畜禽糞便生產(chǎn)生物有機(jī)肥的發(fā)酵技術(shù)和發(fā)展前景

摘要：闡述了畜禽糞便的種類(lèi)及特點(diǎn)，我國(guó)畜禽肥料的資源，畜禽糞便的處理、堆肥技術(shù)，畜禽糞便無(wú)害化處理與有機(jī)肥料生產(chǎn)工藝，畜禽糞便生產(chǎn)有機(jī)肥的發(fā)展前景等。

關(guān)鍵詞：畜禽糞便；堆肥技術(shù)；生產(chǎn)工藝；發(fā)展前景

中圖分類(lèi)號(hào)：Ｓ８１６．６９文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：１００７－２７３Ｘ（２０11）02-0012-02

畜禽糞便主要包括豬、牛、羊、馬等家畜糞便和雞、鴨等家禽糞便。根據(jù)不同糞便的排放方式、糞便量、養(yǎng)分含量等特點(diǎn)，選擇不同的處理方法。其中，家禽的糞便中有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀養(yǎng)分含量都較高，并含有較多的鈣等其他中量和微量元素，家禽糞便容易腐熟并且腐熟溫度較高，屬于熱性肥料；豬糞質(zhì)地較細(xì)，含有較多的有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀養(yǎng)分，含有大量的腐殖質(zhì)，對(duì)提高土壤肥力有很好的作用；牛糞屬于冷性肥料，其中的有機(jī)質(zhì)部分較難分解，腐熟較慢，發(fā)酵溫度較低；羊糞質(zhì)地較細(xì)，含水量少，羊尿中氮和鉀含量較高，其氮素形態(tài)主要是尿素態(tài)氮，易被分解利用；馬糞尿中有機(jī)質(zhì)含量較高，還含有大量的纖維分解菌，在堆肥時(shí)能產(chǎn)生高溫，屬于熱性肥料［１］。

我國(guó)每年產(chǎn)生畜禽糞便２６億ｔ，是世界上農(nóng)業(yè)廢棄物產(chǎn)出量最大的國(guó)家。以１９９５年為例，全年畜禽糞便的氮、磷量分別為１ ５９７萬(wàn)ｔ和３６３萬(wàn)ｔ，同期我國(guó)化肥施用量折純量分別為２ ０２１．９萬(wàn)ｔ和６３１．２萬(wàn)ｔ，畜禽糞便中的氮、磷含量相當(dāng)于我國(guó)同期施用化肥量的７８．９％和５７．５％，可見(jiàn)畜禽糞便是我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的寶貴肥力資源［２］。

１畜禽糞便的處理

集約化養(yǎng)殖場(chǎng)畜禽糞便的特點(diǎn)是含水量高、污染物質(zhì)多樣、惡臭，處理過(guò)程中氮態(tài)易揮發(fā)。針對(duì)這些特點(diǎn)，畜禽糞的處理主要包括干燥處理、除臭處理等幾個(gè)方面。

１．１干燥處理

干燥處理法是利用燃料、太陽(yáng)能、風(fēng)能等，除去家畜糞便中的水分，使含水率降低到可以進(jìn)行堆積發(fā)酵的程度（５５％）。不同畜禽糞便的處理方法不同，雞糞干燥處理技術(shù)有雞舍內(nèi)干燥、發(fā)酵干燥、太陽(yáng)能干燥、高溫快速干燥、高頻電流干燥等。依據(jù)干燥處理所采用的方法分類(lèi)，有物理方法、化學(xué)方法和生物方法。物理方法的主要手段為沉淀、離心、過(guò)濾或過(guò)篩、冷凍、直接烘干與焚燒等；化學(xué)方法主要是絮凝法；生物干燥法具有成本低、糞便處理過(guò)程養(yǎng)分損失少且可以將除臭與干燥相結(jié)合等優(yōu)點(diǎn)，其原理是利用堆肥過(guò)程中微生物分解有機(jī)物所產(chǎn)生的能量促進(jìn)糞便中水分的散發(fā)，起到干燥糞便、降低水分的目的［３］。

1．２除臭技術(shù)

