張玉良 龍東海 趙國(guó) 張英 陶波 楊焱

(長(zhǎng)春市農(nóng)業(yè)機(jī)械研究院，吉林 長(zhǎng)春 130000)

近些年，為不斷滿足物質(zhì)生活所需，我國(guó)畜禽養(yǎng)殖業(yè)快速發(fā)展，但伴隨著這種發(fā)展，一些弊端問(wèn)題突顯出來(lái)：畜禽糞便的排放量達(dá)到幾億t，特別是規(guī)?；B(yǎng)殖后，糞污處理給規(guī)?；B(yǎng)殖帶來(lái)更大壓力，已與工業(yè)廢水、生活污水并列成為水環(huán)境污染的3大源頭之一[1]。為能有效解決這種不利因素，適應(yīng)我國(guó)快速發(fā)展，保證良好的生態(tài)環(huán)境，政府引導(dǎo)國(guó)內(nèi)科研機(jī)構(gòu)、高校及企業(yè)開(kāi)展了大量關(guān)于畜禽糞便處理的相關(guān)工作，以找出更符合我國(guó)國(guó)情的畜禽糞便處理方向及其應(yīng)用模式。多年來(lái)的成果顯示：畜禽糞便轉(zhuǎn)化有機(jī)肥是比較有效、最易接受的處理方向，同時(shí)，畜禽糞便轉(zhuǎn)化有機(jī)肥處理設(shè)備是實(shí)現(xiàn)該方向的關(guān)鍵，對(duì)于制造出符合相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)境指標(biāo)的有機(jī)肥產(chǎn)品至關(guān)重要，對(duì)于控制有機(jī)肥質(zhì)量意義重大，對(duì)于提高制肥效率起著決定性作用。

目前，市場(chǎng)上有成套的現(xiàn)代化畜禽糞便轉(zhuǎn)化有機(jī)肥設(shè)備，大致包括混料設(shè)備、前處理脫水設(shè)備、有機(jī)肥發(fā)酵設(shè)備、后處理烘干設(shè)備及造粒設(shè)備等，其中有機(jī)肥發(fā)酵設(shè)備為核心設(shè)備。長(zhǎng)春市農(nóng)業(yè)機(jī)械研究院開(kāi)展有機(jī)肥發(fā)酵設(shè)備設(shè)施的相關(guān)研究已多年，也積累了一些相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)將此類主流設(shè)備的一些情況進(jìn)行總結(jié)，以益于養(yǎng)殖戶選擇購(gòu)買(mǎi)此類設(shè)備。

現(xiàn)我國(guó)市場(chǎng)上，用于畜禽糞便發(fā)酵的主流設(shè)備設(shè)施主要有3類：條垛式發(fā)酵設(shè)備、發(fā)酵反應(yīng)器式發(fā)酵設(shè)備(其中包括箱體內(nèi)攪拌式發(fā)酵設(shè)備、發(fā)酵塔式發(fā)酵設(shè)備、臥滾筒式發(fā)酵設(shè)備)及比較前沿的納米膜覆蓋式發(fā)酵設(shè)施等。所用發(fā)酵工藝都為耗氧發(fā)酵工藝，具體如下。

1 條垛式發(fā)酵設(shè)備

條垛式發(fā)酵設(shè)備發(fā)酵模式應(yīng)用起步較久遠(yuǎn)，而且應(yīng)用較廣泛。

1.1 設(shè)備基本概述

條垛式發(fā)酵設(shè)備(如圖1)結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，按作用用途劃分結(jié)構(gòu)，分為行走部和翻垛部2部分。做功原理上，利用條垛機(jī)的行走部，在堆垛槽內(nèi)根據(jù)時(shí)間循環(huán)要求、需氧要求和溫控要求，在工作區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)，利用翻垛部在行走過(guò)程中翻整堆槽內(nèi)的畜禽糞便、秸稈和微生物菌的混合物，起到物料混合、促進(jìn)氧氣自然進(jìn)入、水分自然蒸發(fā)及翻堆控溫度等作用。

