一种利用改性玉米芯阻控奶牛粪污水发酵过程中氨挥发的方法技术

一种利用改性玉米芯阻控奶牛粪污水发酵过程中氨挥发的方法，1)将玉米芯晒干，切割至2~3 cm长度得玉米芯材料，其比表面积大于30 m

【技术实现步骤摘要】
一种利用改性玉米芯阻控奶牛粪污水发酵过程中氨挥发的方法
本专利技术涉及畜牧业粪污处理
，具体涉及一种阻控奶牛粪污水发酵过程中氨挥发的方法。
技术介绍
随着奶牛养殖业的快速发展，粪污产生量呈大幅度增长的态势。据农业农村部数据显示，我国奶牛粪污年产生量约4亿吨。大部分奶牛养殖场的粪污经固液分离后，固体粪便被用作燃料、卧床垫料或有机肥生产原料，液体（粪污水）直接贮存于贮存池或经过沼气生产厌氧发酵后贮存到贮存池，然后施用到农田。但是由于奶牛养殖场粪污水产生的连续性和农田使用存在着周期性，导致两者不完全匹配，使得粪污水需要在贮存池中贮存较长时间。奶牛粪污水呈碱性并且铵态氮含量高，在贮存过程中会大量释放氨气，不但造成氮素损失，而且给奶牛养殖场周边居民和生态环境带来严重影响。当前，环境污染已成为制约我国畜牧业发展的最大短板。玉米芯是玉米生产过程的副产品。2019年我国玉米产量达2.61亿吨，按照玉米芯与玉米产量之比0.21计算，我国每年产生的玉米芯量达到0.55亿吨，资源十分丰富。寻找有效利用玉米芯的途径，提高其附加值，对调整产品结构具有较大意义。因此，如何实现农业资源高效循环利用，减少奶牛养殖场粪污水贮存过程中的环境污染，是本
急需解决的技术问题。
技术实现思路
解决的技术问题：本专利技术针对上述技术问题，提供一种利用改性玉米芯阻控奶牛粪污水发酵过程中氨挥发的方法。技术方案：一种利用改性玉米芯阻控奶牛粪污水发酵过程中氨挥发的方法，包括如下步骤：1)将玉米芯晒干，切割至2~3cm长度得改性玉米芯材料，其比表面积大于30m2/g；2）将步骤1）中制得的改性玉米芯材料均匀覆盖于奶牛粪污水表面，覆盖厚度为5~6cm；3）将步骤2）覆盖后的奶牛粪污水在贮存池中贮存至少45天，完成阻控奶牛粪污水发酵过程中的氨挥发。步骤1）中所述改性玉米芯为玉米棒加工脱粒后的剩余部分，无霉变，晒干或烘干后含水率低于10%。步骤2）中所述奶牛粪污水为奶牛养殖场干清粪、水冲粪后的粪水以及奶牛养殖场舍内经固液分离后的液体部分。步骤2）中所述奶牛粪污水pH值为7.0~8.0，含固率低于10wt.％。有益效果：1）本申请中利用改性玉米芯覆盖奶牛粪污水贮存过程，氨挥发损失量减少60%以上，有效降低了对大气环境的污染。2）本申请中经利用改性玉米芯覆盖奶牛粪污水贮存45~60天后，粪污水中作物可利用氮含量将提高50%以上，粪大肠菌群值小于1.0×105个/L，符合粪水无害化指标，可直接还田施用。3）与目前较多的通过使用工业硫酸和磷酸酸化粪污水减少氨排放方法相比，本专利技术是一种简单易行的方法，成本低，操作方便，安全隐患小，不仅可以达到减少奶牛粪污水贮存过程中氨气挥发损失的目的，增加粪污水养分含量，还解决了农业生产过程中大量副产物玉米芯的使用问题，具有良好的生态环境效益，在规模化养殖场具有广阔的应用前景。具体实施方式为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是进一步说明本专利技术的特征及优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。实施例1一种利用改性玉米芯阻控奶牛粪污水发酵过程中氨挥发损失的方法，包括以下依次进行的步骤：1）将玉米棒加工后剩余的玉米芯晒干，切割至2~3cm长度，含水率为5%；2）将上述加工后的改性玉米芯，均匀的覆盖于盛有40L奶牛粪污水的PVC桶表面，改性玉米芯覆盖厚度为5cm；所述奶牛粪污水为来自奶牛养殖场经过固液分离后pH为7.2的液体，含固率5wt.%；3）将步骤2）中覆盖完成的奶牛粪污水放置贮存45天。本实施例1中利用改性玉米芯覆盖并贮存45天后的奶牛粪污水，与未进行覆盖处理且同期贮存45天的奶牛粪污水相比，氨挥发排放量减少了65%，粪污水中作物可利用氮含量提高了57%。