畜禽粪便是畜禽排泄物的总称,是粮食、农作物、秸秆和牧草等形态生物质的转化形式,主要包括畜禽排出的粪便、尿及其与杂草和冲洗废污水的混合物。随着国家政策的大力扶植和养殖业技术水平的不断提高,我国畜禽饲养量不断增加,畜禽粪便排放量也必然增加,由此造成的环境污染将会更加严重。
沼气是有机物经微生物厌氧消化而产生的可燃性气体,由于这种气体经常产生于沼泽地和池沼中,因此称为沼气。沼气是多种气体的混合物,其中甲烷(CH4 )含量通常在55%~70%之间,其余为二氧化碳和少量的氮、氢和硫化物,是一种良好的气体燃料,其特性与天然气相似,可以完全代替汽油或柴油进行发电。随着大型沼气工程的大量建设和沼气综合利用的不断发展,沼气发电技术逐渐被广泛利用,这种技术是将厌氧发酵处理产生的沼气用于装有综合发电装置的发动机上,以产生电能和热能。沼气发电技术是实现畜禽粪便、农作物秸秆、有机生活垃圾以及生活污水等各类生物质资源能源化利用的有效途径之一,具有高效、节能、安全和环保等综合效益。
1 畜禽粪便处理的必要性
随着人们生活水平的不断增加,人们对畜禽产品的需求量不断增大,国家兴建了许多集约化的畜禽养殖场,由此产生了大量的畜禽粪尿不经处理就排放到环境中,不仅污染了地表水和地下水,而且也会导致病原菌的扩散,对畜禽及人类的健康构成威胁,因此,变废为宝,将畜禽粪便无害化和资源化,最大限度地满足环境的可接受性和经济上的可行性,成为人们追求的目标。
1.1 对土壤的影响
畜禽粪便中富含有农作物生长所需的营养元素,如有机物和氮、磷、钾等养分,还含有钙、镁、硫等多种矿物质及微量元素,在满足作物生长需要的同时, 对提高土壤肥力 改良土壤性质和增加作物产量都有很好的作用。
但由于畜禽粪便的产生量过大,如大量使用粪便作为肥料会危害农作物土壤 表面水和地下水水质 2003 年全国畜禽粪便产生量约31. 9 亿t, 超过农业废弃物的 60%,是工业废弃物的3. 2倍,且畜禽粪便中含有大量的氮 磷 钾和部分重金属元素,处理不当容易造成对土壤 水源空气的污染, 危害人类健康。
1.2 对水体的污染
畜禽粪便淋溶性极强,远远超过化肥的淋溶性,若不及时采取措施, 便会污染地表水, 进而通过土壤渗滤污染地下水,畜禽粪便中含有大量的有机物氮、磷、钾等营养元素,同时含有大量的致病菌等污染物,还伴有恶臭气味我国每年畜禽粪便总量超过10亿 t,其中有25%的畜禽粪污流失到水体中未经处理的高浓度有机废水的集中排放,大量消耗水体中的溶解氧, 使水体变