蚯蚓消解畜禽粪便生态资源化利用技术研究.doc

- PAGE 1 - 蚯蚓消解畜禽粪便生态资源化利用技术研究 姓名：赵海涛 学号：D08036 导师：封克教授 摘 要：利用蚯蚓处理畜禽粪便不但可以生态资源化处理畜禽粪便、而且降低了畜禽粪便处理成本，并可以高效利用处理后得到的蚓粪和蚯蚓，达到即提高畜禽粪便处理的经济效益，又保护生态环境的目的。本文在叙述了畜禽粪便对生态环境的压力，国内外现行的畜禽粪便处理手段，蚯蚓消解有机固体废弃物的原理的基础上提出了蚯蚓消解畜禽粪便生态资源化利用技术研究的路线图和工艺流程，指出了该技术的创新点，并分析了该技术的经济、生态和社会效益。 关键词：蚯蚓；生物处理；畜禽粪便；生态资源化利用 一、研究背景 畜禽养殖业发达程度已成为衡量一个国家或地区农业发达水平的标志，许多欧洲发达国家畜禽养殖业产值已占其农业总产值的50%以上。近二十年来，随着我国实行改革开放的利民政策，畜牧产业化经营迅速推进。我国畜禽业规模由小变大，由农村副业发展成为独立的行业。特别是自 1988年实施城市“菜篮子工程”后，集约化、规模化养殖场如雨后春笋般蓬勃发展；畜禽养殖规模和产值每年的递增速度超过10%；按《农业部畜牧业‘九五’及2010发展规划》，2010年畜牧业的产值还将以每年8%左右的速度增长。据不完全统计，2004年我国畜牧业产值达12173.8亿元，占农业总产值的33.6%。2002年我国就已成为世界第一大畜产品生产国，肉类在世界所占的份额达到 27%，猪肉和禽蛋产量均居世界首位，其中猪肉占到47.2%，禽蛋产量占世界的39.5%。但在成为世界第一大畜产品生产国的同时，我国也成为世界第一污染大国。 规模化畜禽业的发展在解决了畜产品供给和带动农村经济发展的同时也带来了日益严重的环境污染问题。规模化畜禽场大多分布于大中城市和人口稠密地区。畜禽业的这种大规模集约化养殖及畜禽养殖区的城市化，畜禽粪便不能及时为农业利用，也难以进行有效处理；加之农业上由传统的使用有机肥转向大量使用化学肥料，畜禽粪便利用率低，成为严重的环境污染物，畜禽粪便造成的环境污染问题日益严重。根据2000年全国畜禽养殖统计资料，全国畜禽粪便年产生量已达到20.1亿t，其中猪粪4.83亿t、牛粪10.9亿t、羊粪2.29亿t、禽粪2.01亿t。各种污染成分的年产生量分别是：氮约0.114亿t，磷约0.047亿t，BOD5约0.65亿t。随着我国畜禽养殖业的进一步发展，这一数字还将上升。生产的高度密集，使畜禽粪便量大大超过其周围环境的处理和合理使用的能力。畜禽粪便含有大量未被消化吸收的有机物、无机物、病菌等，能造成大气、水体、土壤、生物等多方面的污染。 国外对家禽生物质废弃物的开发研究始于20世纪40年代初，到60年代中后期，欧美、日本等发达国家已基本解决了养鸡生物质废弃物的干燥等难题。并对多种生物质废弃物直接施用后在土壤中的转化与环境风险、积制堆放过程中养分的分解与去向、肥料的施用效果与有效施用条件等进行了一些有益的探索，取得了一些重要研究成果。概括起来，常用的生物质废弃物干燥方法有以下几种：①太阳能干燥或自然通风与太阳能干燥相结合，干燥场地设有封闭的玻璃大棚，并备有可移动的搅拌机；②火力干燥，以油或煤作燃料，加热干燥，该方法运行成本高，使用不普遍；③发酵脱水干燥，此法能够达到除臭、灭菌、脱水的目的，使用较为普遍。关于生物质废弃物干燥尾气的处理，目前国外主要采用以下几种方法：①稀释分散法，即利用高烟囱将尾气直接排到大气中，让臭气浓度迅速降低到人的嗅觉刚好闻不到的浓度以下；②燃烧法，将废气在700~800℃ 我国家禽养殖场生物质废弃物的开发研究始于20世纪80年代初，最初是将晒干的家禽养殖场生物质废弃物用作鱼饲料和猪饲料，目前也有用于牛和绵羊饲料的。有机固体废弃物干燥方法与国外基本相近，也有采用热喷膨化和微波干燥的方法等。近年来，部分地区将家禽养殖场有机固体废弃物简单地加工成有机复合肥，施用效果较好。但生产技术中造粒、包膜问题始终没有得到很好地解决，肥料品质得不到农民的广泛认可。尽管有机固体废弃物经处理后作饲料是一条重要出路。然而，在一些经济发达国家，出于多方面的综合考虑，有机固体废弃物作肥料还田已逐渐成为其利用的主要途径。 蚯蚓消解处理有机废弃物(vermicom-posting)的技术是近年来发展起来的一项新型生物处理技术。蚯蚓具有促进植物生长，增加植物产量的重要作用已经为许多研究工作所证明。这一作用是蚯蚓通过对生态系统中有机物质的分解转化，促进C、N循环，从而提高土壤肥力和通过其在土壤中的活动对土壤结构的改善来实现的。Sharpley et a1，Syers et a1，Cortez and Hameed，和Hameed et a1的研究表明蚯蚓具有增强土壤中N、P循环的作用。Cortez