畜禽糞便發(fā)酵處理設(shè)備及處理方法研究

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(1.陸軍工程大學(xué)訓(xùn)練基地, 江蘇 徐州 221004;2.四川天地拓鑫科技有限公司, 四川 成都 610015)

0 引言

我國是畜禽飼養(yǎng)量大國，對其糞便的無害化處理、資源化利用刻不容緩。目前，對畜禽糞便的處理、利用技術(shù)主要有土地還原法、腐熟堆肥法、生物處理法、干燥法、發(fā)酵處理法、青貯以及制作沼氣、焚燒產(chǎn)熱等能源化處理，這些技術(shù)和方法要么處理利用的效果不好，要么時間長、成本高、占地面積大，難以達(dá)到國家規(guī)定的環(huán)保要求；有的甚至將畜禽糞便直接排入江河造成嚴(yán)重的環(huán)境污染[1～5]。隨著人們環(huán)保意識的增強，對畜禽糞便的處理問題也越來越迫切；國家頒布的《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》《水污染防治行動計劃》《畜禽規(guī)模養(yǎng)殖污染防治條例》都為畜禽糞便處理提出了技術(shù)升級要求[1]。為此，作者研制了一種專門用于對畜禽糞便進(jìn)行發(fā)酵處理的專利設(shè)備，并基于此專用設(shè)備提出了適于高效、節(jié)能處理畜禽糞便的新方法。

1 臥式滾筒發(fā)酵處理設(shè)備簡介

根據(jù)畜禽糞便發(fā)酵特點，采用超低轉(zhuǎn)速臥式滾筒技術(shù)方案，將攪拌、加熱、脫濾水、供氧等技術(shù)有機(jī)結(jié)合，研制了FT系列畜禽糞便一體有機(jī)肥生產(chǎn)設(shè)備—拓鑫大筒[6]，如圖1所示，它主要包括以下主要部件。

(1)發(fā)酵滾筒，它內(nèi)置有攪拌、脫濾水、加熱等裝置，是用于畜禽糞便發(fā)酵處理的容器。

(2)進(jìn)料裝置，它包括設(shè)置在發(fā)酵滾筒右端的料斗和進(jìn)料螺旋輸送機(jī)，用于將待處理的畜禽糞便輸送至發(fā)酵滾筒之中。

(3)出料裝置，它包括設(shè)置在發(fā)酵滾筒左端的出料螺旋輸送機(jī)，用于將已發(fā)酵處理好的畜禽糞便從發(fā)酵滾筒中導(dǎo)送出來。

(4)支承與驅(qū)動裝置，它包括設(shè)置在發(fā)酵滾筒下部的支承底座和設(shè)置中發(fā)酵滾筒中部的驅(qū)動裝置，對進(jìn)出料裝置起固定和定位作用，對發(fā)酵滾筒起滾動支撐、定位和低速大扭矩回轉(zhuǎn)驅(qū)動作用。

(5)加熱、攪拌、脫濾水及通風(fēng)一體化裝置，其主體部分設(shè)置在發(fā)酵滾筒內(nèi)，主要用于對發(fā)酵滾筒中的畜禽糞便進(jìn)行適時加熱、攪拌、脫水和定時定量通風(fēng)供氧。

1-出料裝置；2-發(fā)酵滾筒；3-支承與驅(qū)動裝置；4-進(jìn)料裝置圖1 畜禽糞便發(fā)酵處理設(shè)備結(jié)構(gòu)簡圖

2 發(fā)酵處理方法

基于圖1所示的發(fā)酵處理設(shè)備，對畜禽糞便進(jìn)行發(fā)酵處理的基本方法如下。

2.1 進(jìn)料與混料

通過進(jìn)料裝置中的螺旋輸送機(jī)，將料斗中需要處理的畜禽糞便輸送到發(fā)酵滾筒之中，通過驅(qū)動裝置使發(fā)酵滾筒低速旋轉(zhuǎn)，使待處理的畜禽糞便與預(yù)留在發(fā)酵滾筒中已經(jīng)熟化、含有高溫發(fā)酵菌種的熟化物料按1∶1的比例進(jìn)行混合，使混合料的含水率降低至70%以下。

2.2 攪拌與預(yù)熱

通過加熱攪拌裝置對發(fā)酵滾筒中的混合料進(jìn)行持續(xù)攪拌和快速預(yù)加熱，使其溫度快速達(dá)到最佳發(fā)酵狀態(tài)的溫度65℃～70℃。

2.3 攪拌與保溫

讓混合料在溫度為65℃～70℃的狀態(tài)下保持48～72 h，同時使發(fā)酵滾筒以0.2～0.5 r/min的轉(zhuǎn)速低速旋轉(zhuǎn)，通過攪拌加熱裝置對發(fā)酵滾筒中的混合料進(jìn)行攪拌和加熱，使溫度保持在最佳發(fā)酵狀態(tài)的溫度65℃～70℃下進(jìn)行快速發(fā)酵，殺死糞便中的有害病菌、蟲卵和雜草的種子。

2.4 脫水與供氧

混合料在65℃～70℃溫度下進(jìn)行快速發(fā)酵的過程中，發(fā)酵滾筒中的脫水濾水裝置將混合料中離析出來的水?dāng)D出，并被濾除，使混合料中的含水率快速降低到能使混合料進(jìn)入高效發(fā)酵狀態(tài)的50%～60%，與此同時，每隔3～6 h，采用通風(fēng)裝置對發(fā)酵滾筒進(jìn)行8～12 min的通風(fēng)，提供發(fā)酵所需的氧氣。

2.5 出料

通過出料裝置中的螺旋輸送機(jī)將低速旋轉(zhuǎn)發(fā)酵滾筒中的已經(jīng)發(fā)酵處理好的基本熟化料導(dǎo)送出來，導(dǎo)送出來的基本熟化料出料量控制在50%，剩余50%的基本熟化料預(yù)留下來，以備下次使用。

2.6 自然熟化

將基本熟化料散裝堆放或袋裝堆放168～240 h，在自然通風(fēng)狀態(tài)下，使基本熟化料繼續(xù)發(fā)酵至完全熟化，進(jìn)一步殺死糞便中的有害病菌、蟲卵和雜草的種子，并使其含水率降低至20%～30%，完成畜禽糞便發(fā)酵處理。

2.7 形成有機(jī)復(fù)合肥

在發(fā)酵完全熟化的畜禽糞料中添加含鉀、磷的無機(jī)鹽，可形成有機(jī)復(fù)合肥，添加如硒這種特殊微量元素可形成特種有機(jī)復(fù)合肥，或添加爐灰渣、石粉可形成改良特定土壤的復(fù)合有機(jī)肥。

3 結(jié)論

(1)采用由臥式發(fā)酵滾筒、支承與驅(qū)動裝置、進(jìn)出料裝置、加熱攪拌裝置和通風(fēng)裝置等構(gòu)成的專用畜禽糞便發(fā)酵處理設(shè)備，克服了原有相關(guān)設(shè)備占地空間大、能耗高等不足。

(2)將待處理的畜禽糞料與含有高溫發(fā)酵菌種的熟化料按比例混合，并將滾動、攪拌、加熱、脫水、定時定量供氧等技術(shù)有機(jī)結(jié)合，降低了含水率，改善了發(fā)酵條件，提高了發(fā)酵速度和發(fā)酵效果。

(3)通過在完全熟化的畜禽糞料中添加鉀、磷或有益的微量元素，可形成有機(jī)復(fù)合肥，提升了畜禽糞便的利用價值。