圖1 條垛機(jī)

1.2 設(shè)備特點(diǎn)

條垛式發(fā)酵設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，執(zhí)行工作量也較簡(jiǎn)單，即行走，翻堆；經(jīng)設(shè)備工作運(yùn)行，畜禽糞便與其它物料混合均勻，氧氣進(jìn)入較充分；設(shè)備一次性處理量較大，而且設(shè)備承載能力強(qiáng)，性能穩(wěn)定；由于畜禽糞便發(fā)酵需要一定熱源提供，以促進(jìn)快速發(fā)酵，減少污染可能性，而條垛式發(fā)酵設(shè)備自身無(wú)加熱功能，僅依靠自然環(huán)境溫度提供一定熱量，因此一次物料發(fā)酵時(shí)較長(zhǎng)；設(shè)備占地規(guī)模大，且需要有相應(yīng)的配套防漏雨設(shè)施；投入成本高，運(yùn)行成本(用能)低；屬于半密閉空間處理，有一定環(huán)境污染性；產(chǎn)出有機(jī)肥產(chǎn)品品質(zhì)一般；除水效果一般；適宜處理中大型養(yǎng)殖場(chǎng)產(chǎn)糞便量；設(shè)備應(yīng)用過(guò)程中，腐蝕較嚴(yán)重，易損壞；南方地區(qū)應(yīng)用較適宜，東北地區(qū)由于環(huán)境溫度原因，應(yīng)用較不適宜。

2 發(fā)酵反應(yīng)器式發(fā)酵設(shè)備

在我國(guó)市場(chǎng)上，發(fā)酵反應(yīng)器式發(fā)酵設(shè)備屬于主流設(shè)備，被廣大養(yǎng)殖戶作為首選的處理畜禽糞便產(chǎn)品。這類設(shè)備大致分為臥滾筒式發(fā)酵設(shè)備、箱體內(nèi)攪拌式發(fā)酵設(shè)備、發(fā)酵塔式發(fā)酵設(shè)備3大類。

2.1 臥滾筒式發(fā)酵設(shè)備

2.1.1 設(shè)備基本概述

臥滾筒式發(fā)酵設(shè)備(如圖2)結(jié)構(gòu)上一般由自動(dòng)控制系統(tǒng)、進(jìn)料絞龍、出料絞龍、滾筒總成、充氧風(fēng)機(jī)和電加熱導(dǎo)熱油爐組成。設(shè)備根據(jù)畜禽糞便發(fā)酵及生物菌激活條件要求，設(shè)備需提供混料混氧攪拌、充分加溫物料溫度、除去物料濕度、對(duì)物料充氧功能，同時(shí)根據(jù)物料循動(dòng)要求，設(shè)備隨時(shí)間需使物料從始端向末端運(yùn)動(dòng)。本設(shè)備為完成以上做功要求，利用滾筒總成的旋轉(zhuǎn)提供混料混氧攪拌，利用電加熱導(dǎo)熱油爐提供熱源于滾筒總成內(nèi)的管道，以給物料加溫，利用進(jìn)口控濕、熱風(fēng)、電加熱和滾筒內(nèi)的格柵給物料去濕，利用充氧風(fēng)機(jī)對(duì)物料充氧，利用滾筒(內(nèi)有螺旋部件)旋轉(zhuǎn)完成物料從始端到末端前推工作。另外，進(jìn)料由進(jìn)料絞龍完成，出料由出料絞龍完成。

圖2 臥滾筒式發(fā)酵設(shè)備

2.1.2 設(shè)備特點(diǎn)

