摘要以松前村為研究對(duì)象，調(diào)查研究該村畜禽養(yǎng)殖業(yè)對(duì)環(huán)境的污染狀況，從而構(gòu)建沼氣蓄熱溫室生態(tài)系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用太陽(yáng)能加熱沼氣池，一方面為生態(tài)大棚提供必要溫度，另一方面可對(duì)大棚內(nèi)土壤進(jìn)行堆肥。該系統(tǒng)模式可減少其COD、氮、磷等污染物質(zhì)含量，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，減輕對(duì)地表水體污染。

　　關(guān)鍵詞禽畜養(yǎng)殖水體污染資源化利用

　　養(yǎng)殖論文范文：水產(chǎn)養(yǎng)殖中硝化細(xì)菌的應(yīng)用

　　摘要：在目前的集約化水產(chǎn)養(yǎng)殖模式下，養(yǎng)殖水體中常會(huì)累積大量的氨氮類污染物，對(duì)養(yǎng)殖生物造成危害。硝化細(xì)菌可分解水中的氨氮，并將其轉(zhuǎn)化為可被生物利用的硝酸鹽，是水產(chǎn)養(yǎng)殖中常用的有益微生物。本文主要探討其在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用。

　　0引言

　　近年來(lái)畜禽養(yǎng)殖污染已成為當(dāng)前繼工業(yè)污染、生活垃圾污染后的第三大污染源[1]。在吉林省農(nóng)村，以種植玉米，家庭養(yǎng)殖禽畜為主要增收方式。以吉林省松前村為例，該村位于伊通河上游，全村28戶農(nóng)民均以養(yǎng)雞為主要經(jīng)濟(jì)來(lái)源，年養(yǎng)殖約300萬(wàn)羽。規(guī)模化養(yǎng)殖產(chǎn)生大量的畜禽糞便，使污染集中，難于處理，大量糞便直接倒入伊通河，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重危害。一方面畜禽糞便、玉米秸稈無(wú)法資源化處理，污染環(huán)境，另一方面農(nóng)村能源資源非常短缺，這是我國(guó)北方農(nóng)村面臨的普遍問題。因此，積極開發(fā)利用生物質(zhì)能的可再生能源用于溫室大棚，使得農(nóng)民擺脫單一玉米種植模式，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益增收，又能利用沼氣發(fā)酵作為處理畜禽糞污、玉米秸稈，最大限度地節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和諧地發(fā)展。

　　1水體污染現(xiàn)狀

　　樣品采集點(diǎn)設(shè)置在伊通河上游流經(jīng)該村的某支流上，共設(shè)置地表水監(jiān)測(cè)點(diǎn)9個(gè)。村莊位于采樣點(diǎn)7所在位置。水樣中氨氮和硝酸鹽氮含量可知，該支流上共設(shè)9處采樣點(diǎn)，其中6處采樣點(diǎn)的氨氮質(zhì)量濃度在0.5mg/L以下，硝酸鹽氮質(zhì)量濃度在1mg/L以下，說(shuō)明該支流流經(jīng)以上6處采樣點(diǎn)的地表水水質(zhì)較好，達(dá)到Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)。分析采樣點(diǎn)2和9處氨氮和硝酸鹽氮含量稍高的原因是上述兩個(gè)采樣點(diǎn)有灌溉后的水流入。

　　采樣點(diǎn)7是養(yǎng)雞場(chǎng)污染區(qū)，未經(jīng)過任何處理就直接排放，測(cè)得的氨氮質(zhì)量濃度≥1mg/L，硝酸鹽氮質(zhì)量濃度≥1.5mg/L，屬于地表水水質(zhì)IV類。水樣中總氮、總磷、COD含量，可以看出，總氮的污染情況要比氨氮和硝酸鹽氮嚴(yán)重很多，特別是采樣點(diǎn)7，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過地表水水質(zhì)V類限值，分析原因?yàn)殡u糞及剩余飼料中的氮以有機(jī)氮化合物的形式存在;總磷的含量在7采樣點(diǎn)及下游超過地表水水質(zhì)V類限值;COD在7采樣點(diǎn)的質(zhì)量濃度高達(dá)1710mg/L，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過地表水水質(zhì)V類限值。未經(jīng)處理的禽畜糞便會(huì)對(duì)土壤、水體造成污染。用未經(jīng)處理的禽畜糞便施肥，會(huì)導(dǎo)致土壤中重金屬含量超標(biāo)，進(jìn)而污染地表水和地下水。經(jīng)檢測(cè)，該村土壤中的重金屬含量均超標(biāo)，Cu、Zn和As的含量相對(duì)于對(duì)照組最高超標(biāo)分別為142%，49%，12%。

