文/ 濟南市長清區(qū)畜牧獸醫(yī)局 王思貴
雞糞便智能高溫好氧發(fā)酵處理模式,是將雞糞與微生物添加劑、秸稈等農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物輔料按照體積比3 : 2的比例進行混合,使其含水率達到60%~65%后進入處理系統(tǒng),通過渦旋泵向其中送氧,并且在液壓翻拌裝置和雞糞、輔料混合物自身重力作用下逐層下落,使物料進行充分的好氧發(fā)酵分解,分解過程中釋放的熱量能夠使雞糞、輔料混合物自身溫度升高,最高能夠達到80℃,物料水分不斷蒸發(fā),部分有機物被分解、腐熟,從而使其體積減小,到達減量化、穩(wěn)定化、無害化處理目的。該項目是由山東福航新能源環(huán)保股份有限公司推廣的智能高溫好氧發(fā)酵設(shè)備無害化處理畜禽糞便技術(shù)。
1.該模式利用微生物的活性對蛋雞糞便內(nèi)有機質(zhì)進行分解、腐熟,設(shè)備運行耗能少,處理成本低。
2.設(shè)備自動化、機械化、集成化程度高,占地面積小,單人操控。主體采用雙層聚氨酯保溫設(shè)計,并配有輔助加熱系統(tǒng),低溫環(huán)境下設(shè)備能夠正常運行。
3.該模式利用農(nóng)副產(chǎn)品作為輔料,容易采購;一次發(fā)酵過程持續(xù)8天,時間短;發(fā)酵過程中所產(chǎn)生的臭氣集中收集經(jīng)過除臭處理,凈化后氣體由風(fēng)機排放,減少對環(huán)境的影響;處理后的雞糞、輔料混合物可資源化利用加工有機肥;符合國家綠色經(jīng)濟、循環(huán)經(jīng)濟和資源化、科學(xué)發(fā)展、節(jié)能減排等產(chǎn)業(yè)政策。
1.養(yǎng)雞規(guī)模及排糞量。濟南市某養(yǎng)殖場建有6棟標準化雞舍,存欄20萬只蛋雞,采用傳送帶干清糞模式,每只雞每天雞糞產(chǎn)量約為0.12公斤,全場每天產(chǎn)生總量約為24噸,年產(chǎn)生雞糞約8760噸。每批蛋雞飼養(yǎng)周期500天左右,淘汰清欄時,圈舍才清洗一次,每年清洗圈舍不足1次,每次大約產(chǎn)生3~5噸污水,經(jīng)發(fā)酵后灌溉農(nóng)田。
2.模式設(shè)計原則。(1)資源化利用原則:畜禽糞便含有植物生長必備的碳、氮、氧等化學(xué)元素,具有增強植物呼吸、促進根系生長、改善土壤有機質(zhì)的性能,是一種有價值的寶貴資源,充分利用畜禽糞便資源是污染防治的重要原則。畜禽糞便經(jīng)處理后,可以產(chǎn)出有機肥原料,具有較好的經(jīng)濟價值。(2)生態(tài)化原則:遵循循環(huán)經(jīng)濟指導(dǎo)思想,依據(jù)物資循環(huán)、生態(tài)學(xué)基本原理和生態(tài)經(jīng)濟規(guī)律,強化種養(yǎng)平衡,促進種植業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)結(jié)合,實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)。生態(tài)畜牧業(yè)是根治畜牧業(yè)污染、建立良好的畜牧生態(tài)環(huán)境體系,實現(xiàn)畜牧生產(chǎn)中資源和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào),人與自然的和諧,提高人民群眾生活質(zhì)量。(3)綜合效益原則:兼顧環(huán)境效益、社會效益、經(jīng)濟效益,將治理污染與資源開發(fā)有機結(jié)合起來,使雞場糞污治理工程產(chǎn)出大于投入,提高糞污處理工程的綜合效益。(4)可靠性原則:遵循技術(shù)先進、工藝成熟、質(zhì)量可靠的原則,在設(shè)計中吸取國內(nèi)先進的處理工藝和施工技術(shù),施工達到國內(nèi)先進水平。(5)管理簡便原則:合理處理人工操作和自動控制的關(guān)系,采用自動化技術(shù),提高系統(tǒng)管理水平,對廢棄物進行無害化綜合處理和利用。