通過(guò)設(shè)備工作可使畜禽糞便和其它混合物料初級(jí)發(fā)酵；畜禽糞便與其它物料混合均勻性較好；投入成本高，運(yùn)行成本(用能)略高；設(shè)備一次性處理量由滾筒容量決定，但大多數(shù)處理量一般，且不易太大，適宜中小型養(yǎng)殖場(chǎng)應(yīng)用；設(shè)備承載能力強(qiáng)，性能穩(wěn)定；設(shè)備屬于全密閉空間處理，環(huán)境污染性較低；設(shè)備占地規(guī)模適宜；設(shè)備有給物料加熱功能，同時(shí)氧氣進(jìn)入倉(cāng)內(nèi)較充分，因此提供發(fā)酵條件較好，一次物料發(fā)酵時(shí)較短；有機(jī)肥產(chǎn)品品質(zhì)較好；除水效果較好；物料進(jìn)入設(shè)備，易卡機(jī)，物料出設(shè)備，較慢；設(shè)備應(yīng)用過(guò)程中，有腐蝕；設(shè)備適合我國(guó)大部地區(qū)。

2.2 箱式發(fā)酵設(shè)備

2.2.1 設(shè)備基本概述

箱式發(fā)酵設(shè)備(如圖3)結(jié)構(gòu)上一般由自動(dòng)控制系統(tǒng)、電加熱導(dǎo)熱油爐、充氧風(fēng)機(jī)、雙向螺旋攪拌軸和箱體倉(cāng)組成。設(shè)備根據(jù)畜禽糞便發(fā)酵及生物菌激活條件要求，設(shè)備需提供混料混氧攪拌、充分加溫物料溫度、除去物料濕度、對(duì)物料充氧功能，同時(shí)根據(jù)物料循動(dòng)要求，設(shè)備隨時(shí)間使物料向兩端或中間換向集聚。為完成以上做功要求，利用雙向螺旋攪拌軸提供混料混氧攪拌，利用電加熱導(dǎo)熱油爐提供熱源于箱體倉(cāng)內(nèi)的管路，以給物料加溫，利用進(jìn)口控濕、熱風(fēng)和電加熱綜合去濕，利用充氧風(fēng)機(jī)對(duì)物料充氧，利用雙向螺旋攪拌軸提供給物料向兩端和中間換向集聚。另外，進(jìn)料直接通過(guò)入料口投入，出料時(shí)利用雙向螺旋攪拌軸使物料向中間集聚，從出料口排出。

圖3 箱式發(fā)酵設(shè)備

2.2.2 設(shè)備特點(diǎn)

通過(guò)設(shè)備工作可使畜禽糞便和其它混合物料初級(jí)發(fā)酵；畜禽糞便與其它物料混合均勻性好；投入成本高，運(yùn)行成本(用能)略高；由于雙向螺旋攪拌軸受力較大原因，設(shè)備處理規(guī)模較小，適宜小型養(yǎng)殖場(chǎng)應(yīng)用；同樣由于雙向螺旋攪拌軸易受沖擊，設(shè)備承載能力較弱；設(shè)備屬于全密閉空間處理，環(huán)境污染性較低；設(shè)備占地規(guī)模較小；設(shè)備有給物料加熱功能，同時(shí)氧氣進(jìn)入倉(cāng)內(nèi)較充分，混料均勻性好，因此提供發(fā)酵條件較好，一次物料發(fā)酵時(shí)間短；有機(jī)肥產(chǎn)品品質(zhì)好；除水效果一般；設(shè)備應(yīng)用過(guò)程中，有腐蝕；設(shè)備適合我國(guó)大部地區(qū)。

2.3 塔式發(fā)酵設(shè)備

2.3.1 設(shè)備基本概述

塔式發(fā)酵設(shè)備(如圖4)有2種，其中一種同箱式發(fā)酵設(shè)備，不同之處在箱式發(fā)酵設(shè)備臥放置，塔式發(fā)酵設(shè)備立放置，這里不做另述；另一種為內(nèi)部采用翻板結(jié)構(gòu)有機(jī)肥發(fā)酵塔，該設(shè)備由自動(dòng)控制系統(tǒng)、塔倉(cāng)總成、充氧風(fēng)機(jī)和電加熱導(dǎo)熱油爐組成。設(shè)備根據(jù)畜禽糞便發(fā)酵及生物菌激活條件要求，設(shè)備需提供混料混氧、充分加溫物料溫度、除去物料濕度、對(duì)物料充氧功能，同時(shí)根據(jù)物料循動(dòng)要求，設(shè)備隨著時(shí)間需提供物料從頂端向底端運(yùn)動(dòng)。塔式發(fā)酵設(shè)備為完成以上做功要求，利用外攪拌機(jī)完成物料混合，利用塔倉(cāng)總成內(nèi)的翻板翻轉(zhuǎn)完成混氧工作，利用電加熱導(dǎo)熱油爐提供熱源于塔倉(cāng)總成內(nèi)的管路，以給物料加溫，利用進(jìn)口控濕、通熱風(fēng)和電加熱綜合除濕，利用充氧風(fēng)機(jī)對(duì)物料充氧，利用翻板翻轉(zhuǎn)提供物料從頂端向底端運(yùn)動(dòng)。

