鸡龚除臭及资源化的探索

一、前言

近年来，随着畜牧业在农村的大力发展，养鸡已经成为农民致富的重要手段。以石家庄为例，近年来蛋鸡存栏量一直稳定在1.5亿只左右，每年产生鸡粪约70万吨 。 造成的环境污染日趋严重 ,造成的环境污染日趋严重，尤其是鸡粪的堆放和处理产生的臭气，不仅影响环境卫生，还是引起邻里纠纷的导火索。为此，人们一直在探索鸡粪无害化、资源化处理的途径。传统的处理方法有干燥处理法、沼气发酵处理法、燃烧处理法、生物转化法、饲料化法、厌氧处理法等。由于工艺不够完善，普遍存在处理过程中产生臭气，资源化不彻底等缺点。我们借鉴美国、日本20世纪80年代利用菌类发酵生产有机肥的有关报道，结合当地的具体环境状况，进行了鸡粪无臭发酵生产的探索，开发了成熟的技术，并应用于生产实际，目前石家庄正定常山生物有机肥厂已经达到了批量生产规模。

二、技术路线和实施

鸡粪含有大量的纤维素和蛋白质及有害的菌类和有毒物质,不经熟化处理直接施用,会对农作物造成毒害,而熟化中总伴随氨气和硫化氢等恶臭气体产生。要控制鸡粪处理过程中产生的臭气,采取的措施为:一是尽量减少发酵过程中产生恶臭气体;二是对产生的有害气体进行吸附净化。我们通过筛选发酵菌,成功培育出了除臭效果好、成本低的菌种,剂,用于鸡粪的处理。

1、发酵的原理

鸡粪中含有大量的蛋白质和纤维素,的过程为:并生产成制微生物处理约70万吨。造成的环境污染日趋严重,尤其是鸡粪的堆放和处理产生的臭气,不仅影响环境卫生,还是引起邻里纠纷的导火索。为此,人们一直在探索鸡粪无害化、资源化处理的途径。传统的处理方法有干燥处理法、沼气发酵处理法、燃烧处理法、生物转化法、饲料化法、厌氧处理法等。由于工艺不够完善,普遍存在处理过程中蛋白酶肤酶蛋白质—肠一陈一肤一氨基酸一好氧脱氨一NH3纤维素酶纤维二糖酶氧化酶纤维素一纤维二糖一葡萄糖一二氧化阶水(好氧过由以上发酵过程看出,鸡粪发酵不可避免的产生氨气和硫化氢气体,使得鸡粪处理的恶臭问题非常严重。

2、发酵菌的选择传统的发酵法属于自然发酵沤制,常见菌类为细菌、放线菌和真菌,通过菌种的自然形成,周期长,效率低。为此,我们采用了逼近法,逐步排除效果差、成本高的菌剂,最后选择了多维蛋白酶、效速菌、EM菌等几种菌种。但这些菌种的成本较高。为了解决这个问题,我们采用了先用秸秆发酵,增加这些菌类的含量,起催化作用的半熟化的秸秆,再与鸡粪混合发酵,资源化程度高,除臭效果明显。

3、发酵除臭的原理和实施

在鸡粪中加入半熟化的秸秆后,再加人适量的腐植酸、过磷酸钙,与鸡粪发酵产生的氨气进行中和反应,形成有机态钱、磷酸一铵、磷酸二铵等，消除了由于氨气排放而产生的臭气,同时加人的过磷酸钙,还增加了活性磷的含量,减少了氮素的损失。操作的具体配方是:鸡粪45%(干重),发酵剂(半熟化的秸秆)35%,腐植酸10%,过磷酸钙5%,混合料中的水分约占原料重量的60%-70%(手捏成团为宜)。

4、发酵方法

1桔秆粉催化剂制备方法

将玉米秸秆粉碎后,加入碳酸氢铰,调整:C=N25:1,加人适量的牛粪作为酿热剂,然后加水至手握出水为宜。放置在背风向阳的地方,堆高1.5一Zm,宽2一3m,用塑料布覆盖,起到保水、保温的作用,上部留有通气孔。一般经过3一4天,料温可达到50~60℃,测定温度超过60℃后进行翻堆,然后继续沤制,保持3一5天翻1次。经过巧~20天左右的时间,原料变成棕黄色,料质松软,手捏成团,即得到半熟的鸡粪发酵剂。

