屠宰场牛粪便怎么处理才能燃烧

2023-01-15

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参考知识1 用牛粪便厌氧发酵制取沼气，使用沼气燃烧或发电 参考知识B 牛粪是由饲料经过牛消化吸收后的剩料，其中仍还含有大量的养分，而且经过牛的胃消化后，部分养分变成更加有效的形态。牛粪作为饲料进行再利用是可行的。牛粪中各养分的含量受日粮组成、营养水平、牛品种、牛本身对饲料的消化情况、饲料品质以及饲料的加工程度等多方面的影响[1]。邱美珍等[2]牛品种与营养水平对牛粪中养分含量的影响，结果表明奶牛粪中养分除脂肪、钙以外，其它养分含量与日粮相应营养成分含量呈正相关，其中蛋白质和酸性洗涤纤维含量与相应营养成分含量相关系数较高,达到明显水平；不同品种公牛牛粪中养分含量无明显差异。
刘东翔等[3]发酵牛粪取代麦麸对瘦肉型生长肥育猪生产性能的影响，结果表明适量的发酵牛粪取代麦麸可以进步生长肥育猪的生长速度3%～7%，胴体肉质性能没有发生明显性变化。杨俊等[4]牛粪生物饲料饲养番鸭试验：从增重效果、饲料报酬及经济效益三个方面的试验结果来看：牛粪生物饲料替换油糠生产鸭饲料是可行的。在饲料中添加10%的处理牛粪对鸭子生长性能的影响与所获得的经济与常规饲料相比相差不大，效果最好。但是牛粪添加多了对鸭子有害，经济效益下降；只有适宜的添加量才能起到一定的效果。任慧波等[5]发酵牛粪生物饲料对鸭的应用效果：在饲料中添加10%的处理牛粪对鸭生长性能的影响和所获得的经济效益与常规饲料相比相差不大。在目前饲料短缺的形势下,添加适当比例经处理的牛粪喂鸭是可行的,而且减轻了牛粪对环境的污染。试验添加10 %牛粪生物饲料的试验组各项指标与对照组相当,而另外2组略低于对照组,试验结果表明,只有适宜的添加量才能起到一定的作用。
1.2水产饲料
牛粪作为水产鱼虾类的饲料经济效益和社会效益都是非常好。包建常[6]阐述了牛粪在鱼塘养殖中的公道使用：牛粪养鱼的一个主要特点是养鱼比较安全。这是由于奶牛吃进的饲料经过重复咀嚼和充分消化，它的粪便十分细腻，悬浮在水中的有机碎屑多而且悬浮的时间长，这样不但可使塘鱼有充分摄食的机会，也避免了因粪堆积塘底而消耗氧气，增加有害气体的形成。同时，由于饲料在奶牛体内被微生物消耗程度高，因此年牛粪消耗水里的氧气比其他畜禽粪低。实践证实，鱼塘施牛粪，比使用其他等量的畜禽粪不易造成鱼塘缺氧浮头。单纯用牛粪肥养鱼，应以滤、杂食性鱼为主，通常鲢占总放养量的65%左右，鳙占15%～20%，鲤占7%左右，鲫和罗非鱼占3%左右，团头鲂占5%左右。兼用青饲料和牛粪肥养鱼，可适当增加青、鳊等草食性鱼类的放养量，一般草食性鱼类占放养量的15%～20%，产量为总产量的12%左右。在鱼种放养比例上，按比例减少鲢、鳙的放养量。牛粪的施放要求。牛粪养鱼施肥时不需要发酵，用新鲜粪肥更好。施肥次数和量要根据天气、水色、鱼类生长和浮头情况灵活把握。下表是苏南鱼塘各月施牛粪的比例和每月的次数见表一。
表1鱼塘各月施放牛粪的情况

月份
1-2
3
4
5
6
7
8
9
10
均匀水温（℃）
＜6
13
16
24
25
28
29
25
21
比例（%）
15
10
10
12
12
13
12
10
6
每月次数
4
5
8
10
12
15
15
10
5
美国夏威夷海洋生物研究所把干牛粪作虾饵料添加剂收到良好效果。具体方法：把牛粪收集起来经烘干、消毒、脱臭、磨粉等工艺，对1-14周龄的虾，在饵料中添加50%-60%的牛粪粉；11周龄以下的虾添加20%-40%的牛粪粉。虾的生长速度比对照组大大加快，虾的饵料本钱用度下降35%-45%[7]。