圖4 塔式有機(jī)肥發(fā)酵設(shè)備

2.3.2 設(shè)備特點(diǎn)

通過(guò)設(shè)備工作可使畜禽糞便和其它混合物料初級(jí)發(fā)酵；設(shè)備自身不具備混合物料功能，需外加混料裝備；投入成本高，運(yùn)行成本(用能)略高；設(shè)備處理規(guī)模較大，適宜大型養(yǎng)殖場(chǎng)應(yīng)用；設(shè)備承載能力較強(qiáng)；設(shè)備屬于全密閉空間處理，環(huán)境污染性較低；設(shè)備占地規(guī)模較大；設(shè)備具有給物料加熱功能，但由于氧氣進(jìn)入倉(cāng)內(nèi)物料的充分性一般，因此導(dǎo)致綜合提供發(fā)酵條件一般，一次物料發(fā)酵時(shí)略長(zhǎng)；有機(jī)肥產(chǎn)品品質(zhì)一般；除水效果一般；設(shè)備應(yīng)用過(guò)程中，有腐蝕；設(shè)備適合我國(guó)大部地區(qū)。

3 分子膜覆蓋發(fā)酵設(shè)施

分子膜覆蓋發(fā)酵設(shè)施發(fā)酵模式在國(guó)內(nèi)較前沿，但在國(guó)外利用十分普遍。

3.1 設(shè)施基本概述

分子膜覆蓋發(fā)酵設(shè)施(如圖5)結(jié)構(gòu)上由分子膜和堆放場(chǎng)地組成(堆放場(chǎng)地需建防滲漏層，并且內(nèi)裝有通風(fēng)管道和流水管道)。本設(shè)施國(guó)內(nèi)較前沿，國(guó)外利用普遍。分子膜覆蓋發(fā)酵設(shè)施發(fā)酵做功形式簡(jiǎn)單，僅需要利用分子膜對(duì)混合發(fā)酵物料堆覆蓋，利用堆放場(chǎng)地內(nèi)的通風(fēng)管道通氧氣，利用堆放場(chǎng)地內(nèi)的流水管道排水，完成堆肥發(fā)酵，其中分子膜為核心技術(shù)，具有便于水分氣化蒸發(fā)和防止臭氣排出功能。

3.2 設(shè)施特點(diǎn)

可使畜禽糞便和其它混合物料初級(jí)發(fā)酵；設(shè)施自身不具備混合物料功能，需外加混料裝備；投入成本高，運(yùn)行成本低；設(shè)施處理規(guī)模較大，適宜大型養(yǎng)殖場(chǎng)應(yīng)用；設(shè)施占地較靈活；該設(shè)施堆肥技術(shù)屬于全密閉空間處理，環(huán)境污染性較低；設(shè)施不具備給物料加熱功能，且由于氧氣進(jìn)入物料的充分性一般，因此綜合提供發(fā)酵條件一般，一次物料發(fā)酵時(shí)略長(zhǎng)；有機(jī)肥產(chǎn)品品質(zhì)一般；除水效果較好；設(shè)施應(yīng)用過(guò)程中，有腐蝕，而且一般應(yīng)用于露天，有紫外線照射，產(chǎn)生老化現(xiàn)象；設(shè)施適合我國(guó)大部地區(qū)。