2鸡粪处理方法

鸡粪与发酵剂、腐植酸、过磷酸钙等按照一定比例配料后充分混合,参照制备发酵剂的方式堆积发酵,发酵中温度自然变化,温度不同,不同菌类起的作用不同。

3肥效增值方法

经过10~巧天的发酵,可以杀死有害微生物和虫卵,在有机物质分解中产生的有机酸吸附了游离的氨气,并把氮素储存了起来,有益菌还能形成菌丝体,成为肥料的一部分。

为了增加肥效,在鸡粪完成发酵后,需要加人复合菌剂,复合菌剂以根瘤菌和固氮解磷菌为主。加入的方法是直接把复合菌剂喷在料堆上,并每隔3一4小时搅动1次,控制温度25一32℃,继续发酵24小时左右,检验合格后干燥加工成产品。为了制成复合肥料,可以适量加人N、P、K等微量元素。

三、(2+1)除臭增效工艺流程

工艺首先将秸秆(玉米)粉碎成长度.08一1.25mm的大小,然后控制适宜的条件进行熟化,当熟化至半熟程度时,与鸡粪、腐植酸、过磷酸钙按一定比例混合,再加人辅料、营养菌剂及必要的无机成分,最后通过检验、干燥、包装后出售。产品的生产周期一般16一20天,具体流程

四、影响因素分析

影响微生物降解除臭的因素包括:微生物活性、鸡粪成分、酸碱度、营养物质、温度、驯化程度和有氧情况等。

1、微生物活性

微生物的增长繁殖开始处于延滞期,需要一段时间适应新环境,作好生理调整,随后进入对数增长期,此时微生物处于高活性期,可以大量的消耗有机物质,如果提供和谐的条件和均衡的营养,保持微生物的高活性,对处理污染物质非常有利。本方法通过秸秆发酵得到的制剂,把延滞期缩短,使发酵除臭在微生物对数增长期进行。

2、温度

参与发酵的菌类多,温度控制可以促进某些优势菌种的增殖,抑制另外一些菌类的增长。在堆肥的初期,可以被微生物直接利用的简单物质较多,微生物增殖快,以无芽抱细菌为主,温度逐步升高到50℃左右,进人高温发酵阶段。高温发酵以嗜热性的真菌和放线菌为主,分解大分子的纤维和蛋白质,温度可以达到60一70℃。温度过高(超过70℃),微生物的生长将受到抑制。表1是在实际发酵15天温度的变化及优势菌种。

3、PH值

强酸强碱都不利于微生物的生存,一般细菌适宜在中性条件下繁衍,对于鸡粪发酵,通过添加剂,控制PH值在6-7之间,偏酸性适宜蛋白酶、纤维酶、芽抱杆菌等充分发挥效能。同时这样的条件也利于氨气的吸收净化,减少臭气的散失。

4、营养物质

微生物的生存除需要C、N等营养物质外,还需要能量物质P和微量金属元素。对于鸡粪发酵,不缺少碳源和氮源,缺少的是磷源和微量物质,为此通过加人过磷酸钙、腐殖酸等,提供充足的营养物质,使微生物充分发挥作用。

5、驯化

驯化是定向培养特定微生物的过程,一般通过控制条件,逐步筛选处理某种物质的特定菌种,用于特定目的。对于鸡粪处理,适宜的菌类较多,但大部分活性不高,为了得到代谢活性强的菌株,我们采取了逼近法,最后确定了多维蛋白酶、效速菌、EM菌等几种菌种作为优势菌种,控制条件发挥他们的作用。

五、监测结果

鸡粪发酵除臭法采用后,经过环境部门和农业部门的监测,气体达标排放,获得很好的环境效果,发酵获得的复合肥,肥效高、易吸收,经济效果显著。

1、环境效果检验

为检验除臭效果,在生产发酵过程中进行了周围的环境监测,在发酵场周围设置4个采样监测点,获得的数据见表。

2、结果表明,臭气浓度符合《恶臭污染物排放标准》(GB14554一93)的要求。

六、总结该项目已经于202年12月28日通过了石家庄市科技局组织的专家鉴定(石市科鉴字「202〕第科号),并获得石家庄市科技进步二等奖。实践表明,采用三步发酵法进行鸡粪的无臭处理,不仅获得了很好的环境效益,而且生产出的产品肥效高、无污染、适宜广泛推广,目前这种方法已经实现了产业化生产。石家庄正定常山有机肥厂已经具备了年产800t的生产能力,年创利80余万元。