2. 牛粪肥料化利用方式
2.1直接作为肥料利用
牛粪是我国广大农村较易得到的一种有机物料，而且牛粪的作为肥料的使用有着悠久的历史。施用牛粪一直是传统农业增产的重要措施。到了新世纪，牛粪直接作为有机肥料在农业生产中的施用仍然非常有效的作物优质高产的有利措施。
何余涌等[8]施用低量牛粪（3 kg鲜牛粪/10 kg土）和高量牛粪（6 kg鲜牛粪/10 kg土）均能极明显进步矮象草的茎和叶干物质产量，茎干物质产量分别比不施牛粪进步45.5%和54.5%，叶干物质产量分别进步85.7%和121.4%；施用低量和高量牛粪矮象草叶蛋白质含量和中性洗涤纤维含量也明显地高于不施牛粪，其中叶蛋白质含量分别进步13.3%和20.9%。矮象草植株中锌和铜累积能力均表现为：根＞叶＞茎。有机物在瘤胃内尼龙袋中的降解率随牛粪施用量的增加和在瘤胃内的停留时间的延长而增加。张凤侠[9]等研究了增施牛粪对烤烟产量及品质的影响，结果表明大田以增施3 000 kg/hm2的牛粪对进步烟叶产量和上等烟比例，协调烟叶化学成分和香气物质合成效果最为明显。大田增施牛粪不仅要把握用量，还要留意烟田不能积水，尽量保证大田生长后期肥效充分开释。
随着高产优质农作物对需肥的要求越来越高，精准农业得到了快速地发展。精准农业要求有更加精准的农业生产资料。为了能够适应时代的发展要求，牛粪资源化利用对测定牛粪的方法和设备提出更高的要求。樊霞等[10]基于近红外光谱技术的牛粪成分含量测定方法，对从不同养牛场采集的200个肉牛粪便典型样品的4种主要肥料成分(全氮、全磷、全钾和铵态氮)含量进行了分析研究。试验得出，4种肥料成分含量的NIRS测定值与其真实值(实验室化学分析方法测定值)之间具有明显的线性相关关系；4种肥料成分含量的NIRS测定值均达到了与真实值相近的水平。结果表明，利用近红外光谱技术快速测定牛粪样品主要肥料成分的方法可以代替传统的实验室分析方法。为牛粪直接作为肥料利用提供了更为正确和便捷的途径。
2.2堆肥化
堆肥化技术是一种为世界各国普遍采用的禽畜粪便处理方法,运用良好的堆制技术,可以在较短的时间内使粪便减量、脱水、无害,取得较好的处理效果。因此堆肥技术也是牛粪资源化利用的重要途径。牛粪堆肥化在与其他资源的配合发酵、发酵菌剂的优选、添加剂、发酵温度、湿度、发酵后的产物特性进行了较为系统的研究。
李玉红等[11]研究了牛粪与玉米秸秆不同配比(体积比)条件下对高温堆肥的影响。结果表明,牛粪与玉米秸秆以4∶6配比效果最好，堆肥升温快，3d达到50℃，高温维持时间为16d，最高温度达71℃，堆肥29d后,白菜种子发芽指数高达81.6%；其次为6∶4配比,到达高温时间为6d,高温维持时间为13d，最高温度为68.2℃，白菜种子发芽指数为80.5%；因此,在实际应用中,牛粪在堆制材料中所占体积以40%~60%为宜。王景伟等[12]为解决废弃物柿酒渣的利用,延长柿子产业链,以柿酒渣、牛粪为原料,采用小型条垛好氧高温堆肥方式进行堆肥试验,牛粪与柿酒渣质量比2个处理为52∶100和42∶100,对堆肥产物的腐熟度、养分以及生物效应进行研究。结果表明:在发酵阶段,堆体升温速度快,最高温度分别可达到59.0和59.5℃;发酵后,堆体含水率从最初接近70%降低到45%左右;有机质分别从75.18%和72.23%降低到62.40%和60.19%;堆体pH维持在7.5~8.0;堆肥产物全氮分别为2.17%和2.28%,全钾分别为1.62%和1.54%,全磷分别为0.73%和0.87%,而对照全氮、全钾、全磷分别为1.98%、1.30%和1.10%;柿酒渣与牛粪混合堆肥化产物稳定性好,养分含量优于牛粪单一材料堆肥化产物,柿酒渣与牛粪混合堆肥在菠菜上应用效果好,菠菜地上部分、地下部分干重、生物量明显高于单施牛粪。