3.模式設(shè)計布局。設(shè)備裝置布局建設(shè)參考圖1。
圖1.雞糞便智能高溫好氧發(fā)酵處理模式示意圖
圖2.智能高溫好氧發(fā)酵設(shè)備組成模式圖
4.發(fā)酵設(shè)備組成。該模式采用生物發(fā)酵模式,發(fā)酵設(shè)備由以下八個部分組成:(1)發(fā)酵筒倉:為物料高溫好氧發(fā)酵室,發(fā)酵過程主要在發(fā)酵室進行,雙層保溫設(shè)計;內(nèi)壁采用304不銹鋼材質(zhì),外壁采用碳鋼防腐處理;保溫層采用聚氨酯填充。(2)主軸傳動系統(tǒng):主要作用是通過主軸轉(zhuǎn)動翻拌物料,使物料具有較好的疏松透氣性;采用20號特種圓鋼鍛打加工而成。(3)液壓動力部分:主要為主軸、落料閥門油缸等提供動力。(4)上料提升系統(tǒng):主要作用將混合好的物料自動提升到發(fā)酵室上方,實現(xiàn)自動上料。(5)自動出料系統(tǒng):主要是通過落料閥門、皮帶輸送機將發(fā)酵后的物料輸出。(6)高壓送風(fēng)系統(tǒng):主要是通過對室內(nèi)輸送高壓空氣,調(diào)節(jié)發(fā)酵室內(nèi)的溫度及氧氣含量, 同時配有輔助加熱器,維持生物高溫好氧發(fā)酵的最佳條件。(7)除臭系統(tǒng):通過等離子法或生物法對發(fā)酵后排出的氣體進行收集處理達標后排放,避免對周圍環(huán)境的二次污染。(8)自動化控制系統(tǒng):智能高溫好氧發(fā)酵控制系統(tǒng)配有氧氣濃度傳感器、溫度傳感器、風(fēng)量傳感器、電輔加熱裝置,實時在線監(jiān)測,通過通信訊號由PLC優(yōu)化計算對送氧量和溫度進行自動調(diào)節(jié),在通風(fēng)、充氧、攪拌等作用下,確保含氧量和溫度一直處于發(fā)酵的最佳狀態(tài),最大程度利用生物熱,實現(xiàn)生化反應(yīng)及水分蒸發(fā),有效縮短發(fā)酵周期。
智能高溫好氧發(fā)酵設(shè)備組成模式見圖2。
該模式工藝為一定比例混合物料(雞糞+輔料+微生物),通過物料倉,經(jīng)過粉碎、均勻混合,輸送到上料口,通過物料提升裝置進入發(fā)酵室,在發(fā)酵室內(nèi)經(jīng)過7~9天時間發(fā)酵,逐漸落入下層,有出料口出料,如圖3。
圖3.智能高溫好氧發(fā)酵工藝流程圖
1.混料與上料。首先將含水率80%畜禽糞便、生物質(zhì)廢料以及回流物料按照一定比例在混料倉進行混合,使其含水率達到60%~65%,碳氮比(C/N)=20~30∶1,pH值7~8.5,然后,通過自動提升料斗進入發(fā)酵室。
2.高溫好氧發(fā)酵。高溫好氧發(fā)酵分為快速升溫階段、高溫階段、降溫階段三個階段??焖偕郎仉A段,在微生物作用下1~2天快速升溫至50~65℃;高溫階段,持續(xù)分解,保持溫度5~7天,通過攪拌及通風(fēng)滿足氧氣需求;降溫階段,快速發(fā)酵完畢,持續(xù)降溫,將至40℃以下。
3.自動收料。發(fā)酵室內(nèi)的物料在主軸翻拌以及重力作用下逐層下落,由出料口排出。
4.除臭。臭氣由風(fēng)管引出后進入洗滌塔,對氣體進行預(yù)處理及增濕,然后進入生物濾塔,氣體中的有害成分在微生物作用下被分解,氣體得到凈化,凈化后的氣體由風(fēng)機排空。
5.自動化控制。智能高溫好氧發(fā)酵控制系統(tǒng)自動化程度高,整個過程通過PLC與上位機通訊,可實現(xiàn)遠程自動化控制。
發(fā)酵室溫度在50℃以上維持5~7天,可以較好地殺滅蟲卵、病原菌和雜草種子。符合國家《畜禽糞便無害化標準》(GB7959-87)處理要求,達到有機廢棄物無害化處理、資源化利用的目的。