　　2沼氣蓄熱溫室生態(tài)系統(tǒng)

　　系統(tǒng)由太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)、沼氣池增溫系統(tǒng)和溫室大棚內(nèi)土壤蓄熱輪耕系統(tǒng)3部分組成[2]。太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)可為大棚溫室內(nèi)的土壤和沼氣池冬季正常工作提供所需溫度;沼氣池增溫系統(tǒng)，是沼氣池外部敷設(shè)換熱管，換熱管內(nèi)的流體通過和沼氣池池壁對(duì)流換熱來(lái)提升沼氣池溫度;土壤蓄熱輪耕系統(tǒng)為大棚內(nèi)設(shè)有兩層土壤，兩層土壤中間敷設(shè)換熱管，上層土壤種植，下層土壤堆肥，兩層土壤輪休耕種。

　　2.1沼氣蓄熱溫室生態(tài)系統(tǒng)模式

　　保溫大棚長(zhǎng)20m，寬5，高1.5m，容積150m3。大棚內(nèi)的底部垂直高度上設(shè)有2個(gè)儲(chǔ)土槽12、13，儲(chǔ)土槽中間安裝有換熱盤2，換熱盤內(nèi)部敷設(shè)換熱管用于提升大棚內(nèi)溫度，上下儲(chǔ)土槽位置可調(diào)換，從而實(shí)現(xiàn)土壤的輪休耕種，儲(chǔ)土槽底部設(shè)有泄水孔和溢流孔6，在植物生長(zhǎng)期間可通過自動(dòng)澆灌系統(tǒng)進(jìn)行灌溉，該系統(tǒng)設(shè)有太陽(yáng)能集熱板8，通過太陽(yáng)能集熱板加熱循環(huán)水，熱水儲(chǔ)存在儲(chǔ)熱罐11內(nèi)，沼氣池由鋼纖維混凝土建造，內(nèi)嵌在換熱槽10內(nèi)，換熱槽外設(shè)絕熱保溫板，阻止沼氣池內(nèi)溫度損失。熱水由儲(chǔ)熱罐11內(nèi)流出，并聯(lián)流入大棚和沼氣池內(nèi)進(jìn)行換熱，以提高大棚內(nèi)的土壤溫度和沼氣池內(nèi)的發(fā)酵溫度。沼氣池內(nèi)產(chǎn)生的沼氣被集中收集在集氣罐9內(nèi)，夜間通過沼氣燈7的形式向大棚內(nèi)供熱，提升保溫大棚的溫度。

　　2.2沼氣池增溫

　　沼氣池由鋼纖維混凝土建造，沼氣池外部敷設(shè)換熱管，通過太陽(yáng)能集熱板加熱循環(huán)水，對(duì)沼氣池內(nèi)進(jìn)行換熱，以提高沼氣池內(nèi)的發(fā)酵溫度[3-5]。可以看出在系統(tǒng)換熱3天后，沼氣池內(nèi)溫度分層，形成高中低溫3個(gè)區(qū)域，上部為低溫區(qū)，溫度在280~290K之間，中間為中溫區(qū)，溫度300K左右，靠近沼氣池壁面為高溫區(qū)，達(dá)到了310K;換熱7天后，沼氣池內(nèi)溫度場(chǎng)趨于穩(wěn)態(tài)，高溫區(qū)進(jìn)一步擴(kuò)大，有3/4的區(qū)域溫度達(dá)到了310K以上，說(shuō)明連續(xù)換熱7天后，沼氣池內(nèi)的溫度趨于穩(wěn)定，完全能夠滿足沼氣發(fā)酵所需溫度。

