畜禽糞便堆肥處理，有機肥生產工藝與設備介紹

　　據統計我國每年產生約38億噸畜禽糞便，這些糞便成為了農業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“放錯地方的黃金資源”，利用好它們，對于改善廣大農村的生產生活環境、改善土壤生產能力、治理農業面源污染具有非常重大的實際意義。禽牧業-一頭連著生產業和市場，一頭連接著生態環境，兩頭要保持平衡協調發展。為加快推進畜禽糞便資源化利用，2017年5月31日，國務院辦公廳印發了《關于加快推進畜禽養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到75%以上，規模養殖場糞便處理設施設備配套率達到95%以上，要求組織開展畜禽糞便資源化利用先進工藝、技術和設備研發。

　　浙江等南方地區由于氣溫常年比較高，畜禽糞便通過好氧堆肥處理生產有機肥比較適合。傳統的畜禽糞便堆肥發酵以自然發酵為主，存在周期長、發酵不徹底、污染大、氣味重等弊端，以純人力生產有機肥勞動強度大、工作環境惡劣、勞動效率低，已很難適應現在高人力成本和高效生產的社會發展形勢，也很難適應現代生態循環農業和高效畜牧業發展的形勢。因此，加快有機肥發酵產業領域的“機器換人”，提高有機肥生產裝備水平將變得尤為必要。

一、堆肥處理技術

　　畜禽糞污被處理時一般呈兩種形態：液態糞便和固體糞便。液態糞便的處理方式有厭氧發酵技術和自然生物處理技術，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酵使有機物礦質化、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。

　　整個流程歸納起來分為三個環節:原料預處理、好氧發酵、制粒成型。原料預處理包括固液分離、輔料粉碎以及對原料含水率、碳氮比、pH值的調整。好氧發酵環節包括翻拋、通風等措施，對原料起到補充氧氣、控制溫度、散發水分和恢復孔隙率的作用。制粒成型是一項系統工程，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、原料預處理以及設備

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

（1）固液分離設備

　　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。要實現固液分離，應用最廣泛、分離效果最好的是機械分離。機械分離設備可分為篩粉分離、離心分離、壓濾分離和螺旋擠壓分離4中類型。

　　篩分分離機：用于畜禽糞便分離的篩分機械主要有斜板和振動篩。篩條截面形狀為楔形的斜板篩，用于糞便分離具有結構簡單、不都賽等特點。但固體物質去除率降低，一般小于25%。

　　離心分離機：用于畜禽糞便的離心固液分離機主要有過濾心機和臥式螺旋離心機。離心分離機的有點是分離速度快、分離效率高；缺點是投資大，結構復雜、能耗高。

　　壓濾分離機：具有處理能力大、操作管理簡便、濾餅含水率低、無振動、無噪聲、能耗低等有點。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：是一種相對較為新型的固液分離設備，是目前畜禽糞便固液分離應用最廣的一種設備。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有機物溶解在水中，使得廢水的后處理變得異常困難，最終處理出水難以達到排放標準。

　　針對現有存在的一些不足，可研究設計新型固液分離機，完善分離機構，防止糞液直接沖入分離系統，增強篩網的防堵性，極大提高設備的工作效率和分離成效，降低固體含水率。

（2）粉碎設備

　　畜禽糞便的發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酵的輔料粒徑，需要對輔料進行粉碎處理，所以就需要用到粉碎設備。現有常用物料粉碎的設備主要有三種：錘片粉碎機、秸稈粉碎機、鍘草機。

（3）混合設備

　　混合是指將固體糞便、輔料和各種調理劑按照預先設定好的配方比例均勻混合的過程。對原料進行預混合，可以使堆體內各處均達到要求的碳氧比，確保微生物存活繁衍。根據被混合物料的性質，宜采用雙臥軸攪拌機。該設備臥式簡體內裝有雙軸螺旋反向的槳葉，槳成一定角度將物料沿軸向、徑向循環翻攪，使物料迅速混合均勻。減速機帶動軸的旋轉速度與槳葉的結構會使物料重量減弱，及時物料有比重、粒徑的差異，在交錯布置的攪拌葉片快速劇烈的翻騰拋灑下，也能達到很好的混合效果。如果該機能根據原料性質自動控制混合時間，就能取得更好的效果和效率。

三、發酵設備

　　畜禽糞便制有機肥的發酵方式包括：條垛式發酵、槽式發酵、塔體加熱式發酵。條垛式發酵是比較原始的發酵方式，發酵周期長，發酵效果一般，占地面積大，但生產工藝簡單，設備調試方便，費用低。槽式發酵可控性強，能有效縮短發酵周期，發酵效果好，但土建成本相對來說高，設備往往需要定制，安裝費用高。塔式加熱式發酵密封性能穩定，可移動性強，發酵效果好，周期一般在一周內，但設備投資成本高。

