畜禽糞便堆肥處理，有機(jī)肥生產(chǎn)工藝與設(shè)備介紹

　　據(jù)統(tǒng)計(jì)我國每年產(chǎn)生約38億噸畜禽糞便，這些糞便成為了農(nóng)業(yè)面源污染的主要來源。畜禽糞便用則利、棄則害，可以說，畜禽糞便是“放錯(cuò)地方的黃金資源”，利用好它們，對于改善廣大農(nóng)村的生產(chǎn)生活環(huán)境、改善土壤生產(chǎn)能力、治理農(nóng)業(yè)面源污染具有非常重大的實(shí)際意義。禽牧業(yè)-一頭連著生產(chǎn)業(yè)和市場，一頭連接著生態(tài)環(huán)境，兩頭要保持平衡協(xié)調(diào)發(fā)展。為加快推進(jìn)畜禽糞便資源化利用，2017年5月31日，國務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于加快推進(jìn)畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用的意見》。《意見》明確要求，到2020年全國畜禽糞便綜合利用率要達(dá)到75%以上，規(guī)模養(yǎng)殖場糞便處理設(shè)施設(shè)備配套率達(dá)到95%以上，要求組織開展畜禽糞便資源化利用先進(jìn)工藝、技術(shù)和設(shè)備研發(fā)。

　　浙江等南方地區(qū)由于氣溫常年比較高，畜禽糞便通過好氧堆肥處理生產(chǎn)有機(jī)肥比較適合。傳統(tǒng)的畜禽糞便堆肥發(fā)酵以自然發(fā)酵為主，存在周期長、發(fā)酵不徹底、污染大、氣味重等弊端，以純?nèi)肆ιa(chǎn)有機(jī)肥勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作環(huán)境惡劣、勞動(dòng)效率低，已很難適應(yīng)現(xiàn)在高人力成本和高效生產(chǎn)的社會(huì)發(fā)展形勢，也很難適應(yīng)現(xiàn)代生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)和高效畜牧業(yè)發(fā)展的形勢。因此，加快有機(jī)肥發(fā)酵產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的“機(jī)器換人”，提高有機(jī)肥生產(chǎn)裝備水平將變得尤為必要。

一、堆肥處理技術(shù)

　　畜禽糞污被處理時(shí)一般呈兩種形態(tài)：液態(tài)糞便和固體糞便。液態(tài)糞便的處理方式有厭氧發(fā)酵技術(shù)和自然生物處理技術(shù)，固體糞便主要處理方式就是堆肥處理。堆肥是指在微生物作用下通過高溫發(fā)酵使有機(jī)物礦質(zhì)化、腐殖化、無害化(殺死病原菌、蟲卵、雜草種子等)而變成腐熟肥料的過程。

　　整個(gè)流程歸納起來分為三個(gè)環(huán)節(jié):原料預(yù)處理、好氧發(fā)酵、制粒成型。原料預(yù)處理包括固液分離、輔料粉碎以及對原料含水率、碳氮比、pH值的調(diào)整。好氧發(fā)酵環(huán)節(jié)包括翻拋、通風(fēng)等措施，對原料起到補(bǔ)充氧氣、控制溫度、散發(fā)水分和恢復(fù)孔隙率的作用。制粒成型是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，圍繞制粒成型這一核心，前有粉碎、配料、混合等工序，后有烘干、篩分、冷卻等工序。

二、原料預(yù)處理以及設(shè)備

原料預(yù)處理主要是制備滿足好氧發(fā)酵要求的發(fā)酵原料。其主要過程包括畜禽糞便的固態(tài)分離、輔助料的粉碎和各種原料的混合配比。

（1）固液分離設(shè)備

　　堆肥處理的原料是固體糞便。固體糞便的來源為干清糞和通過固液分離方法從“水泡糞”中分離出的固體物。要實(shí)現(xiàn)固液分離，應(yīng)用最廣泛、分離效果最好的是機(jī)械分離。機(jī)械分離設(shè)備可分為篩粉分離、離心分離、壓濾分離和螺旋擠壓分離4中類型。