　　為一月份沼氣池內(nèi)各點(diǎn)實(shí)測(cè)溫度曲線圖，通過對(duì)沼氣池進(jìn)行加熱實(shí)驗(yàn)，池體內(nèi)沼液的溫度均有明顯升高，沼氣池沼液平均溫度達(dá)到23.77℃，在室外-24℃的情況下，沼氣池內(nèi)的平均溫度也能達(dá)到23℃，說(shuō)明該沼氣池增溫系統(tǒng)能夠提供正常發(fā)酵所需的溫度。玉米秸稈與雞糞好氧堆肥處理大體可分為升溫、高溫和腐熟3個(gè)階段。升溫階段，溫度上升可達(dá)45℃以上;進(jìn)入高溫階段后，溫度變化趨勢(shì)相對(duì)平緩，可持續(xù)一段時(shí)間;高溫后，溫度會(huì)逐漸降低，最終與環(huán)境溫度趨于一致，進(jìn)入腐熟階段。雞糞、玉米秸稈，添加污泥的堆體升溫時(shí)間最短，只需7天，高溫階段持續(xù)兩周，堆肥35天后完成腐熟。未添加污泥的堆體，堆體升溫時(shí)間較長(zhǎng)，堆肥21天后溫度可達(dá)到45℃，高溫階段時(shí)間較短，45天完成腐熟。

　　3結(jié)果與分析

　　3.1土壤質(zhì)量的改善

　　分別對(duì)比該模式實(shí)施一年后大棚內(nèi)土壤中有機(jī)質(zhì)、全氮、速效磷、速效鉀的含量。Ⅰ代表土壤養(yǎng)分Ⅰ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值[6]，可以看出一年后土壤中速效鉀的平均含量是原來(lái)的6.2倍，提高了260.2mg/kg，速效磷的平均含量是原來(lái)的8倍，提高了79.6mg/kg。大棚內(nèi)土壤中速效鉀的平均含量高于土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Ⅰ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)55%，大棚內(nèi)土壤中速效磷的平均含量高于土壤養(yǎng)分Ⅰ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)100%。

　　全氮的單位為%，Ⅲ代表土壤養(yǎng)分Ⅲ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值，從圖9可以看出由于使用了沼渣、沼液使大棚內(nèi)土壤中全氮的含量比普通土壤提高了45%，有機(jī)質(zhì)的含量比原來(lái)提高了2.5倍。

　　3.2改善河流水質(zhì)的效果

　　測(cè)定實(shí)施土壤蓄熱增溫生態(tài)輪休大棚模式一年后，采樣點(diǎn)7處河水中的COD、NH3-N、TP濃度，與一年前的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，NH3-N單位為0.1mg/L，TP單位為0.01mg/L，Ⅴ代表Ⅴ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，可以看出，采用該模式一年后，采樣點(diǎn)7處河流中各項(xiàng)污染物平均濃度均大幅度降低，其中COD質(zhì)量濃度由1710mg/L降到25.09mg/L，達(dá)到Ⅴ類水質(zhì)要求;NH3-N質(zhì)量濃度由1mg/L降為0.61mg/L，TP質(zhì)量濃度由1.2mg/L降到0.18mg/L，均達(dá)到Ⅲ類水質(zhì)要求，河水質(zhì)量大幅度改觀，說(shuō)明該模式改善了農(nóng)民居住環(huán)境，解決了河流被污染的問題。

　　4結(jié)語(yǔ)

　　本研究以吉林省松前村為研究對(duì)象，調(diào)查研究該村畜禽養(yǎng)殖業(yè)對(duì)環(huán)境的污染狀況，構(gòu)建沼氣蓄熱溫室生態(tài)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以提供沼氣正常發(fā)酵所需的溫度，利用雞糞、秸稈沼渣進(jìn)行堆肥，一方面可以利用沼氣技術(shù)進(jìn)行生化處理，另一方面可以凈化畜禽養(yǎng)殖養(yǎng)殖廢水，減少其COD、氮、磷等污染物質(zhì)含量，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)減輕其對(duì)地表水體污染。用循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論來(lái)治理畜禽糞便、秸稈等造成的環(huán)境污染，使其資源化有著積極的意義。

　　參考文獻(xiàn)

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　　[2]趙嵩穎.一種生態(tài)大棚及農(nóng)田結(jié)構(gòu):ZL201720445733.5[P].2017-07-07.

　　[3]趙嵩穎，陳晨，白莉.太陽(yáng)能-樁儲(chǔ)熱技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2013，39(5):65-67.