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国内畜禽粪便发酵装备设施的研究

2021-01-06 231 上传者：管理员

摘要：通过对畜禽发酵设备设施的研究，系统总结出我国现今现代化畜禽粪便发酵装备设施的原理及特点，以利于广大养殖户的选择与应用。

关键词：
农机装备
发酵
畜禽养殖业
畜禽粪便
装备与设施
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近些年，为不断满足物质生活所需，我国畜禽养殖业快速发展，但伴随着这种发展，一些弊端问题突显出来:畜禽粪便的排放量达到几亿t，特别是规模化养殖后，粪污处理给规模化养殖带来更大压力，已与工业废水、生活污水并列成为水环境污染的3大源头之一[1]。为能有效解决这种不利因素，适应我国快速发展，保证良好的生态环境，政府引导国内科研机构、高校及企业开展了大量关于畜禽粪便处理的相关工作，以找出更符合我国国情的畜禽粪便处理方向及其应用模式。多年来的成果显示:畜禽粪便转化有机肥是比较有效、最易接受的处理方向，同时，畜禽粪便转化有机肥处理设备是实现该方向的关键，对于制造出符合相应的国家标准和环境指标的有机肥产品至关重要，对于控制有机肥质量意义重大，对于提高制肥效率起着决定性作用。

目前，市场上有成套的现代化畜禽粪便转化有机肥设备，大致包括混料设备、前处理脱水设备、有机肥发酵设备、后处理烘干设备及造粒设备等，其中有机肥发酵设备为核心设备。长春市农业机械研究院开展有机肥发酵设备设施的相关研究已多年，也积累了一些相关经验，现将此类主流设备的一些情况进行总结，以益于养殖户选择购买此类设备。

现我国市场上，用于畜禽粪便发酵的主流设备设施主要有3类:条垛式发酵设备、发酵反应器式发酵设备(其中包括箱体内搅拌式发酵设备、发酵塔式发酵设备、卧滚筒式发酵设备)及比较前沿的纳米膜覆盖式发酵设施等。所用发酵工艺都为耗氧发酵工艺，具体如下。

1、条垛式发酵设备

条垛式发酵设备发酵模式应用起步较久远，而且应用较广泛。

1.1设备基本概述

条垛式发酵设备(如图1)结构较简单，按作用用途划分结构，分为行走部和翻垛部2部分。做功原理上，利用条垛机的行走部，在堆垛槽内根据时间循环要求、需氧要求和温控要求，在工作区域内运动，利用翻垛部在行走过程中翻整堆槽内的畜禽粪便、秸秆和微生物菌的混合物，起到物料混合、促进氧气自然进入、水分自然蒸发及翻堆控温度等作用。

图1条垛机

1.2设备特点

条垛式发酵设备结构简单，执行工作量也较简单，即行走，翻堆;经设备工作运行，畜禽粪便与其它物料混合均匀，氧气进入较充分;设备一次性处理量较大，而且设备承载能力强，性能稳定;由于畜禽粪便发酵需要一定热源提供，以促进快速发酵，减少污染可能性，而条垛式发酵设备自身无加热功能，仅依靠自然环境温度提供一定热量，因此一次物料发酵时较长;设备占地规模大，且需要有相应的配套防漏雨设施;投入成本高，运行成本(用能)低;属于半密闭空间处理，有一定环境污染性;产出有机肥产品品质一般;除水效果一般;适宜处理中大型养殖场产粪便量;设备应用过程中，腐蚀较严重，易损坏;南方地区应用较适宜，东北地区由于环境温度原因，应用较不适宜。

2、发酵反应器式发酵设备

在我国市场上，发酵反应器式发酵设备属于主流设备，被广大养殖户作为首选的处理畜禽粪便产品。这类设备大致分为卧滚筒式发酵设备、箱体内搅拌式发酵设备、发酵塔式发酵设备3大类。

2.1卧滚筒式发酵设备

2.1.1设备基本概述

卧滚筒式发酵设备(如图2)结构上一般由自动控制系统、进料绞龙、出料绞龙、滚筒总成、充氧风机和电加热导热油炉组成。设备根据畜禽粪便发酵及生物菌激活条件要求，设备需提供混料混氧搅拌、充分加温物料温度、除去物料湿度、对物料充氧功能，同时根据物料循动要求，设备随时间需使物料从始端向末端运动。本设备为完成以上做功要求，利用滚筒总成的旋转提供混料混氧搅拌，利用电加热导热油炉提供热源于滚筒总成内的管道，以给物料加温，利用进口控湿、热风、电加热和滚筒内的格栅给物料去湿，利用充氧风机对物料充氧，利用滚筒(内有螺旋部件)旋转完成物料从始端到末端前推工作。另外，进料由进料绞龙完成，出料由出料绞龙完成。

图2卧滚筒式发酵设备

2.1.2设备特点

通过设备工作可使畜禽粪便和其它混合物料初级发酵;畜禽粪便与其它物料混合均匀性较好;投入成本高，运行成本(用能)略高;设备一次性处理量由滚筒容量决定，但大多数处理量一般，且不易太大，适宜中小型养殖场应用;设备承载能力强，性能稳定;设备属于全密闭空间处理，环境污染性较低;设备占地规模适宜;设备有给物料加热功能，同时氧气进入仓内较充分，因此提供发酵条件较好，一次物料发酵时较短;有机肥产品品质较好;除水效果较好;物料进入设备，易卡机，物料出设备，较慢;设备应用过程中，有腐蚀;设备适合我国大部地区。