畜禽糞尿堆肥處理過(guò)程中產(chǎn)生大量的臭氣，并且臭氣成分復(fù)雜，主要含有氨、含硫化合物、胺類(lèi)和一些低級(jí)脂肪酸類(lèi)等1９種化學(xué)物質(zhì)。其中來(lái)自畜禽養(yǎng)殖或糞尿處理場(chǎng)的臭氣中最主要的成分是ＮＨ３和Ｈ２Ｓ［３］。世界各國(guó)對(duì)于糞便除臭的研究工作主要集中在兩個(gè)方向。①在飼料中添加除臭的添加劑，降低動(dòng)物排泄后糞便的臭味。②畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)或糞尿處理場(chǎng)所采用的除臭方法很多，例如可以使用遮蔽劑、中和劑、吸附劑等，也可用空氣稀釋及臭氧氧化。但是目前最為經(jīng)濟(jì)有效和最常用的方法是生物除臭法［１］。生物除臭法是利用微生物來(lái)分解、轉(zhuǎn)化臭氣成分以達(dá)到除臭目的，因此也叫微生物除臭法。生物除臭法中有土壤除臭法、珍珠巖棉除臭法、堆肥除臭法、活性污泥除臭法、泥炭土除臭法和鋸末除臭法等［３］。

２畜禽糞便堆肥技術(shù)

２．１條垛式系統(tǒng)

條垛式堆肥是將原料堆積成窄長(zhǎng)垛，垛的斷面為梯形或三角形，采用機(jī)械或人工進(jìn)行定期翻堆，實(shí)現(xiàn)堆體中的有氧狀態(tài)。具體堆制方法是：①先將畜禽糞便與微生物發(fā)酵菌劑（也可以不加微生物菌劑）、發(fā)酵用的各種輔料混合，將Ｃ／Ｎ調(diào)節(jié)為２５∶１左右，含水量在５５％左右；②將禽畜糞便堆成長(zhǎng)條狀，高不超過(guò)１．５～２．０ｍ，寬為１．５～３．０ｍ，長(zhǎng)度視場(chǎng)地規(guī)模和禽畜糞便數(shù)量的多少而定［２］。

２．２靜態(tài)通風(fēng)垛系統(tǒng)

與條垛式堆肥不同，靜態(tài)通風(fēng)垛系統(tǒng)在堆肥過(guò)程中不進(jìn)行翻堆，而是通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)和埋在地下的通風(fēng)管道向堆體內(nèi)通風(fēng)，保證堆體內(nèi)的有氧狀態(tài)。通風(fēng)系統(tǒng)既決定靜態(tài)通風(fēng)垛能否正常運(yùn)行，也是溫度控制的主要手段。通風(fēng)不僅為微生物分解有機(jī)物提供氧，同時(shí)也排除堆體內(nèi)的ＣＯ２和ＮＨ３等氣體，并蒸發(fā)水分使堆體散熱，保證了適宜的發(fā)酵溫度［４］。

２．３棚式發(fā)酵堆肥系統(tǒng)

將雞糞倒入發(fā)酵大棚，堆肥厚度為４０ｃｍ左右，拌入微生物發(fā)酵菌劑（也可以不加微生物菌劑）和各種發(fā)酵輔料，每天翻拋一次，使其發(fā)酵、脫臭，鮮禽畜糞便從發(fā)酵車(chē)間一端進(jìn)入，到另一端輸出時(shí)即成為發(fā)酵完畢的有機(jī)肥料，直接進(jìn)入干燥設(shè)備脫水。

２．４攪動(dòng)固定床式堆肥系統(tǒng)

攪動(dòng)固定床式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)通常由多層平面構(gòu)成。進(jìn)料口在反應(yīng)器的上部，新鮮的禽畜糞便接種微生物發(fā)酵菌劑和發(fā)酵所需的各種輔料，攪拌均勻后經(jīng)傳動(dòng)輸送帶或料斗設(shè)備提升到塔式發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)，從第一層逐層向下推移，物料在各層之間可以停留不同的時(shí)間，在塔反應(yīng)器內(nèi)經(jīng)過(guò)翻板的翻動(dòng)逐層下落和通風(fēng)，快速發(fā)酵除臭、脫水、干燥。整個(gè)過(guò)程中進(jìn)料和出料是連續(xù)的，通氣管位于反應(yīng)器下部，由許多支管組成，外接風(fēng)機(jī)，在反應(yīng)器上部設(shè)廢氣出口，產(chǎn)生的廢氣收集處理后排放［４］。

２．５旋轉(zhuǎn)倉(cāng)式堆肥系統(tǒng)

