明矾固持生猪养殖粪水养分的方法
技术领域
本发明涉及农业废弃物资源化利用技术领域，尤其是涉及一种明矾固持生猪养殖粪水养分的方法。
背景技术
我国肉类生产和消费以猪肉为主，占国内畜禽(猪牛羊禽)饲养总产值比重约56.6％，随着我国规模化养殖的快速发展，生猪养殖粪水排放量急剧增长，已成为农业面源污染、温室气体和氨气排放的重要排放源之一。
目前对于生猪粪水的处理主要有厌氧发酵贮存后还田和粪水直接贮存还田2种方式，其中厌氧发酵以其产生的沼气作为清洁能源的优势已成为我国大力推行的粪水利用的主要方式，但在粪水厌氧发酵生产中，设备维护成本较高，同时较小规模养殖场生产的沼气又不具备利用的经济价值，致使很多沼气直接排放到大气中，造成环境污染；在粪水直接贮存还田方面，由于粪水中含有大量的尿素，尿素分解产生大量的铵根离子，粪水中积累铵根离子过多会使粪水释放大量的氨气，污染环境。粪水中在存在大量铵根的情况下呈碱性，向粪水中添加酸能够长久的贮存粪水中铵根离子，提高粪水肥效，并减少氨气的挥发，如现有技术公开的一种畜禽养殖粪水酸化贮存的方法(CN109516839A)，以硫酸为酸化剂酸化养殖粪水过程中存在多次添加硫酸的问题，其它以草酸、乳酸为代表的有机酸使用成本太高。
发明内容
本发明的目的是提供一种明矾固持生猪养殖粪水养分的方法，使粪水中的铵根离子能够长期的贮存在粪水中，降低粪水中氨的挥发，起到提高肥水肥效的目的，从而克服现有技术中存在的不足。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种明矾固持生猪养殖粪水养分的方法，包括：向调节池中的生猪粪水中缓慢加入明矾，并持续搅拌，调节生猪粪水的pH值至6.0-6.5范围内；其中，明矾的加入量为生猪粪水质量分数的0.5-0.9％。
其中，pH值可采用pH在线检测仪完成，需实时监测明矾添加过程中pH变化，避免粪水pH值小于6.0。
进一步地，还包括，将加入明矾后的生猪粪水通入贮存池中贮存至少30天。
进一步地，明矾的加入量为生猪粪水质量分数的0.6-0.8％。
进一步地，所述的生猪粪水包括养猪场干清粪产生的粪水，以及生猪养殖场舍内水冲粪和水泡粪经固液分离后的液体部分中的一种或多种。
进一步地，所述生猪粪水的原始pH在6.5-8.5之间，含固率小于5％。
进一步地，所述明矾的粒度小于80目；并采用缓慢泼撒的方式加入至生猪粪水中。
具体地，所述明矾为工业明矾，分析纯，粉末状。
进一步地，所述调节池中设置有浮筒型搅拌器。
所述调节池具备防渗、防酸腐、抗压功能。
所述贮存池具备防渗、防酸腐、抗压功能。
与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果：
(1)本发明以明矾为添加剂，明矾溶于水形成氢氧化铝胶体，并释放出氢离子使水体呈酸性，可降低水体pH。添加明矾贮存后的生猪养殖粪水pH升高到6.0-8.0，粪水中铵氮含量相对未添加明矾的粪水提高96％-115％，氨气排放通量降低53％-99％，粪水可直接还田施用，提升了粪水肥效，同时粪水中的粪大肠菌群数可达到GB18596-2001生猪养殖业污染物排放标准中规定的要求。
(2)利用明矾固持生猪养殖粪水养分是一种简单易行的方法，操作方便，不需二次添加，且水解呈酸性，添加到到粪水中不仅可以降低粪水pH，且对养分固持效果稳定，简化了粪水养分固持工艺流程，降低了粪水中氨气的排放。且贮存后生猪养殖粪水还田施用后，可提高农作物对粪水中氮素的利用率，减少农田中氨气排放和氮素淋溶损失，具有良好的生态环境效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明试验例1中铵氮浓度和氨气排放通量的对比图；
图2是本发明试验例2中铵氮浓度和氨气排放通量的对比图。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的一较为典型的具体实施方案之中，提供一种明矾固持生猪养殖粪水养分的方法，包括：向调节池中的生猪粪水中缓慢加入明矾，并持续搅拌，调节生猪粪水的pH值至6.0-6.5范围内；其中，明矾的加入量为生猪粪水质量分数的0.5-0.9％。再将加入明矾后的生猪粪水通入贮存池中贮存至少30天。
