、锰、铜、锌、硼、钼等。比 例合理，释放平稳
有机肥使用的作用
2、有机肥中含有化肥中没有的营养成分， 含有氨基酸、蛋白质、糖、脂肪、胡敏酸等 各种有机成分，对改善作物品质有重要意义。
有机肥使用的作用
3、使有机肥同时带入大量的微生物和酶， 同时为土壤微生物带入营养和有机能量，促 进土壤微生物的生长和繁殖、提高酶的活性。 。
• （C6H12O6）n 微生物 n（C6H12O6）（葡萄糖） • n C6H12O6 微生物 2n C2H5OH +2nCO2 + • 2nC2H5OH +nCO2 微生物 2nCH3COOH +nCH4 • 2nCH3COOH 微生物 2nCH4 +2nCO2 • 总反应为：（C6H12O6）n 微生物 3nCO2+3nCN4 +
堆肥初期和原料中不同形态氮素含量
铵态氮
有机氮
备注
类型 全氮 / ％
含量 / % 占全氮 含量 / % 占全氮
/％
/％
原料鸡粪 0.860
0.654
76.0
0.174
20.2
湿样
堆肥初期 1.63
1.19
73.0
0.381 23.4
干样
原料牛粪 0.9770 0.0426 4.36
0.927 94.7
B、叶酸、生长素等，是作物生长健壮， 提高作物产量、改善作物品质，土壤有 机质与水稻的蛋白质含量呈显著正相关， 能提高作物的维C含量和水溶性糖的含量。
有机肥使用的作用
• 7、提高土壤肥力、改善土壤结构、增加 土壤生物活性，提高化肥的利用率、提 高土壤养分的利用率。
二、堆肥的基本理论
• 1、堆肥中有机物的氧化和合成反应式 • 2、好氧发酵 • 3、厌氧堆肥 • 4、纤维素的厌氧分解反应 • 5、堆肥的工艺流程 • 6、几种常见病菌与寄生虫的常见温度 • 7、堆肥发酵影响因素
鸡 粪 沤肥 3.08 1.77 -42.5 2.91 0.791 -72.8 0.032 0.010 -69.1 0.174 0.974 +459
堆肥 0.855 0.778 -9.1 0.079 0.011 -85.6 0.013 0.011 -13.9 0.763 0.756 -0.90
牛 粪 沤肥 0.598 0.187 -68.7 0.026 0.009 -66.2 0.016 0.003 -84.4 0.556 0.179 -67.8
畜禽粪便的处理和利用
一、畜禽粪便资源
• 每年畜禽粪便数量
牛
马
猪
羊
鸡
禽畜存栏
全国
1.31
808
6.18
1.5
（亿头） （万头） （亿头） （万亿）
河北省 1300698 4064 1269.28 6858692 55042.81
(百头） （万头）
（万只）
每年产 生粪便
全国 208932 11322 163056 46531 14214 （万吨） （万吨） （万吨） （万吨） （万吨）
3、后发酵：进一步分解有机物使之变成复殖酸、氨 基酸等稳定有机酸，后发酵时间为20~30天。
4、后处理：粉碎去杂，造粒干燥
5、贮芷
6、除臭：液体洗涤、吸附法、掩散法
６、几种常见病与寄生虫的死亡温度
• 名称
死亡温度
名称
• 沙门氏
46OC 以上不生长；
钩虫卵
• 伤寒菌
55～60OC ,30min内死亡 鞭虫卵
有机肥使用的作用
4、有机肥中含有大量的有机物质，经微生 物降解产生腐殖酸、激素等，促进根系发育、 提高光合作用。
有机肥使用的作用
•5、增强作物的抗逆性 •5.1 增强抗旱抗寒能力，改善土壤结构、增 强土壤保水能力； •5.2 减少作物蒸腾。
有机肥使用的作用
• 6、增强作物的抗盐能力，促进土壤脱盐 • 6.1 抗倒伏、抗病； • 6.2 微生物合成生理活性物质，如维生素
2、鸡每天所进食的饲料量及养分比
养分 水分
种类 鸡
250g
N
P
K
Ca 每头
（只）
的进食
量
0.42 0.25 0.90 110g
5、我国有机肥施用量占肥料总用量比例的变化
பைடு நூலகம்
年份
1949 1957 1965 1975 1980 1983 1990
有机肥所占比例/ % 总量 N P2O5 K2O 99.9 99.9 100 100 91.0 88.7 96.0 100 80.7 70.8 71.5 99.9 66.4 53.0 54.6 97.3 47.1 30.6 41.8 92.8 42.0 26.2 35.5 88.5 36.7 23.2 30.2 77.4