旋轉(zhuǎn)倉(cāng)系統(tǒng)根據(jù)物料在反應(yīng)器內(nèi)的移動(dòng)方式又分為推流式和分隔式。推流式發(fā)酵倉(cāng)系統(tǒng)中，物料從倉(cāng)體的進(jìn)料口進(jìn)入，沿倉(cāng)體移動(dòng)到反應(yīng)器末端的出料口。分隔式發(fā)酵倉(cāng)系統(tǒng)中，沿物料的移動(dòng)方向，反應(yīng)器被分為很多小室，在堆腐的不同階段，物料從一個(gè)室移入另一個(gè)室。倉(cāng)體旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，物料不斷地被掀起跌落，與空氣充分接觸，所以利于通風(fēng)干燥。攪動(dòng)固定床式和旋轉(zhuǎn)倉(cāng)式堆肥系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是充分利用了發(fā)酵產(chǎn)生的生物熱，發(fā)酵速度快，有利于水分蒸發(fā)，機(jī)械化程度高，發(fā)酵條件容易控制，占地面積小，能夠?qū)Τ魵膺M(jìn)行收集統(tǒng)一處理，防止二次污染，缺點(diǎn)是投資大［５］。

２．６圓筒發(fā)酵堆肥系統(tǒng)

新鮮禽畜糞便加入作物秸稈和微生物發(fā)酵菌劑，混合攪拌，含水量調(diào)節(jié)到５５％左右，吊料斗輸送裝入一臺(tái)橫放的大圓筒，筒為攪拌釜式結(jié)構(gòu)，并充入４０～４５℃熱蒸氣或熱空氣，物料在筒內(nèi)經(jīng)８～１０ｈ發(fā)酵后，再加溫到８０℃，持續(xù)1ｈ以上，以殺滅細(xì)菌和蟲(chóng)卵［6］。該方法的優(yōu)點(diǎn)是占地面積少，機(jī)械化程度高，發(fā)酵與干燥一體化；缺點(diǎn)是需要一定的設(shè)備投資，發(fā)酵不充分，發(fā)酵干燥成本高［２］。

３畜禽糞便無(wú)害化處理與有機(jī)肥料生產(chǎn)工藝

將畜禽糞便與配料按規(guī)定的比例送入混合攪拌料機(jī)，進(jìn)行攪拌使其混合均勻，通過(guò)螺旋輸送機(jī)進(jìn)一步攪拌并送入主機(jī)——加壓混煉機(jī)，通過(guò)加壓混煉機(jī)的加壓摩擦，使該機(jī)體內(nèi)的混合物溫度自行升高，殺死病蟲(chóng)卵和有害菌，然后提供適當(dāng)?shù)目諝夂退郑瑸楦邷鼐l(fā)酵創(chuàng)造適宜的條件，完成快速發(fā)酵，再通過(guò)粉碎機(jī)粉碎松散，最后送入堆置場(chǎng)發(fā)酵８～１０ｄ即成為有機(jī)肥（圖１）。

４畜禽糞便生產(chǎn)生物有機(jī)肥的發(fā)展前景

隨著生物有機(jī)肥在全國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)的大力推廣，農(nóng)民已對(duì)其有了一定的了解與認(rèn)可，我國(guó)農(nóng)業(yè)市場(chǎng)對(duì)生物有機(jī)肥的需求量會(huì)不斷增加［７］。首先，用畜禽糞便（特別集約化養(yǎng)殖的畜禽糞便）、秸稈、農(nóng)副產(chǎn)品和食品加工的固態(tài)廢物、有機(jī)垃圾經(jīng)過(guò)有益微生物發(fā)酵、加工而成的有機(jī)肥，具有投資少、原料易得、成本低等優(yōu)點(diǎn)，其生態(tài)效益是不容忽視的［８］。其次，應(yīng)用有機(jī)肥料生產(chǎn)農(nóng)產(chǎn)品其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值都是非常高的。再者，用畜禽糞便生產(chǎn)有機(jī)肥可以減少化學(xué)藥品對(duì)環(huán)境的污染。所以，生物有機(jī)肥具有更加廣闊的發(fā)展前景［９］。

參考文獻(xiàn)：

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［３］孔健．農(nóng)業(yè)微生物技術(shù)［Ｍ］．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，２００５．

［４］葛誠(chéng)，沈德龍，李俊．微生物肥料生產(chǎn)應(yīng)用基礎(chǔ)［Ｍ］．哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，２０００．

［５］葛誠(chéng)．微生物肥料的生產(chǎn)及應(yīng)用技術(shù)［Ｍ］．北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)出版社，２０００．

［６］崔占利，張鴻雁，王彥杰．農(nóng)業(yè)微生物制劑生產(chǎn)和應(yīng)用［Ｍ］．長(zhǎng)春：吉林大學(xué)出版社，２００５．

［７］ＮＹ ２２７－９４ 微生物肥料［Ｓ］．北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，２０００．

［８］殷文，顧祥武． 生物復(fù)合肥肥效實(shí)驗(yàn)［Ｊ］． 上海農(nóng)業(yè)科技，１９９６（６）：６３－６４．

［９］毛達(dá)如． 有機(jī)肥料［Ｍ］．北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，１９８２．