实施例21）将玉米棒加工后剩余的玉米芯晒干，切割至2~3cm长度，含水率为5%；2）将上述加工后的玉米芯，均匀的覆盖于盛有90L奶牛粪污水的PVC圆形桶表面，改性玉米芯覆盖厚度为5cm；所述奶牛粪污水原液与实施例1相同；3）将步骤2）中覆盖完成的奶牛粪污水放置贮存60天。本实施例2中利用改性玉米芯覆盖并贮存60天后的奶牛粪污水，与未进行覆盖处理且同期贮存60天的奶牛粪污水相比，氨挥发排放减少了67%，粪污水中作物可利用氮含量提高了61%。实施例3为进一步验证本专利技术提出的改性玉米芯对奶牛粪污水贮存过程中氨挥发排放的阻控效果，首先将奶牛粪污水进行了酸化处理，酸化后分别设置覆盖和未覆盖改性玉米芯两个处理，具体操作步骤如下：1）将玉米棒加工后剩余的玉米芯晒干，切割至2~3cm长度，含水率为5%；2）设置两个处理（各4个重复）：两个处理分别缓慢添加乳酸，调节奶牛粪污水pH值至5.5±0.1，选择其中一个处理，将上述加工后的改性玉米芯均匀覆盖于盛有40L奶牛粪粪污水的PVC圆形桶表面，改性玉米芯覆盖厚度为5cm；另一个处理未进行改性玉米芯覆盖；所述奶牛粪污水原液与实施例1相同；3）将步骤2）中覆盖完成的奶牛粪污水放置贮存60天。本实施例3中利用改性玉米芯覆盖并贮存60天后的奶牛粪污水，与仅进行pH调节未进行改性玉米芯覆盖处理同期贮存60天的奶牛粪污水相比，氨挥发排放量减少了43%，表明尽管进行了酸化处理，随着贮存时间的延长，奶牛粪污水的pH会逐渐升高至6.5~8.0，在pH升高过程中，改性玉米芯可以显著阻控和减缓氨的挥发损失。实施例4为进一步说明同样具有较大比表面积，且能够长时间覆盖于液体表面的其他材料对奶牛粪污水贮存过程中氨挥发排放的阻控效果，以对比本专利技术中改性玉米芯的作用。1）将直径约2cm的黏土陶粒清洗干净，并用去离子水冲洗后晾干；2）将上述黏土陶粒均匀的覆盖于盛有40L奶牛粪污水的PVC圆形桶表面，覆盖厚度为5cm；所述奶牛粪污水原液与实施例1相同；3）将步骤2）中覆盖完成的奶牛粪污水放置贮存60天。本实施例4中利用干净黏土陶粒覆盖并贮存60天后的奶牛粪污水，与未进行覆盖处理且同期贮存60天的奶牛粪污水相比，氨挥发排放量反而增加了31%，而本专利技术中改性玉米芯覆盖并贮存60天后，氨挥发排放减少了69%。本实施例结果表明，与仅具有较大比表面积的材料相比，本专利技术提及的利用改性玉米芯阻控奶牛粪污水发酵过程中氨挥发损失的原理存在较大差异。此外，本专利技术与活性炭的吸附原理有所不同，一方面改性的玉米芯，由于比表面积较大，可以吸附粪污水发酵过程中产生的氨气；另一方面，本专利技术中玉米芯必须经过改性切割至2-3cm，达到完全覆盖于粪污水表面，否则，其阻控效果不佳。而活性炭放入粪污水中，很快其吸附水分子达到饱和，会沉入水底，不能起到阻控粪污水发酵过程中液体表面氨气挥发的作用。本文虽然已经给出了本专利技术的一些较优实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本专利技术精神的情况下，可以对本文的实施例进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用改性玉米芯阻控奶牛粪污水发酵过程中氨挥发的方法，其特征在于包括如下步骤：1) 将玉米芯晒干，切割至2~3 cm长度得改性玉米芯材料，其比表面积大于30 m

【技术特征摘要】
1.一种利用改性玉米芯阻控奶牛粪污水发酵过程中氨挥发的方法，其特征在于包括如下步骤：1)将玉米芯晒干，切割至2~3cm长度得改性玉米芯材料，其比表面积大于30m2/g；2）将步骤1）中制得的改性玉米芯材料均匀覆盖于奶牛粪污水表面，覆盖厚度为5~6cm；3）将步骤2）覆盖后的奶牛粪污水在贮存池中贮存至少45天，完成阻控奶牛粪污水发酵过程中的氨挥发。


2.根据权利要求1所述利用改性玉米芯阻控奶牛粪污水发酵过程中氨挥发的方法，其特征在于步骤1）中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘德燕，奥贝马·大卫·纳蒂，袁俊吉，丁维新，
申请(专利权)人：中国科学院南京土壤研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32