成錦霞 穆秀梅

(1，山西省農(nóng)業(yè)規(guī)劃設計研究院 030001；2，山西省農(nóng)業(yè)科學院畜牧獸醫(yī)研究所 030032)

近年來，隨著我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展，養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生大量糞便給環(huán)境帶來極大影響，堆肥處理是糞便無害化、資源化利用的一種重要方式，已逐漸被國內(nèi)外許多國家所重視。文章主要從堆肥的原理和堆肥技術(shù)等方面進行綜述，以便為畜禽糞便堆肥處理方式的選擇提供參考。

1 堆肥的技術(shù)原理

堆肥處理是在人為控制溫度、濕度、碳氮比和通風條件下，依靠自然界和畜禽糞便本身存在的細菌、真菌等微生物作用，通過高溫發(fā)酵使其降解為腐殖質(zhì)的生物學過程。微生物在分解有機物過程中，不但能生成大量可被植物利用的有效態(tài)氮、磷、鉀化合物，而且還能合成新的高分子有機物—腐殖質(zhì)，是構(gòu)成土壤肥力的重要活性物質(zhì)。在發(fā)酵過程中，堆肥中的水溶性有機物透過微生物細胞膜和細胞壁被微生物吸收，固體和膠體有機物先附著在微生物體外，由微生物分泌胞外酶將其分解為溶解性物質(zhì)后再滲入細胞，微生物通過氧化、還原和合成過程，將一部分有機物用于自身繁殖，其余有機物轉(zhuǎn)化為生物體所必需的營養(yǎng)物質(zhì)以合成新的細胞物質(zhì)，微生物逐漸生長繁殖產(chǎn)生更多的生物體，與此同時，有機廢物發(fā)生各種物理、化學和生物化學變化，逐漸趨于穩(wěn)定化和腐殖化，最終形成良好的有機肥[1]。

2 堆肥技術(shù)

根據(jù)堆肥化過程中氧氣的供應情況可將堆肥分為好氧堆肥和厭氧堆肥，好氧堆肥又稱高溫堆肥，是在氧氣充足條件下借助好氧微生物對畜禽糞便進行分解。好氧堆肥糞便分解比較徹底，堆置周期較短、產(chǎn)生的異味少，可以大規(guī)模采用機械處理。厭氧堆肥是在氧氣不足的條件下，借助厭氧微生物發(fā)酵堆肥，堆制溫度低，工藝較簡單，堆肥產(chǎn)品中氮素保留較多，但堆制時間較長，分解不夠充分，產(chǎn)生異味重，主要用于生產(chǎn)沼氣，現(xiàn)代化堆肥處理工藝中，一般都采用好氧堆肥。目前，生產(chǎn)中常用的堆肥技術(shù)主要包括自然堆肥、條垛式主動供氧堆肥、槽式堆肥、轉(zhuǎn)筒式堆肥和發(fā)酵倉系統(tǒng)等。

2.1 自然堆肥技術(shù)

自然堆肥是我國傳統(tǒng)的堆肥處理方式，一般應選擇地勢較高、平坦、干燥、接近水源、交通方便的地方堆積。將物料堆成寬2.0～4.0m、高1.5～2.0m的垛條，讓物料自然發(fā)酵、分解、腐熟，在干燥地區(qū)垛條斷面呈梯形，在多雨地區(qū)，可在垛條上方建棚以防雨水進入，在堆制前需先將地面夯實，然后鋪上12cm左右的泥炭或細草，以吸收下滲的肥液，再鋪20cm左右的堆積物，最后加適量水、石灰、無污染的污泥或糞便等，在垛條底部要鋪設通風管道給糞堆充氣，以加快發(fā)酵速度，在堆肥的前20d內(nèi)應經(jīng)常充氣，堆內(nèi)溫度可升至60℃，此后自然堆放2～4個月可完成腐熟。自然堆肥的優(yōu)點是設備簡單，運行費用低；缺點是堆肥時間長，效率低，易受天氣影響，堆肥時產(chǎn)生臭味、易污染環(huán)境，無害化不徹底，傳統(tǒng)的小型養(yǎng)殖場多用。

2.2 條垛式主動供氧堆肥技術(shù)

條垛式主動供氧堆肥是將畜禽糞便和堆肥輔料按照適當?shù)谋壤旌暇鶆蚝?，將混合物料在土質(zhì)或水泥地面上堆制成窄長條垛，條垛的寬度、高度和形狀取決于物料的性質(zhì)和翻堆設備的類型，其斷面可以為梯形或三角形，采用人工或機械設備對物料進行定期翻堆實現(xiàn)供氧。為了加快發(fā)酵速度，可在條垛底部設置穿孔通風管，利用鼓風機進行強制通風，通風控制方式采用溫度或時間控制，在堆體中安裝溫度反饋系統(tǒng)，當堆體內(nèi)部溫度超過60℃時，鼓風機自動開始工作，排出堆料的熱量和水蒸氣，使堆體冷卻下來，通常每隔15～20d進行通風供氧，生產(chǎn)中通風供氧的具體時間也可根據(jù)實際情況而定[2]。條垛式主動供氧堆肥的優(yōu)點是設備投資較小，技術(shù)操作簡單，堆腐時間較短，一般為2～3周，產(chǎn)品穩(wěn)定性好，能有效殺滅病原菌及控制臭味，缺點是占地面積較大，易受降雨等不良天氣影響，易對大氣及地表水造成污染，適用于中小型養(yǎng)殖場。