杨莹等[13]从牛粪堆腐发酵基质中分离出22株降解纤维素能力较强的菌株;依据综合性状从中优选出优良菌株Z5和Z8，初步鉴定其均为曲霉属真菌;在3个发酵剂配方中发酵培养72~96 h时,Z5在以棉粕为氮源的配方中有效菌数含量最高,而Z8在3个配方中的有效菌数差别不大,两菌株在3个配方中的有效菌数目均达到1014数目级;在以棉粕为氮源的配方中,菌株Z5和Z8均可获得最高的羧甲基纤维素酶活,其中Z5发酵培养72 h羧甲基纤维素(CMC)酶活最高,达4463.57μg/(g·min)，Z8在发酵培养96h时CMC酶活最高,达到3265.67μg /(g·min)。综合菌株生长状况得出,菌株Z5和Z8均可作为降解畜禽粪便发酵剂的优良生产菌株,棉粕是较为理想的固体发酵氮源。解开治等[14]研究了腐熟促进剂配合微生物腐熟剂对鲜牛粪堆肥的效应，结果表明：添加腐熟促进剂可以加速堆肥的发酵过程,进步堆肥产品的N含量。综合多个影响因子考虑，在鲜牛粪中添加该种堆肥腐熟促进剂，再接种微生物腐熟剂，有机物料升温快，腐熟好，既达到了高温堆肥的目的，又缩短了堆肥腐熟的时间，重金属Cu、Zn的活性。国洪艳等[15]进行牛粪接种复合发酵剂堆肥试验，探讨复合发酵剂对腐植酸变化特征的影响，结果表明：接种复合发酵剂的全碳、总腐植酸含量在堆肥周期内呈下降趋势；总腐植酸与全碳比率逐渐增加且增加的比率明显高于未接种复合发酵剂。在堆肥前期,接种复合发酵剂的胡敏酸含量先下降；随着发酵进程的推移，又逐渐升高;至堆肥结束时，接种复合发酵剂胡敏酸含量高于未接种复合发酵剂。富里酸含量在整个发酵周期内呈明显的下降趋势，接种复合发酵剂富里酸含量在发酵不同阶段均低于未接种复合发酵剂。在堆肥过程中,接种复合发酵剂与未接种复合发酵剂胡富比(HA/FA)逐渐增加；至堆肥结束时，二者胡富比分别为1.26、1.08，表明接种复合发酵剂的牛粪堆肥腐植酸的腐殖化程度增加，发酵后腐殖质品质得到改善。
李自刚等[16]研究了微生物腐熟菌剂对牛粪堆肥产品中低分子量有机物的影响，试验结果表明：研究证实添加微生物腐熟菌剂的奶牛粪堆肥产品中醛类、醇类、酯类、羧酸类、呋喃类、吡啶类和含硫类等低分子有机化合物的相对含量比未添加NMF微生物腐熟菌剂分别增加6.5%、9.2%、5.7%、15.6%、9.8%、11.3%和28.6%,而酮类、脂肪族碳氢化合物的相对含量则分别减少11.4%和15.5%。添加NMF菌剂比未添加NMF菌剂的奶牛粪便堆肥产品中低分子有机化合物总量增加42.8%。为考察有机肥品质的客观指标和应用微生物调控有机肥对植物有正、负面影响的低分子有机物种类和含量提供基础资料。
堆肥后的牛粪是一种颗粒细小、结果良好的生物有机肥料，可以直接施用、可以经过造粒成颗粒生物有机肥后再用，也可以和无机肥料混合后制成有机-无机复混肥。刘伟等[17]利用堆肥发酵好的牛粪制造颗粒有机肥：将发酵好的牛粪风干后过直径为2 mm的筛子,用圆盘造粒机进行堆肥造粒,颗粒大小为3 mm5 mm。烘干房内设置沼气火炕，温度控制在90℃~110℃,使颗粒有机肥水分含量迅速降至20%以下。其营养成分如下：C/N比为(16.1~21.3)±2.6，含氮为(2.2%~2.7%)±0.6%，含磷为(0.66%~0.82%)±0.11%，含钾为(3.8%~4.6%)±0.84%。
2.3蚯蚓堆肥化
