畜禽糞便發(fā)酵制取有機(jī)肥成套設(shè)備的研究

魏琍峻，耿兆奎，孫維鵬*

（1.江西省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，江西 南昌 330044；2.南昌市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，江西 南昌 330044）

隨著我國(guó)畜禽養(yǎng)殖業(yè)迅速發(fā)展，畜禽產(chǎn)生的糞便成為農(nóng)業(yè)污染的主要來源之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)畜禽養(yǎng)殖每年產(chǎn)生三十多億噸畜禽糞便，這些糞便是農(nóng)業(yè)方面污染的主要來源之一。通過成套設(shè)備對(duì)畜禽糞便發(fā)酵制取有機(jī)肥，不僅可以減少畜禽糞便造成的農(nóng)業(yè)污染，還可以變廢為寶，改良土壤、培肥地力，減少化肥使用率，提高作物產(chǎn)量，改善作物品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)畜禽糞污的資源化利用。

1 畜禽糞便處理發(fā)展現(xiàn)狀

江西省大部分地區(qū)溫度常年較高，適合使用好氧堆肥的方式開展有機(jī)肥生產(chǎn)。按照傳統(tǒng)作業(yè)模式，畜禽糞便的堆肥及發(fā)酵通常是以自然發(fā)酵為主，存在著氣味重、污染大、周期長(zhǎng)和發(fā)酵不徹底等缺點(diǎn)，通過純?nèi)肆趧?dòng)生產(chǎn)制造有機(jī)肥，作業(yè)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大且工作環(huán)境惡劣，已經(jīng)很難適應(yīng)當(dāng)下人工成本高及生產(chǎn)效率高的社會(huì)發(fā)展形勢(shì)，同時(shí)也不符合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)綠色、循環(huán)、健康的發(fā)展趨勢(shì)。加快推進(jìn)有機(jī)肥發(fā)酵領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“機(jī)器替人”，解決處理有機(jī)肥的裝備問題變得尤為重要。

目前我國(guó)有很多生產(chǎn)制取有機(jī)肥設(shè)備的廠家，設(shè)備類型多樣化。由于缺少統(tǒng)一的行業(yè)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)，各廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量、性能及價(jià)格存在較大差異，制取有機(jī)肥設(shè)備的市場(chǎng)相對(duì)較為混亂。整體來說，制取有機(jī)肥設(shè)備的智能化及自動(dòng)化水平較低，生產(chǎn)設(shè)備作業(yè)效率較低，體積龐大占空間，還有部分設(shè)備是由其他行業(yè)的設(shè)備改造得來，缺少制取有機(jī)肥的專業(yè)設(shè)備。當(dāng)前有機(jī)肥制取設(shè)備的生產(chǎn)行業(yè)，急需一只“領(lǐng)頭羊”，為這個(gè)行業(yè)制定一個(gè)統(tǒng)一、可行的標(biāo)準(zhǔn)，在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上改進(jìn)、優(yōu)選，研制出高效、實(shí)用、專業(yè)的制取有機(jī)肥成套設(shè)備。

2 畜禽糞便發(fā)酵制取有機(jī)肥成套設(shè)備研究

依托江西省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心的科研技術(shù)力量，與江西史可郎生物科技有限公司合作，探索研究畜禽糞便發(fā)酵制取有機(jī)肥加工工藝及技術(shù)路線，研制優(yōu)選出一套質(zhì)量穩(wěn)定、價(jià)格合理、自動(dòng)化水平高的高效有機(jī)肥生產(chǎn)成套設(shè)備。

2.1 畜禽糞便發(fā)酵制取有機(jī)肥加工工藝及技術(shù)路線

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。結(jié)合畜禽糞便高效綜合利用技術(shù)的處理工藝，對(duì)畜禽糞便發(fā)酵制取有機(jī)肥設(shè)備進(jìn)行整體集成研究，優(yōu)選設(shè)計(jì)一套高效畜禽糞便發(fā)酵制取有機(jī)肥生產(chǎn)成套設(shè)備，使肥料、菌種、營(yíng)養(yǎng)調(diào)節(jié)劑充分混合，減少菌劑用量，縮短發(fā)酵時(shí)間，提高發(fā)酵程度，提高有機(jī)肥肥效。

圖1 畜禽糞便發(fā)酵制取有機(jī)肥加工工藝及技術(shù)路線

2.2 設(shè)備的設(shè)計(jì)、優(yōu)選

研究人員針對(duì)畜禽糞便發(fā)酵制取有機(jī)肥設(shè)備中的固液分離設(shè)備、原料粉碎設(shè)備、翻拋機(jī)、制粒機(jī)等核心設(shè)備，從工作性能、控制方式、工作原理、生產(chǎn)周期、市場(chǎng)價(jià)格等方面進(jìn)行對(duì)比分析。

2.2.1 發(fā)酵前處理設(shè)備的優(yōu)選

對(duì)常用的分離機(jī)，如螺旋擠壓固液分離機(jī)與江西史可郎生物科技有限公司優(yōu)選研發(fā)的新型固液分離設(shè)備進(jìn)行了對(duì)比分析，主要性能指標(biāo)對(duì)比結(jié)果如下（見表1）：新型固液分離機(jī)結(jié)合常用分離機(jī)的特點(diǎn)，完善了分離機(jī)構(gòu)，可防止糞液直接沖入分離系統(tǒng)，有效增強(qiáng)了篩網(wǎng)的防堵性，極大地提高了設(shè)備的分離成效和工作效率，降低了固體的含水率。

