淺談畜禽糞便堆肥技術

成錦霞 穆秀梅

(1，山西省農業(yè)規(guī)劃設計研究院 030001；2，山西省農業(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，已逐漸被國內外許多國家所重視。文章主要從堆肥的原理和堆肥技術等方面進行綜述，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，是構成土壤肥力的重要活性物質。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，其余有機物轉化為生物體所必需的營養(yǎng)物質以合成新的細胞物質，微生物逐漸生長繁殖產生更多的生物體，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

根據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，堆肥產品中氮素保留較多，但堆制時間較長，分解不夠充分，產生異味重，主要用于生產沼氣，現代化堆肥處理工藝中，一般都采用好氧堆肥。目前，生產中常用的堆肥技術主要包括自然堆肥、條垛式主動供氧堆肥、槽式堆肥、轉筒式堆肥和發(fā)酵倉系統等。

2.1 自然堆肥技術

自然堆肥是我國傳統的堆肥處理方式，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內應經常充氣，堆內溫度可升至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，堆肥時產生臭味、易污染環(huán)境，無害化不徹底，傳統的小型養(yǎng)殖場多用。

2.2 條垛式主動供氧堆肥技術

條垛式主動供氧堆肥是將畜禽糞便和堆肥輔料按照適當的比例混合均勻后，將混合物料在土質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，當堆體內部溫度超過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，生產中通風供氧的具體時間也可根據實際情況而定[2]。條垛式主動供氧堆肥的優(yōu)點是設備投資較小，技術操作簡單，堆腐時間較短，一般為2～3周，產品穩(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

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，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 轉筒式堆肥技術

轉筒式堆肥是指在可控的旋轉速度下，將發(fā)酵物料從轉筒上部投入，下部排出，通過物料不斷滾動形成好氧環(huán)境來完成堆肥。轉筒由長度為20～40m，直徑2.5～4.5m的機械旋轉的滾筒組成，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

發(fā)酵倉系統是將物料置于部分或全部封閉的容器內 (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化，主要有堆肥發(fā)酵塔、包裹倉式系統、旋轉倉式系統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，再經旋轉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的物料層中充氣使物料加速發(fā)酵，經過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

包裹倉式系統的特點是堆料占據了整個發(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 旋轉倉式系統

旋轉倉式系統根據物料在反應器內的移動方式可分為推流式和分隔式。推流式發(fā)酵倉系統中，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)酵倉的旋轉翻滾而達到混合，是目前使用最普遍的發(fā)酵倉系統。分隔式發(fā)酵倉系統中，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，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，物料通過旋轉破碎機械設備而破碎混合[5]。

發(fā)酵倉系統的優(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，一旦設備出現故障，堆肥過程會受到影響，目前，該系統在發(fā)達國家使用較普遍。

3 結語

堆肥處理是畜禽糞便無害化、資源化利用的一種重要方式，我們應結合生產實際，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，使堆肥處理達到優(yōu)質高效無污染。