鹅粪资源化利用技术

一、鹅粪的性质鹅粪是指由泄殖腔排出的粪尿。粪由饲料中未被消化吸收的营养物质、体内代谢产物、消化系统黏膜脱落物、分泌物、微生物及其代谢物组成，尿由水、尿酸盐、尿素等组成，排出后又混有饲料、羽毛、灰尘、垫料等。新鲜的鹅粪的养分平均含量为：水分77.1％，有机物23.4％，氮0.55％，磷（五氧化二磷）0.50％，钾（氧化钾）0.95％。鹅粪中的氮素以尿酸态为主，不能被作物直接吸收，而且对根系的正常生长有害，因此须经腐熟后方可使用。二、鹅粪的利用1.放牧鹅粪尿和洗浴池鹅粪尿的利用由于放牧面积大，洗浴池的过水量大，单位面积或水体上的鹅粪尿不是很大。自然排入的鹅粪尿绝大部分被微生物、浮游植物利用，后再作肥料或浮游动物的饲料。2.鹅粪喂鱼鹅鱼混养、鹅粪喂鱼是利用生物链进行生态养殖的模式，也是鹅粪再利用中最简便有效的出路之一。如每只中型鹅在填饲期间消耗玉米15～20千克，所排泄的鹅粪烘干后达6千克左右。如果能将鹅粪充分利用，每只鹅的粪可产1.7～2.6千克鱼。罗非鱼、鲢鱼等利用鹅粪的能力很强，可以充分有效地利用鱼塘中的鹅粪。水中的各种微生物能够大量利用鹅粪，这些微生物以及水中的浮游植物均可被浮游动物食用，使水体中的浮游动物量增加，浮游动物又成为鱼的优质食物。鹅粪进入鱼塘后，丰富的养分被水中的水生植物吸收利用，这些植物迅速生长茂盛后，可被鱼食用。但鹅粪进入水体后鹅粪中的有机物质会使水中的氧含量降低，必须控制好鹅粪的使用量，同时在鱼池中配备增氧泵增氧。3.用作饲料通过青贮作为牛、羊的饲料。把新鲜的鹅粪与麦麸、青饲料或秸秆相混合，使总含水率在40％左右，装入密封的塑料袋或青贮窑，经一个月至数月发酵后，可以用来喂牛、羊。4.用作肥料（1）好氧（腐熟）堆肥的概念　把粪便与其他有机物如秸秆、杂草及垃圾混合、堆积，在人工控制下，在一定的温度、湿度、碳氮比和通风条件下，利用自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物的发酵作用，把家畜粪便及垫草中的各种有机物转化为植物能够吸收的无机物和腐殖质转化的过程就是腐熟堆肥。高温堆肥的基本条件是通风供氧、控制水分和碳氮比，一般是在鲜粪（含水率70％以上）中加入干燥含碳高的调理剂（秸秆、草炭、锯末、稻壳等），调整水分，调节碳氮比，提高物料的空隙率，有利于通风供氧。堆肥过程中产生的高温（达50～70℃），能杀灭病原微生物及寄生虫卵（表6-1），达到无害化处理的目的，从而获得优质肥料。腐熟后的肥料可用作基肥和追肥。表1-1　常见的病原物致死温度和时间腐熟堆肥具有温度高、基质分解比较彻底、堆制周期短、异味小、可以大规模采用机械处理等优点。（2）好氧堆肥原理　好氧堆肥是在有氧条件下，利用好氧微生物的作用来进行的。在堆肥过程中，畜禽粪便中的可溶性物质通过微生物的细胞膜被微生物直接吸收；而不溶的胶体有机物质，先被吸附在微生物体外，依靠微生物分泌的胞外酶分解为可溶性物质，再渗入细胞。堆肥发酵分为如下三个阶段。①温度上升期　一般3～5天。需氧微生物大量繁殖，使简单的有机物分解，放出热量，使堆肥增温。②高温持续期　温度达50℃以上后，便维持在一定的范围内。此时，复杂的有机物（如纤维素、个纤维素、蛋白质）在大量嗜热菌作用下，开始形成稳定的腐殖质，使病原菌、其他嗜中温的微生物和蠕虫卵死亡。温度持续1～2周，可杀死绝大部分病原菌、寄生虫卵和害虫。③温度下降期　随着有机物的被分解，放出热量减少，温度开始下降到50℃以下，嗜热菌逐渐减少，堆肥的体积减小，堆内形成厌氧环境，厌氧微生物的繁殖，使有机物转变成腐殖质。