西北大学学位论文知识产权声明书本人完全了解西北大学关于收集、保存、使用学位论文的规定。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。本人授权西北大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所等机构将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》或其它相关数据库。保密论文待解密后适用本声明。学位论文作者签名：至殛指导教师签名：２垒圣！三一Ｊｐｏ惫年ｙ只飞ＩＥｔ磁年６月ｌＥｌ西北大学学位论文独创性声明本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，本论文不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西北大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：王吁矽楫ｒ月；／Ｅｌ西北火学硕士毕业论文引言规模化、集约化畜禽养殖业的迅速发展，为人民生活水平的提高做出了巨大贡献，同时也产生了大量的畜禽粪便，造成了严重的环境污染（孙晓华和罗安程，２００３）。然而目前集约化养殖场的有机废弃物只有３０％左右得到初步处理和利用，７０％则直接向环境中排放（薛智勇和汤江武，２００２）。根据中国农科院的测算，既使只有１０％的畜禽粪便由于处理不当流入水体，对水体磷的富营养化贡献率可达１０％＂２０％（张维理等，２００４）。解决畜禽粪便的排放和环境污染问题，已成为关系到人类生存和发展以及２ｌ世纪中国生态农业发展的大问题。从资源利用的角度分析，禽畜废弃物以有机质为主，并含有一定量的氮、磷、钾、钙、镁、硫及各种微量元素等营养成分，可以作为制造有机肥料和有机．无机复混肥的原料（薛智勇和汤江武，２００２）。如何对畜禽粪便实现综合利用，在消除畜禽粪便对环境污染的同时，使其得以资源化利用，化害为利，变废为宝，并在生态系统的水平上实现物质、能量流动的良性循环，已成为众多科研工作者关注的热点。好氧发酵是实现誊禽粪便资源化剩用的最主要手段，一方面可实现畜禽粪便的无害化，另一方面还可利用畜禽粪便中的Ｎ、ｐ、Ｋ养分和有机质达到培肥地力、改良土壤理化性质的目的（郑瑞生等，２００６）。然而，传统堆肥腐熟过程是一个由自然微生物参与的生理生化过程，由于土著微生物的种类和数量有限，在堆肥初期难以快速繁殖，存在着堆肥升温速度慢，发酵周期长，肥效低等问题。人工加入外源微生物菌剂可以调节堆肥的微生态环境，优化菌群结构，提高微生物活性，加强菌株闻的协调作用，加快堆肥有机质的降解和腐殖质的形成，从悉有效的解决了传统堆肥所存在的闯题（顾希贤和许月蓉，１９９５；黄红英等，２００１；刘克锋等，２００１）。本研究在实验室已有的微生物接秭赛ｌ研制和生物有机肥生产经验的基础上，采用优势复合茵群混合发酵工艺，向物料中添加自制的高效复合微生物菌剂，并通过二次发酵工艺，提高有机肥产品中的氮、磷、钾有益活菌数，生产生物有机肥。在此过程中，系统地对牛粪发酵的菌种筛选、菌种之间的复配、工业化发酵条件的优化及生产工艺的确定进行了研究，并在上海光明金山牧场进行工厂化堆西北大学硕士毕业论文肥发酵中试试验，验证小试结果的可行性，最终，通过生产试验，确定了生物有机肥工业化生产的主要工艺技术指标。在本工艺条件下，发酵周期由２．３个月缩短至２０ｄ，物料脱水率提高了２０％，产品的质量大大提高，生产成本大幅降低，符合国家生物有机肥标准（Ｎ彰８８４．２００４）的要求，有效地解决了厂方有机肥生产所存在的制约难题，即：发酵周期长、脱水率低、设备和场地利用率低、肥效差、堆肥产品不符合国家标准，为畜禽粪便的大规模处理提供必要的工艺参数，为从根本上解决畜禽粪便污染公害，实现农业固体凌弃物资源化利用，实现生物有机肥的产业化生产及进一步的推广应用提供理论依据。２西北大学硕士毕业论文第一章文献综述１畜禽粪便的产生现状及其危害随着社会经济的发展和人们生活水平的不断提高，动物性食品在人们的饮食结构中所占的比例越来越高。