2.2箱式发酵设备

2.2.1设备基本概述

箱式发酵设备(如图3)结构上一般由自动控制系统、电加热导热油炉、充氧风机、双向螺旋搅拌轴和箱体仓组成。设备根据畜禽粪便发酵及生物菌激活条件要求，设备需提供混料混氧搅拌、充分加温物料温度、除去物料湿度、对物料充氧功能，同时根据物料循动要求，设备随时间使物料向两端或中间换向集聚。为完成以上做功要求，利用双向螺旋搅拌轴提供混料混氧搅拌，利用电加热导热油炉提供热源于箱体仓内的管路，以给物料加温，利用进口控湿、热风和电加热综合去湿，利用充氧风机对物料充氧，利用双向螺旋搅拌轴提供给物料向两端和中间换向集聚。另外，进料直接通过入料口投入，出料时利用双向螺旋搅拌轴使物料向中间集聚，从出料口排出。

图3箱式发酵设备

2.2.2设备特点

通过设备工作可使畜禽粪便和其它混合物料初级发酵;畜禽粪便与其它物料混合均匀性好;投入成本高，运行成本(用能)略高;由于双向螺旋搅拌轴受力较大原因，设备处理规模较小，适宜小型养殖场应用;同样由于双向螺旋搅拌轴易受冲击，设备承载能力较弱;设备属于全密闭空间处理，环境污染性较低;设备占地规模较小;设备有给物料加热功能，同时氧气进入仓内较充分，混料均匀性好，因此提供发酵条件较好，一次物料发酵时间短;有机肥产品品质好;除水效果一般;设备应用过程中，有腐蚀;设备适合我国大部地区。

2.3塔式发酵设备

2.3.1设备基本概述

塔式发酵设备(如图4)有2种，其中一种同箱式发酵设备，不同之处在箱式发酵设备卧放置，塔式发酵设备立放置，这里不做另述;另一种为内部采用翻板结构有机肥发酵塔，该设备由自动控制系统、塔仓总成、充氧风机和电加热导热油炉组成。设备根据畜禽粪便发酵及生物菌激活条件要求，设备需提供混料混氧、充分加温物料温度、除去物料湿度、对物料充氧功能，同时根据物料循动要求，设备随着时间需提供物料从顶端向底端运动。塔式发酵设备为完成以上做功要求，利用外搅拌机完成物料混合，利用塔仓总成内的翻板翻转完成混氧工作，利用电加热导热油炉提供热源于塔仓总成内的管路，以给物料加温，利用进口控湿、通热风和电加热综合除湿，利用充氧风机对物料充氧，利用翻板翻转提供物料从顶端向底端运动。

图4塔式有机肥发酵设备

2.3.2设备特点

通过设备工作可使畜禽粪便和其它混合物料初级发酵;设备自身不具备混合物料功能，需外加混料装备;投入成本高，运行成本(用能)略高;设备处理规模较大，适宜大型养殖场应用;设备承载能力较强;设备属于全密闭空间处理，环境污染性较低;设备占地规模较大;设备具有给物料加热功能，但由于氧气进入仓内物料的充分性一般，因此导致综合提供发酵条件一般，一次物料发酵时略长;有机肥产品品质一般;除水效果一般;设备应用过程中，有腐蚀;设备适合我国大部地区。

3、分子膜覆盖发酵设施

分子膜覆盖发酵设施发酵模式在国内较前沿，但在国外利用十分普遍。

3.1设施基本概述

分子膜覆盖发酵设施(如图5)结构上由分子膜和堆放场地组成(堆放场地需建防渗漏层，并且内装有通风管道和流水管道)。本设施国内较前沿，国外利用普遍。分子膜覆盖发酵设施发酵做功形式简单，仅需要利用分子膜对混合发酵物料堆覆盖，利用堆放场地内的通风管道通氧气，利用堆放场地内的流水管道排水，完成堆肥发酵，其中分子膜为核心技术，具有便于水分气化蒸发和防止臭气排出功能。

图5分子膜有机肥发酵设施

3.2设施特点

可使畜禽粪便和其它混合物料初级发酵;设施自身不具备混合物料功能，需外加混料装备;投入成本高，运行成本低;设施处理规模较大，适宜大型养殖场应用;设施占地较灵活;该设施堆肥技术属于全密闭空间处理，环境污染性较低;设施不具备给物料加热功能，且由于氧气进入物料的充分性一般，因此综合提供发酵条件一般，一次物料发酵时略长;有机肥产品品质一般;除水效果较好;设施应用过程中，有腐蚀，而且一般应用于露天，有紫外线照射，产生老化现象;设施适合我国大部地区。

参考文献：

[1]董长华.畜禽粪污资源化利用模式的思考[J].中国畜禽种业,2020(09):31-32.

张玉良,龙东海,赵国,张英,陶波,杨焱.国内畜禽粪便发酵装备设施发展现状调研[J].农业与技术,2020,40(24):81-83.