　　篩分分離機(jī)：用于畜禽糞便分離的篩分機(jī)械主要有斜板和振動(dòng)篩。篩條截面形狀為楔形的斜板篩，用于糞便分離具有結(jié)構(gòu)簡單、不都賽等特點(diǎn)。但固體物質(zhì)去除率降低，一般小于25%。

　　離心分離機(jī)：用于畜禽糞便的離心固液分離機(jī)主要有過濾心機(jī)和臥式螺旋離心機(jī)。離心分離機(jī)的有點(diǎn)是分離速度快、分離效率高；缺點(diǎn)是投資大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、能耗高。

　　壓濾分離機(jī)：具有處理能力大、操作管理簡便、濾餅含水率低、無振動(dòng)、無噪聲、能耗低等有點(diǎn)。由于利用濾帶是固液分離，為防止濾帶堵塞，需高壓水不斷沖刷，增加污水處理量， 成本高。

　　螺旋擠壓分離機(jī)：是一種相對較為新型的固液分離設(shè)備，是目前畜禽糞便固液分離應(yīng)用最廣的一種設(shè)備。其缺陷為在分離前需將原糞水用攪拌器攪拌均勻，從而使糞水中大量的固態(tài)有機(jī)物溶解在水中，使得廢水的后處理變得異常困難，最終處理出水難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　針對現(xiàn)有存在的一些不足，可研究設(shè)計(jì)新型固液分離機(jī)，完善分離機(jī)構(gòu)，防止糞液直接沖入分離系統(tǒng)，增強(qiáng)篩網(wǎng)的防堵性，極大提高設(shè)備的工作效率和分離成效，降低固體含水率。

（2）粉碎設(shè)備

　　畜禽糞便的發(fā)酵工藝要求需要加入一定的輔料（秸稈、樹枝、稻殼、玉米芯等）。為了得到適宜好氧堆肥發(fā)酵的輔料粒徑，需要對輔料進(jìn)行粉碎處理，所以就需要用到粉碎設(shè)備。現(xiàn)有常用物料粉碎的設(shè)備主要有三種：錘片粉碎機(jī)、秸稈粉碎機(jī)、鍘草機(jī)。

（3）混合設(shè)備

　　混合是指將固體糞便、輔料和各種調(diào)理劑按照預(yù)先設(shè)定好的配方比例均勻混合的過程。對原料進(jìn)行預(yù)混合，可以使堆體內(nèi)各處均達(dá)到要求的碳氧比，確保微生物存活繁衍。根據(jù)被混合物料的性質(zhì)，宜采用雙臥軸攪拌機(jī)。該設(shè)備臥式簡體內(nèi)裝有雙軸螺旋反向的槳葉，槳成一定角度將物料沿軸向、徑向循環(huán)翻攪，使物料迅速混合均勻。減速機(jī)帶動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)速度與槳葉的結(jié)構(gòu)會(huì)使物料重量減弱，及時(shí)物料有比重、粒徑的差異，在交錯(cuò)布置的攪拌葉片快速劇烈的翻騰拋灑下，也能達(dá)到很好的混合效果。如果該機(jī)能根據(jù)原料性質(zhì)自動(dòng)控制混合時(shí)間，就能取得更好的效果和效率。

三、發(fā)酵設(shè)備

　　畜禽糞便制有機(jī)肥的發(fā)酵方式包括：條垛式發(fā)酵、槽式發(fā)酵、塔體加熱式發(fā)酵。條垛式發(fā)酵是比較原始的發(fā)酵方式，發(fā)酵周期長，發(fā)酵效果一般，占地面積大，但生產(chǎn)工藝簡單，設(shè)備調(diào)試方便，費(fèi)用低。槽式發(fā)酵可控性強(qiáng)，能有效縮短發(fā)酵周期，發(fā)酵效果好，但土建成本相對來說高，設(shè)備往往需要定制，安裝費(fèi)用高。塔式加熱式發(fā)酵密封性能穩(wěn)定，可移動(dòng)性強(qiáng)，發(fā)酵效果好，周期一般在一周內(nèi)，但設(shè)備投資成本高。