据ＦＡＯ的资料统计，近１０多年来，全球养殖业出现了前所未有的发展，其发展以规模化、集约化经营为特点（Ｃｈｙｎｏｗｅｔｈｅｔａ１．，１９９８）。我国是畜禽养殖大国，随着大中城市“菜篮子工程”的实施，规模化畜禽养殖场大量涌现，畜禽粪便已成为环境污染的突出问题。资料表明（国家环境保护总局自然生态保护司，２００２：国家统计局，２００３：张克强，２００４），２００１年全国畜禽粪尿的产生总量为２１７１２１．１３万ｔ，污染物ＢＯＤ为１０５９．１万ｔ，ＣＯＤ为４５３６．６万ｔ，Ｎｉｔ３－Ｎ为４３４．８万ｔ，ＴＰ为２２０．８万ｔ，ＴＮ为１０５９．１万ｔ，全国畜禽粪便Ｎ、Ｐ流失总量分别为化肥的Ｎ、Ｐ流失总量的１．２倍和１．３倍，已成为农村面源污染的主要来源。２００３年我国畜禽粪便产生量约为３１．９亿ｔ，远超过当年工业固体废弃物１０亿ｔ的总量，据估算，到２０１０年，全国畜禽粪便的排放量将达到４５亿ｔ。大量的畜禽废弃物如果不经过处理就直接排入环境，不但危害生态环境及人类健康，还影响到畜禽产业的可持续发展，为此防治畜禽粪便污染已刻不容缓。畜禽粪便对环境的污染主要表现在以下几个方面：１．１有害气体的污染农业生产过程是温室气体（ＣＨ４、Ｎ２０）的一个重要排放源，其排放主要来自水稻田及其他施肥农田、畜禽粪便等废弃物。全球动物粪便甲烷排放总量占已知人为甲烷排放量的５．５％．８％。动物粪便在处理和存放过程中还排放大量的氧化亚氮，全球动物粪便氧化亚氮排放量大约为２００万ｔ，占已知人为排放源的１４％。中国是动物饲养量最大的国家之一。据初步估算，１９９０年中国反刍动物甲烷排放量占全球动物甲烷排放量的７．２％，动物粪便氧化亚氮排放量约为２４．６万ｔ。随着人民生活水平的提高和膳食结构的改变，集约化饲养的动物数量及粪便排泄量会继续增加，畜禽粪便的甲烷排放量必然大幅增加（陈文优，２００７）。畜禽粪便含有大量的水分，在堆放和储藏的过程中，会产生大量恶臭气体，３西北大学硕士毕业论文其中含有氨，硫化物，甲烷等有害成分，污染周围空气，严重影响空气质量。奶牛粪便的恶臭气体产生量最大，国际上许多发达国家都对恶臭气体的排放有严格的规定，如同本在《恶臭法”中确定了８种恶臭物质，其中６种与奶牛养殖业密切褶关，它们是氨，甲基硫醇，硫化氢，二甲硫，二硫化甲基，三甲胺，看来又追加了丙酸，正丁酸，正戊酸，异戊酸４种低级脂肪酸（金淮等，２００５）。这些恶臭物质会刺激入的神经系统，对呼吸中枢产生毒害，同时也有害于畜禽生长，使畜禽生产性能下降。１．２病源微生物的污染未经处理的畜禽粪尿中含有大量的病原微生物、寄生虫及虫卵，可在土壤中生存和繁殖，扩大了传染源，造成人、畜传染病和寄生虫的蔓延。一些人畜共患病的瘾原微生物可在±壤孛保持致病力数年，甚至数十年之久。现已查明粪便中可引起寄生感染的微生物有１５０种（金淮等，２００５）。未经无害化处理的粪便施入农匾后，致病微生物不仅麓进入水体，随径流水进入灌溉或饮用水水源，还会直接污染所栽种的作物。１．３氮、磷的污染畜禽粪便中含有大量的无机态氮、磷和含氮有机物、含磷有机物。含氮有机物会在微生物的作用下分解为胺、ＮＨ３、ＮＯ．３、ＮＯ．２和ＮＩ－ｈ＋。在有氧状态下胺和ＮＨａ会在硝化细菌作用下分解为ＮＯ－２和ＮＯ－３（ＮＯ－２和ＮＯ．３为强化学致癌物质一亚硝基化合物的前体物质（Ｗａｒｔｈｅｓｅｎｅｔａ１．，１９７５），通过下渗或雨水冲刷流入河流湖泊中，造成地下水源和地表永源的污染，危害人体健康。粪便中所含的氨挥发到大气中，成为酸雨形成的影响因素之一（Ｏｈａｌｌｏｒａｎ，１９９３），磷是畜禽类生长的必需微量元素，口粮中磷不足会导致生产性能下降、死亡率增加、胴体品质下降等。然而，磷过量会导致粪便中磷含量增加，对环境造成严重污染。由于磷是水体自养生物（主要是浮游植物、尤其是藻类）的最小限制因予，当水体磷浓度增加（大于０．０１．０．０２ｍｇ／Ｌ）时，藻类急剧繁殖，造成水体富营养化（刘艳琴和江富华，２００１）。４
牛粪发酵生产生物有机肥的工艺优化及应用研究 - 图文