利用蚯蚓处理畜禽废弃物是一项古老而新的生物技术[18]，自20世纪80年代末，国内外很多学者致力于利用蚯蚓处理垃圾的研究[19-21]，近年来有学者将原产于日本的;大平二号;赤子爱胜蚓应用于牛粪处理。王晓凤等[22]研究了赤子爱胜蚓处理鲜牛粪的适宜条件，结果表明利用赤子爱胜蚓处理鲜牛粪时，蚯蚓生长繁殖的最佳条件是：每250g（湿重）鲜牛粪加1mL 10%的乙酸溶液，含水率在60%~70%，温度在20～25℃，接种8条蚯蚓和10%的EM菌（5.0109个/g）10mL。李辉信等[23]在最适的湿度和接种密度条件下，室内接种赤子爱胜蚓处理未腐熟牛粪，同时以不接种蚯蚓的未腐熟牛粪和自然堆制的腐熟牛粪为对照，研究了蚯蚓堆制处理对牛粪性状的影响。结果表明，赤子爱胜蚓处理明显增加了未腐熟牛粪中矿质氮和速效磷的含量，进步了碱性磷酸酶的活性，降低了微生物量碳、氮的含量和脲酶的活性&对蔗糖酶活性无明显影响。赤子爱胜蚓处理的牛粪中细菌在短期内数目明显增加，真菌和放线菌的数目变化不明显。蚯蚓处理产物与自然堆制的腐熟牛粪对照相比较，矿质氮和速效钾要高于腐熟牛粪，但速效磷无明显差异；微生物量碳氮和酶活性均明显高于自然腐熟牛粪；细菌、真菌和放线菌的数目也高于自然腐熟牛粪，但波动较大。
仓龙等[24]研究了蚯蚓堆制处理牛粪的腐熟度指标，在最适湿度、接种密度和20℃的室内培养条件下,以赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)处理未腐熟牛粪,蚯蚓堆制产物的多种生物学和化学指标及相关分析表明:种子发芽指数、脲酶活性、NH4+-N、NO3-N/NH4+-N可作为反映蚯蚓堆制处理腐熟度的优选指标;NO3--N、磷酸酶活性可作为一般性指标;蔗糖酶活性,水溶性碳、氮和挥发性固体不宜作为腐熟度的指标。
2.4其他方式
王为民等[25]用催化氧化方法降解牛粪，使其未消化分解的粗纤维、粗蛋白、粗脂肪和腐植酸类物质转化为水可溶的有机物质&;&;氨基酸-黄腐酸(A-FA)。反应在全封闭条件下进行，全过程无废气、废液、废渣排放。产品中水溶有机物质组成包括黄腐酸、氨基酸、其他低分子有机酸和糖类。羧基、酚羟基等活性官能团含量略高于风化煤和泥炭FA，接近于土壤FA。E4/E6和凝聚极限都较高，对作物幼苗生长的促进作用和对化肥的显示增效作用都很明显，表明该产品具有相当高的化学活性和生物活性。
3. 牛粪能源化利用方式
3.1牛粪制备汽油
东京大学农业和科技项目研究小组称，通过使用高压和加热的技术，他们已经能够成功地从每3.5盎司的牛粪中提取出已0.42盎司的汽油。科研职员将牛粪放进一个容器，向其中加进几种金属催化剂，然后对容器实施高温顺高压处理，终极成功提取出了少最的汽油[26]。
3.2牛粪制备型煤
范学林[27]用成型技术将含有大量植物纤维的牛粪与煤炭混合制成生物质型煤，不但可以进步煤的燃烧性能，而且可以降低燃烧时硫的排放量，为了更好地利用牛粪，解决环境污染题目。添加湿牛粪的型块强度要比烘干牛粪、晾晒牛粪较好。型块强度随着牛粪的加进有较大的变化。在加进20%左右的牛粪时型块强度比达到了最高值，随着牛粪加进量的增加强度开始下降，但在加进量到50%以后强度又开始增加。随着成型压力的增加，不同配料的型块的成型强度都在增加。但在试验过程中也发现：牛粪配比量大的样品，随着成型强度增加，型块强度会出现降低现象。
浙江金华市金东区澧浦镇岁的农民李洪溪，用牛粪添加少量木屑，烧制出活性炭，成为生产电池芯、炸药的优质原料。用牛粪烧炭粉，只需极少的木材，比传统方法生产活性炭节约木材97.5%。生产1吨炭，用传统方法至少需要4吨木材，而以牛粪为主要原料只要添加木材0.1吨。日产5吨的规模，一年可节约木材7100多吨。
3.3牛粪制气