（1）條垛式發(fā)酵設(shè)備

　　條垛式發(fā)酵設(shè)備主要是指條垛式翻堆機(jī)。條垛式翻堆機(jī)是一種適用于條垛式發(fā)酵的翻拋設(shè)備，一般需要較大的場地。條垛式發(fā)酵是將物料堆放成一定高度的條垛，不需要建造發(fā)酵槽，通過條垛式翻堆機(jī)的翻拋?zhàn)饔茫瑢⒆匀伙L(fēng)從料堆兩側(cè)送入料堆，提供氧氣，實(shí)現(xiàn)堆肥發(fā)酵。條垛式翻堆機(jī)主要由翻拋裝置、行走驅(qū)動(dòng)拖拉機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)等組成，以內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)為主。條垛式發(fā)酵因物料堆積高度低，升溫效果不好。由于室外堆積發(fā)酵，容易受季節(jié)和陰雨天影響。還有其尾氣污染、臭氣和滲水會(huì)帶來環(huán)保問題。條垛式翻堆機(jī)比較適合粘緊物料的前處理，小規(guī)模生產(chǎn)，農(nóng)場自用肥生產(chǎn)，無固定生產(chǎn)場所或臨時(shí)生產(chǎn)用。條垛式翻堆機(jī)應(yīng)在對堆料高度的自適應(yīng)方面加大研究，使設(shè)備具有自適應(yīng)控制功能，增強(qiáng)設(shè)備適應(yīng)物料的能力。由于是有人駕駛設(shè)備，應(yīng)配備帶空調(diào)、空氣過濾凈化系統(tǒng)的駕駛艙，利于改善工作環(huán)境。

（2）槽式發(fā)酵設(shè)備

　　槽式發(fā)酵設(shè)備主要指槽式翻拋機(jī)。槽式翻拋機(jī)是一種與發(fā)酵槽相配套的翻拋設(shè)備。發(fā)酵槽兩側(cè)的頂部安裝有軌道，翻拋機(jī)可以在軌道上前后運(yùn)行。一般槽式翻拋機(jī)的配備是一機(jī)多槽，翻拋機(jī)在發(fā)酵槽之間的轉(zhuǎn)運(yùn)可以通過移行機(jī)來實(shí)現(xiàn)。槽式翻拋機(jī)主要由機(jī)架、翻拋裝置、行走機(jī)構(gòu)、電纜卷筒裝置、電控系統(tǒng)等組成，以電力驅(qū)動(dòng)為主。槽式發(fā)酵系統(tǒng)具有占地空間小、堆肥深度高(0.8~2.5 m)、升溫快和處理能力較大等優(yōu)點(diǎn)，在國內(nèi)廣泛使用，是我國畜禽糞便堆肥用的主要翻拋設(shè)備。槽式發(fā)酵過程中能夠保持、保證形成中溫-高溫-中溫-高溫交替的狀態(tài)，有效縮短發(fā)酵周期。在翻拋機(jī)上設(shè)置了添加菌種的裝置，能在發(fā)酵過程中均勻的按比例噴灑。同時(shí)可在槽底鋪設(shè)通風(fēng)管，增加通氣量。還有設(shè)備使用電力，無尾氣污染，臭氣和滲水也可以有效控制。槽式翻拋機(jī)適用于精細(xì)化規(guī)模化生產(chǎn)，利于生產(chǎn)管理和生產(chǎn)成本的控制。