（1）條垛式發酵設備

　　條垛式發酵設備主要是指條垛式翻堆機。條垛式翻堆機是一種適用于條垛式發酵的翻拋設備，一般需要較大的場地。條垛式發酵是將物料堆放成一定高度的條垛，不需要建造發酵槽，通過條垛式翻堆機的翻拋作用，將自然風從料堆兩側送入料堆，提供氧氣，實現堆肥發酵。條垛式翻堆機主要由翻拋裝置、行走驅動拖拉機、傳動系統等組成，以內燃機驅動為主。條垛式發酵因物料堆積高度低，升溫效果不好。由于室外堆積發酵，容易受季節和陰雨天影響。還有其尾氣污染、臭氣和滲水會帶來環保問題。條垛式翻堆機比較適合粘緊物料的前處理，小規模生產，農場自用肥生產，無固定生產場所或臨時生產用。條垛式翻堆機應在對堆料高度的自適應方面加大研究，使設備具有自適應控制功能，增強設備適應物料的能力。由于是有人駕駛設備，應配備帶空調、空氣過濾凈化系統的駕駛艙，利于改善工作環境。

（2）槽式發酵設備

　　槽式發酵設備主要指槽式翻拋機。槽式翻拋機是一種與發酵槽相配套的翻拋設備。發酵槽兩側的頂部安裝有軌道，翻拋機可以在軌道上前后運行。一般槽式翻拋機的配備是一機多槽，翻拋機在發酵槽之間的轉運可以通過移行機來實現。槽式翻拋機主要由機架、翻拋裝置、行走機構、電纜卷筒裝置、電控系統等組成，以電力驅動為主。槽式發酵系統具有占地空間小、堆肥深度高(0.8~2.5 m)、升溫快和處理能力較大等優點，在國內廣泛使用，是我國畜禽糞便堆肥用的主要翻拋設備。槽式發酵過程中能夠保持、保證形成中溫-高溫-中溫-高溫交替的狀態，有效縮短發酵周期。在翻拋機上設置了添加菌種的裝置，能在發酵過程中均勻的按比例噴灑。同時可在槽底鋪設通風管，增加通氣量。還有設備使用電力，無尾氣污染，臭氣和滲水也可以有效控制。槽式翻拋機適用于精細化規模化生產，利于生產管理和生產成本的控制。

　　槽式翻拋機可在行走安全性、翻拋系統的可靠性、對堆肥物料的適應性和運行的自動化程度等方面進行改進研究。生產出產品效率高，運行平穩可靠，堅固耐用，翻拋均勻，受到市場好評的翻拋機。

（3）塔體加熱式發酵設備

　　塔體加熱式發酵設備采用封閉式運行。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，使含水率達到60%~65%的要求后進入立體好氧系統，通過調節原料的水分、氧氣含量和溫度變化，使物料進行充分的好氧發酵分解，分解過程中釋放的熱量能夠使物料自身溫度增高，溫度最高能夠達到80℃，物料中的水分隨著溫度的上升被蒸發，部分有機物被分解，從而使物料堆體體積減小，到達物料的減量化處理。該設備可布置檢測和控制裝置，可以實現發酵過程中不同發酵階段的精確控制，有利于目標生物菌繁殖、擴充、發酵和畜禽糞便分解。設備的輔助的加熱可確保在低溫環境下正常運行。但該設備塔對制作材料要求高，制造成本相應也高，而且還配備了自動檢測、控制裝置，維護保養陳本也高。高昂的費用不太符合我國的國情，使用量也日益減少，客戶用的不多，制造廠家生產的也不多。塔體發酵設備要想獲得快速的發展應該降低價位、實現操作方便、好維護和低能耗方面下功夫。

4、造粒成型設備

　　造粒成型是我國較于歐美等地區獨有的環節，顆粒有機肥料具有良好的商品性能，在儲運過程中不會自動分級、具有緩釋性，可以為土壤創造團粒結構。目前市場上主要的有機肥造粒方式主要有擠壓式造粒機和團聚造粒。

　　擠壓造粒常用的設備為對輥擠壓式造粒機，它是有機肥造粒機中應用較廣的造粒機，屬于擠出滑模型，能夠連續生產一次輥壓成型。物料從進料斗加入、經對輥擠壓式成型，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，再次進行造粒。此外擠壓式造粒模式的造粒機還有平模造粒機和環模造粒機。

　　團聚造粒常用的設備為圓盤造粒機和轉鼓造粒機。圓盤造粒機是一種成熟的有機肥造粒設備，造粒盤盤角采用整體圓弧結構，進入圓盤的物料由霧化噴嘴，噴灑適量的液體，經造粒盤旋轉，制成成品有機肥顆粒，形成一定量后隨圓盤旋轉慣性甩出。造粒盤設有三個出料口，便于間斷生產作業。轉鼓造粒機簡體內部有特殊結構，把需要成粒的物料通過簡體的旋轉運動，在簡體內產生滾動旋轉，在一定的濕度、溫度下粘聚成球，完成造粒工作。