其中，前述的生猪粪水包括养猪场、奶牛场或肉牛场的干清粪、粪水，以及生猪养殖场舍内水冲粪和水泡粪经固液分离后的液体部分中的一种或多种。前述生猪粪水的原始pH在6.5-8.5之间，含固率小于5％。前述明矾的粒度小于80目；并采用缓慢泼撒的方式加入至生猪粪水中。前述调节池中设置有浮筒型搅拌器。
实施例1
将1m3生猪养殖猪粪水通入到调节池内，加入总计40kg的明矾，持续搅拌，调节粪水pH为6.0，调节好pH后将添加明矾的粪水通入贮存池贮存。生猪养殖粪水来源于以干清粪工艺的猪场粪水，未经过固液分离，未添加明矾的粪水初始pH为8.48，铵氮为1094.35mg/L，氨气排放通量为22.02mg/m2/h，含固率3.08％,粪大肠菌群数为5.4*105MPN/L。试验贮存时间30天。
本实施例添加明矾的粪水贮存30天后，pH为8.00，铵氮浓度为879.7mg/L，氨气排放通量为5.89mg/m2/h，粪大肠菌群数为1.3*103MPN/L。
实施例2
将1m3生猪养殖猪粪水通入到调节池内，加入总计25kg的明矾，持续搅拌，调节粪水pH为6.5，调节好pH后将添加明矾的粪水通入贮存池贮存。生猪养殖粪水来源于以干清粪工艺的猪场粪水，未经过固液分离，未添加明矾的粪水初始pH为8.30，铵氮为1035.35mg/L，氨气排放通量为20.35mg/m2/h，含固率2.5％，粪大肠菌群数为4.8*105MPN/L。试验贮存时间30天。
本实施例添加明矾的粪水贮存30天后，pH为8.25，铵氮浓度为803.1mg/L，氨气排放通量为4.39mg/m2/h，粪大肠菌群数为2.4*103MPN/L。
试验例1
向1m3生猪养殖猪粪水中添加浓硫酸作为对照组，另外向1m3生猪养殖猪粪水中添加清水作为空白组。其中，对照组和空白组中，具体方法同实施例1，其中对照组中调节粪水pH为6.0。粪水初始pH为8.48，铵氮为1094.35mg/L，氨气排放通量为22.02mg/m2/h，含固率3.08％，粪大肠菌群数为5.4*105MPN/L。试验贮存时间30天。
经检测，对照组中，添加浓硫酸的粪水贮存30天后，pH为8.83，铵氮浓度为635.2mg/L，氨气排放通量为18.66mg/m2/h，粪大肠菌群数为0.94*103MPN/L。空白组中，添加清水的粪水贮存30天后，pH为8.82，铵氮浓度为409.5mg/L，氨气排放通量为33.15mg/m2/h，粪大肠菌群数为1.1*103MPN/L。将前述对照组和空白组的贮存30天的粪水的pH、铵氮浓度、氨气排放通量和粪大肠菌群数分别与实施例1进行对比，贮存30d后添加明矾的处理氨氮固持率比对照组提高了38.5％，比空白组提高了114.8％，氨气的排放通量比对照组降低了68.4％，比空白组降低了82.2％。得到铵氮浓度和氨气排放通量的对比图，如图1所示。
试验例2
向1m3生猪养殖猪粪水中添加浓硫酸作为对照组，另外向1m3生猪养殖猪粪水中添加清水作为空白组。其中，对照组和空白组中，具体方法同实施例2，其中对照组中调节粪水pH为6.5。粪水初始pH为8.30，铵氮为1035.35mg/L，氨气排放通量为20.35mg/m2/h，含固率2.5％，粪大肠菌群数为4.8*105MPN/L。试验贮存时间30天。
经检测，对照组中，添加浓硫酸的粪水贮存30天后，pH为8.41，铵氮浓度为531.0mg/L，氨气排放通量为17.34mg/m2/h，粪大肠菌群数为0.79*103MPN/L。空白组中，添加清水的粪水贮存30天后，pH为8.82，铵氮浓度为409.5mg/L，氨气排放通量为33.15mg/m2/h，粪大肠菌群数为1.1*103MPN/L。将前述对照组和空白组的贮存30天的粪水的pH、铵氮浓度、氨气排放通量和粪大肠菌群数分别与实施例2进行对比，贮存30d后添加明矾的处理氨氮固持率比对照组提高了51.2％，比空白组提高了96.1％，氨气的排放通量比对照组降低了74.7％，比空白组降低了86.8％。得到铵氮浓度和氨气排放通量的对比图，如图2所示。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