　　槽式翻拋機(jī)可在行走安全性、翻拋系統(tǒng)的可靠性、對堆肥物料的適應(yīng)性和運(yùn)行的自動(dòng)化程度等方面進(jìn)行改進(jìn)研究。生產(chǎn)出產(chǎn)品效率高，運(yùn)行平穩(wěn)可靠，堅(jiān)固耐用，翻拋均勻，受到市場好評的翻拋機(jī)。

（3）塔體加熱式發(fā)酵設(shè)備

　　塔體加熱式發(fā)酵設(shè)備采用封閉式運(yùn)行。將畜禽糞便、輔料、菌劑以及回流物料按照一定比例混合攪拌均勻，使含水率達(dá)到60%~65%的要求后進(jìn)入立體好氧系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)原料的水分、氧氣含量和溫度變化，使物料進(jìn)行充分的好氧發(fā)酵分解，分解過程中釋放的熱量能夠使物料自身溫度增高，溫度最高能夠達(dá)到80℃，物料中的水分隨著溫度的上升被蒸發(fā)，部分有機(jī)物被分解，從而使物料堆體體積減小，到達(dá)物料的減量化處理。該設(shè)備可布置檢測和控制裝置，可以實(shí)現(xiàn)發(fā)酵過程中不同發(fā)酵階段的精確控制，有利于目標(biāo)生物菌繁殖、擴(kuò)充、發(fā)酵和畜禽糞便分解。設(shè)備的輔助的加熱可確保在低溫環(huán)境下正常運(yùn)行。但該設(shè)備塔對制作材料要求高，制造成本相應(yīng)也高，而且還配備了自動(dòng)檢測、控制裝置，維護(hù)保養(yǎng)陳本也高。高昂的費(fèi)用不太符合我國的國情，使用量也日益減少，客戶用的不多，制造廠家生產(chǎn)的也不多。塔體發(fā)酵設(shè)備要想獲得快速的發(fā)展應(yīng)該降低價(jià)位、實(shí)現(xiàn)操作方便、好維護(hù)和低能耗方面下功夫。

4、造粒成型設(shè)備

　　造粒成型是我國較于歐美等地區(qū)獨(dú)有的環(huán)節(jié)，顆粒有機(jī)肥料具有良好的商品性能，在儲運(yùn)過程中不會(huì)自動(dòng)分級、具有緩釋性，可以為土壤創(chuàng)造團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。目前市場上主要的有機(jī)肥造粒方式主要有擠壓式造粒機(jī)和團(tuán)聚造粒。

　　擠壓造粒常用的設(shè)備為對輥擠壓式造粒機(jī)，它是有機(jī)肥造粒機(jī)中應(yīng)用較廣的造粒機(jī)，屬于擠出滑模型，能夠連續(xù)生產(chǎn)一次輥壓成型。物料從進(jìn)料斗加入、經(jīng)對輥擠壓式成型，脫模造粒，再傳送到破碎篩分工序，篩下不合格和分離合格成品顆粒，然后不合格的返回料與新料再次混合，再次進(jìn)行造粒。此外擠壓式造粒模式的造粒機(jī)還有平模造粒機(jī)和環(huán)模造粒機(jī)。

　　團(tuán)聚造粒常用的設(shè)備為圓盤造粒機(jī)和轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)。圓盤造粒機(jī)是一種成熟的有機(jī)肥造粒設(shè)備，造粒盤盤角采用整體圓弧結(jié)構(gòu)，進(jìn)入圓盤的物料由霧化噴嘴，噴灑適量的液體，經(jīng)造粒盤旋轉(zhuǎn)，制成成品有機(jī)肥顆粒，形成一定量后隨圓盤旋轉(zhuǎn)慣性甩出。造粒盤設(shè)有三個(gè)出料口，便于間斷生產(chǎn)作業(yè)。轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)簡體內(nèi)部有特殊結(jié)構(gòu)，把需要成粒的物料通過簡體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在簡體內(nèi)產(chǎn)生滾動(dòng)旋轉(zhuǎn)，在一定的濕度、溫度下粘聚成球，完成造粒工作。