随着油价的不断攀升，寻找更环保又实惠的替换能源成为一些国家的主攻课题。美国得克萨斯州的一家新型能源厂就以牛粪为原材料，经过处理转变成可用的自然气，输送到千家万户。
动物的粪便通常是一种不错的有机肥料，不过它也含有大量导致温室效应的甲烷气体，牛羊等*刍*物开释的甲烷气体含量占全世界甲烷排放量的五分之一。得克萨期州的这家能源厂就通过新技术，巧妙地将牛粪变废为宝。天天他们从当地的奶牛场收集牛粪回来，经过搅拌、过滤等程序后，再和用过的食用油和其它食品残渣等混合，装进高温箱积聚和开释沼气，然后经过净化就变成了可燃烧的自然气，通过管道输送到当地居民家中。这家能源厂正努力实现年生产能力满足11000户居民的自然气用量，这等同于每年少消耗原油1700多万升。
李荣同等[28]研究了厨余和牛粪混合厌氧发酵产气性能：在中温(35℃)条件下,通过批式厌氧发酵对牛粪、厨余以及厨余和牛粪的混合物的产气性能进行了对比研究。结果表明,单独消化时，厨余的甲烷产量(以VS为基准)为362.2 ml/g,生物转化效率为60.2%，明显高于牛粪的144.3 ml/g和25.4%;混合消化时，由于发酵物营养平衡和C/N比得到改善,缓冲能力增强,因此混合消化效果要好于两者单独消化。在厨余/牛粪(质量比，下同)为1∶1时，混合消化的协同作用最明显,对甲烷产量和生物转化效率的贡献率分别为17.3%和7.8%，消化时间缩短了9 d，说明混合消化是进步厌氧消化效率的有效途径。
4. 牛粪在病虫害防治的应用
4.1牛粪防治土壤病害
利用半知菌类中的食线虫真菌来防治动物线虫病，是目前研究得较多的一种生物防治手段[29、30]。迄今已发现的食线虫真菌有200多种，其中寡孢节丛孢菌(A.oligospora)在防治动物线虫病方面的研究较多。秦泽荣等[31]从新鲜牛粪便中分离到了4个食线虫真菌共：2株鉴定为寡孢节丛孢菌(Arthrobotrys oligospora)，1株鉴定为圆锥状节丛孢菌(A.conoides)，1株鉴定为指状节丛孢菌(A.dactyloides)。这四株真菌与从土壤中分离的食线虫真菌株相比,更有可能用于动物线虫病的生物防治。盛下放等[32]等研究了菌剂NMF（南京农业大学微生物实验工厂发酵生产）腐熟牛粪对及土壤微生物的影响，试验结果表明：腐熟菌剂NMF菌群腐熟牛粪能明显降低小麦纹枯病和番茄灰霉病的发病率%对水稻恶苗病的抑制效果不明显。另外，腐熟牛粪可以促进土壤中细菌和放线菌的生长%抑制土壤中真菌的生长。
5. 牛粪在食用菌栽培的应用
陈猛进[33]研究了牛粪替换棉子壳栽培平菇试验，菌株与配方为：①平菇菌株:华平46,引自华中农业大学菌种实验中心。②配方:锯木屑50%,花生壳30%,干牛粪17%，石灰粉2%，石膏粉1%。此方法生物学效率可达120%，比棉子壳栽种略低，但利润却较高。孙海清[34]利用牛粪稻草生产双孢菇，每m2可产菇12.5～15kg，配料为：100m2面积需要牛粪1250kg，稻草1500kg，磷肥40kg，石膏40kg，pH值7.5～8的石灰50kg。
6.结语
牛粪作为一种能量与物质的集合体，富含大量的动植物所需的各种养分，可以为动植物生产提供养分和能量；含有丰富的有机物质，蓄积了大量的能力，可以转化成沼气、自然气或者其他能源。牛粪的资源化方式有很多种类，现阶段研究最多的是牛粪堆肥、蚯蚓堆肥、制沼气。牛粪堆肥和制备沼气是比较理想的资源化方式。但是现在呈现了各种各样的资源化利用方式。不同的地区应该根据当地的天气、自身的条件、市场等等方面综合考虑，然后选择一种既环保又经济适用的资源化技术加以利用，不可人云亦云。总之，牛粪应用好了则一种高贵的资源；相反就会成为环境的污染源，后患无穷。