2.3 槽式堆肥技術(shù)

槽式堆肥是將畜禽糞便與堆肥輔料按適當比例充分混合，然后將混合物料堆放在發(fā)酵槽內(nèi)進行好氧發(fā)酵，采用槽式翻堆機翻拋，為保護機器設備并控制堆肥條件，一般槽要建在建筑物或溫室內(nèi)，槽的尺寸應和翻堆機的大小保持一致，發(fā)酵槽底部設曝氣管道，進行充氧曝氣，一般堆置20～30d可完成堆肥過程。槽式堆肥采用的翻拋機主要是鏈板式翻堆機，鏈板式翻拋機類似于一臺移動的鏈板輸送機，有獨特的多齒鏈板，可以對設備前面的原料進行翻拋、混合，將物料向后移動[3]。槽式堆肥技術(shù)的優(yōu)點是機械化程度高，堆肥周期短，臭氣易控制，不受氣候影響；缺點是設備投資大、操作復雜，占地面積較大。

2.4 轉(zhuǎn)筒式堆肥技術(shù)

轉(zhuǎn)筒式堆肥是指在可控的旋轉(zhuǎn)速度下，將發(fā)酵物料從轉(zhuǎn)筒上部投入，下部排出，通過物料不斷滾動形成好氧環(huán)境來完成堆肥。轉(zhuǎn)筒由長度為20～40m，直徑2.5～4.5m的機械旋轉(zhuǎn)的滾筒組成，向滾筒吹入熱風，物料從一端進去，另一端出來，發(fā)酵周期為1.5～2d，該系統(tǒng)的優(yōu)點是自動化程度較高，發(fā)酵周期短，缺點是投資較大，費用較高，適用于中小型養(yǎng)殖場。

2.5 發(fā)酵倉系統(tǒng)

發(fā)酵倉系統(tǒng)是將物料置于部分或全部封閉的容器內(nèi) (如發(fā)酵塔、發(fā)酵倉等)，通過控制通風和水分條件，使物料進行生物降解和轉(zhuǎn)化，主要有堆肥發(fā)酵塔、包裹倉式系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)倉式系統(tǒng)3個類型。

2.5.1 堆肥發(fā)酵塔

堆肥發(fā)酵塔為立式發(fā)酵設備。將收集到的物料由帶式輸送機送至發(fā)酵塔頂部，再經(jīng)旋轉(zhuǎn)布料機均勻地將物料送入發(fā)酵塔中，通過通風裝置向塔內(nèi)的物料層中充氣使物料加速發(fā)酵，經(jīng)過3d左右物料即可完全腐熟，腐熟的物料由螺旋攪拌輸送機輸送到輸料皮帶上，然后排出發(fā)酵塔，經(jīng)干燥、粉碎過篩后，即可裝袋出售[4]。該設備的優(yōu)點是發(fā)酵時間短，生產(chǎn)效率高，占地面積小，缺點是一次性投資較大，適合于大中型養(yǎng)殖場使用。

2.5.2 包裹倉式系統(tǒng)

包裹倉式系統(tǒng)的特點是堆料占據(jù)了整個發(fā)酵倉，混勻的物料從發(fā)酵倉頂部投入并充滿反應器，占據(jù)整個發(fā)酵倉，在發(fā)酵倉底部通過具有分支管路的通氣管道向反應器內(nèi)的物料通氣，廢氣由反應器上部的廢氣管道排出，廢氣出口略低于混合物的上表面，通過負壓抽氣的方式把廢氣收集處理。

2.5.3 旋轉(zhuǎn)倉式系統(tǒng)

旋轉(zhuǎn)倉式系統(tǒng)根據(jù)物料在反應器內(nèi)的移動方式可分為推流式和分隔式。推流式發(fā)酵倉系統(tǒng)中，物料從倉體的進料口進入，沿倉體移動到反應器末端的出料口，物料通過發(fā)酵倉的旋轉(zhuǎn)翻滾而達到混合，是目前使用最普遍的發(fā)酵倉系統(tǒng)。分隔式發(fā)酵倉系統(tǒng)中，沿物料移動方向，反應器被分為一個個小室，在堆腐的不同階段，物料從一個室移入另一個室，在不同室內(nèi)，物料可以進行不同時間、不同條件的堆腐，最后進入出料口，在每個小室中，物料通過旋轉(zhuǎn)破碎機械設備而破碎混合[5]。

發(fā)酵倉系統(tǒng)的優(yōu)點是機械化和自動化程度較高，占地面積小，保溫節(jié)能，發(fā)酵周期短，不受氣候條件影響，并可收集堆肥過程中產(chǎn)生的廢棄，減少對環(huán)境的二次污染，缺點是設備投資較大，成本較高，由于堆肥周期較短，堆肥產(chǎn)品有潛在的不穩(wěn)定性，而且由于機械化程度較高，一旦設備出現(xiàn)故障，堆肥過程會受到影響，目前，該系統(tǒng)在發(fā)達國家使用較普遍。

3 結(jié)語

堆肥處理是畜禽糞便無害化、資源化利用的一種重要方式，我們應結(jié)合生產(chǎn)實際，進一步繼續(xù)研究、探索適合中國國情的堆肥處理工藝和技術(shù)，使堆肥處理達到優(yōu)質(zhì)高效無污染。