（3）影响堆肥的因素　影响堆肥的因素有碳氮比、含水率、温度、通风供氧、pH值和接种剂等。由于好氧发酵的最佳工艺参数为含水率45％～60％，环境温度15℃以上；碳氮比（25～35）:1，因此无论采用哪种堆肥方法，都必须掌握适宜的控制方法。影响堆肥的因素和堆肥控制方法，见表1-2。表1-2　堆肥的控制因素及方法（4）堆肥质量的评价　堆肥粪便经腐熟处理后，其无害化程度通常用肥料质量和卫生指标两项指标来评定。肥料质量：堆肥温度下降并趋于环境温度；基本无臭味；外观呈褐色，团粒结构疏松，堆内物料带有白色菌丝。如测定其中总氯、磷和钾的含量，肥效好的，速效氮有所增加，总氮和磷、钾不应过多减少。卫生指标：首先是观察苍蝇滋生情况，如成蝇的密度、蝇蛆死亡率和蝇蛹羽化率，其次是大肠杆菌值及蛔虫卵死亡率，此外还需定期检查堆肥的温度（表1-3）。表1-3　高温堆肥法卫生评价标准（5）堆肥方法　传统的自然堆腐，将家畜粪便及垫料等清除至堆肥场上，堆成条垛或条堆，定期翻堆、倒垛，以通风供氧，控制堆温不致过高，如在平地铺秸秆、将玉米秸捆或带小孔的竹竿在堆肥过程中插入粪堆，给堆内提供氧气，可提高腐熟效率和肥料质量。堆肥场地的大小应根据粪便的多少来确定，露天堆放场或带盖堆放场应根据堆放高度确定堆放场的实际面积。场内应建收集堆肥渗滤液和雨水的排水系统和贮存池。堆肥场地必须考虑防渗漏措施，严禁对地下水造成污染。还应配置防日晒雨淋设施。①在水泥地或铺有塑料膜的泥地上将鹅粪堆成长条状，高不超过1.5～2米，宽度控制在1.5～3米，长度视场地大小和粪便多少而定。鹅粪中最好掺入少量马粪或牛粪或羊粪，无垫草的鹅粪则要加入杂草。②先较为疏松地堆一层，待堆温达60～70℃，保持3～5天，或待堆温自然稍降后，将粪堆压实，在上面再疏松地堆加新鲜鹅粪一层，如此层层堆积至1.5～2米为止，用泥浆或塑料薄膜密封。为了可在肥堆中竖插或横插若干通气管，以使肥堆中有足够的氧。③粪和垫草的含水率以60％左右为好。④密封后一般热季1～2个月，冷季2～6个月后即腐熟为堆肥。现代堆肥，原理与自然堆腐相同，只是采用设施和设备更好地提供了堆肥所需的各种条件，使腐熟更快、效果更好。堆肥设施和设备多种多样，有槽式发酵机、发酵塔、发酵滚筒等。处理后的鹅粪是一种优质肥料和土壤调节剂。制成的肥料，不但松软、易拌，而且无臭味，不含任何病原体，特别适于盆栽花卉和无土栽培。在大田中施用，可以提高植物有机物含量的水平，改善土壤的结构。5.粪便的生物能利用——生产沼气鹅粪通过厌氧发酵等处理后产生沼气（主要是甲烷气体），沼气是一种可再生的燃料，可以为生产或生活提供清洁能源，甲烷燃烧产生的热能还可进行发电。将鹅粪和草或秸秆按一定比例混合进行发酵，或与其他家畜的粪便（如猪粪）混合发酵产生沼气。在沼气的生产过程中，可以消除粪臭、杀灭有害微生物、阻断寄生虫的生长周期，实现畜禽废物的无害化；沼液和沼渣中含有丰富的氮、磷、钾以及各种微量元素，还含有多种生物活性物质，是优质的有机肥料和土壤改良剂，沼渣还可用作饲料饲喂家畜以及养殖水生生物和蚯蚓等。以大型鹅场产生的高浓度有机废水和有机含量高的废弃物为原料，建立沼气发酵工程，得到清洁能源，发酵残留物可多级利用，可大大改善生态环境，是未来的发展趋势。（1）沼气的性质　沼气是一种无色，略带臭味的混合气体，可以与氧气混合进行燃烧，并产生大量热能，每立方米沼气的发热量为20～27兆焦。沼气的主要成分是一种简单的碳氢化合物，其中甲烷（CH4）占总体积的60％～75％，二氧化碳占25％～40％，还含有少量的氧气、氢气、一氧化碳、硫化氢等气体。1份甲烷与2份氧气混合燃烧，可产生大量热能，甲烷燃烧时最高温度可达℃。