表1 固液分離設(shè)備對(duì)比

對(duì)常用的4種粉碎設(shè)備與江西史可郎生物科技有限公司優(yōu)選設(shè)計(jì)的粉碎設(shè)備進(jìn)行了對(duì)比分析，主要性能指標(biāo)對(duì)比結(jié)果如下（見表2）：優(yōu)選設(shè)計(jì)的粉碎機(jī)結(jié)合了其他四種粉碎機(jī)的特點(diǎn)，可以對(duì)多樣性的物料進(jìn)行快速切削及揉搓。

2.2.2 發(fā)酵設(shè)備的優(yōu)選

畜禽糞便發(fā)酵制取有機(jī)肥采用槽式發(fā)酵方式，該方式可控性強(qiáng)，能有效縮短發(fā)酵周期，且發(fā)酵效果好，但土建成本相對(duì)來說高，設(shè)備往往需要定制，安裝費(fèi)用較高。槽式發(fā)酵方式使用的主要設(shè)備為槽式翻拋機(jī)，該機(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。對(duì)常用的兩種槽式翻拋機(jī)設(shè)備與江西史可郎生物科技有限公司優(yōu)選研發(fā)的翻拋機(jī)進(jìn)行了對(duì)比，主要性能指標(biāo)對(duì)比結(jié)果如下（見表3）：新型翻拋機(jī)結(jié)合了其他兩種槽式翻拋機(jī)的特點(diǎn)，從翻拋系統(tǒng)可靠性、行走安全性、堆肥物料的適應(yīng)性以及運(yùn)行過程的自動(dòng)化程度等方面進(jìn)行了改進(jìn)。該新型翻拋機(jī)生產(chǎn)效率高、堅(jiān)固耐用、翻拋均勻、運(yùn)行平穩(wěn)可靠，受到市場(chǎng)好評(píng)。

表2 原料粉碎設(shè)備對(duì)比

2.2.3 發(fā)酵后處理設(shè)備的優(yōu)選

發(fā)酵后的有機(jī)肥原料是粗細(xì)不一的粉狀料，存在著一定的水分和雜質(zhì)，需要進(jìn)行進(jìn)一步處理方能滿足國(guó)家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。制粒成型是我國(guó)相較于歐美等其他國(guó)家特有的環(huán)節(jié)，顆粒肥料通常具有良好的商品屬性，在儲(chǔ)運(yùn)的過程中不會(huì)自動(dòng)分散，具有一定的緩釋性，可為土壤創(chuàng)造團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。對(duì)常用的圓盤制粒設(shè)備與江西史可郎生物科技有限公司優(yōu)選設(shè)計(jì)的擠壓式制粒設(shè)備進(jìn)行了對(duì)比分析，主要性能指標(biāo)對(duì)比結(jié)果如下（見表4）：擠壓式制粒在功率相同的情況下，生產(chǎn)環(huán)節(jié)少、效果好、產(chǎn)能大、保留了更多有機(jī)肥的養(yǎng)分和有益菌的活性，是適合商品化生產(chǎn)的制粒設(shè)備。

表3 翻拋機(jī)對(duì)比

表4 制粒機(jī)對(duì)比

3 小結(jié)

3.1 科研成果方面

江西省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心與江西史可郎生物科技有限公司合作，圍繞畜禽糞便發(fā)酵制取有機(jī)肥加工工藝及技術(shù)路線，明確了生產(chǎn)工藝過程中的核心設(shè)備，對(duì)核心設(shè)備的基本工作原理、主要性能參數(shù)、市場(chǎng)價(jià)格等進(jìn)行了對(duì)比，對(duì)比了各種制取設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)，為畜禽糞便發(fā)酵制取有機(jī)肥成套設(shè)備的核心環(huán)節(jié)的選型以及今后中國(guó)的有機(jī)肥制取設(shè)備的研發(fā)奠定了基礎(chǔ)，使有機(jī)肥制取設(shè)備向著輕型化、智能化方向發(fā)展。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益方面

研制優(yōu)選了一套質(zhì)量穩(wěn)定、價(jià)格合理、自動(dòng)化水平高的畜禽糞便發(fā)酵制取有機(jī)肥的成套設(shè)備，設(shè)備已在高安、南城、安徽懷寧投產(chǎn)，可年處理禽糞便10萬噸，制取有機(jī)肥3.8萬噸，有機(jī)肥銷售額約4000萬元。

3.3 生態(tài)效益方面

通過本成果的應(yīng)用，一套設(shè)備可年處理300萬羽標(biāo)準(zhǔn)化肉雞的糞便，有效減少了糞便亂排亂放對(duì)環(huán)境造成的污染；同時(shí)，為周邊農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)戶供應(yīng)近4萬噸有機(jī)肥，對(duì)持續(xù)改良土壤質(zhì)量有著顯著的效果。