空气中甲烷含量达25％～30％时，对人、畜有一定麻醉作用。如在理想状态下，10千克的干燥有机物能产生3米3的气体，这些气体能提供3小时的饮煮、3小时照明。（2）沼气产生的过程　甲烷的生产是一个复杂的过程，有若干种厌氧菌混合参与该反应过程。在发酵的初期，粪尿等含有的丰富有机物可被沼气池中的好气性微生物分解，在氧气不足的环境中，厌气性菌开始活动，其过程大体上分为两个阶段：第一阶段为成酸阶段，由成酸细菌将脂肪、多糖、蛋白质等三类化合物分解成短链脂肪酸（乙酸、乳酸、丙酸）、氨气和二氧化碳；第二阶段是沼气和二氧化碳的生成过程。大约有60％的碳素转为沼气，从水中冒出，积累到一定程度后产生压力，通过管道即可使用。（3）粪便产生沼气的条件①无氧环境　可以建造四壁不透气的沼气池，上面加盖密封。②充足的有机物　需要有充足的有机物，以保证沼气菌等各种微生物正常生长和大量繁殖，一般认为每立方米发酵池容积，每天加入1.6～4.8千克固形物为适。③适当的碳氮比　在发酵原料中，有机物碳氮比一般以25:1时产气系数较高。在进料时须注意适当搭配、综合进料。④适宜的温度　沼气菌的活动温度以35℃最活跃，此时产气快且多，发酵期约为1个月，如池温在15℃时，则产生沼气少而慢，发酵期约为1年，沼气菌生存温度范围为8～70℃。⑤适宜的pH值　沼气池保持在pH值为6.4～7.2时产气量最高，酸碱度可用pH值试纸测试。一般情况下发酵液可能过酸，可用石灰水或草木灰中和。由以上产生沼气的条件可以看出，大规模甲烷生产要对发酵过程中的温度、pH值、湿度、振荡、发酵原料的输入及输出和平行等参数进行严格控制和需要较高深的生物技术，才能获得最大的甲烷生产量。（4）注意事项　发酵连续时间一般为10～20天，然后清除废料。在发酵时粪便应进行稀释，稀释不足会增加有害气体（如氨气等）或积聚有机酸而抑制发酵，过稀耗水量增加并增大发酵池容积。通常发酵池干物质与水的比例以1:10为宜。在发酵过程中，对发酵液进行搅拌，能大大促进发酵过程，增加能量回收率和缩短发酵时间，搅拌可连续或间歇进行。（5）沼气发酵残渣的综合利用　畜禽粪经沼气发酵，其残渣中约95％的寄生虫卵被杀死，钩端螺旋体、大肠杆菌全部或大部分被杀死。同时残渣中还保留了大部分养分。沼气发酵残渣作反刍家畜饲料效果良好。也可直接作鱼的饵料，同时还可促进水中浮游生物的繁殖，增加鱼饵，使淡水养鱼增产25％～50％。发酵残渣还可作蚯蚓的饲料。畜粪发酵分解后，约60％的碳素转变为沼气，而氮素损失很少，且转化为速效养分，肥效高。（6）沼气利用的意义　目前，沼气的生产已发展为废弃物处理和生物质能多层次综合利用的产业，通过与养殖业、种植业广泛结合，对实现生态农业有重要作用。沼气的主要作用如下。①节能增效　家庭煮饭、点灯、洗澡，经济发达地区目前正在发展沼气发电工程技术。②农业增收　如沼液沼渣是优质有机肥，可作农作物的基肥和追肥，沼液还可作根外追肥，生产无公害农产品。沼渣种菇、沼液养鱼技术效果明显，不仅可降低生产成本，还可以改善水果蔬菜农副产品的品质，提高市场竞争力，增加农民的经济收入。沼气是连接养殖业和种植业的资源循环链条，是一种可再生循环利用、环境友好型的绿色能源，它与生产、生态紧密联系。将粪便沼气发酵从单纯的能源利用转入综合利用是解决环境污染，构建生态平衡，保持良性循环、可持续发展的农业生产体系的发展方向。修建沼气池，将鹅粪便放入沼气池中，厌氧发酵产生沼气。沼气是清洁廉价的能源，沼渣、沼液是非常好的有机肥。

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