國內畜禽糞便發酵裝備設施發展現狀調研

張玉良 龍東海 趙國 張英 陶波 楊焱

(長春市農業機械研究院，吉林 長春 130000)

近些年，為不斷滿足物質生活所需，我國畜禽養殖業快速發展，但伴隨著這種發展，一些弊端問題突顯出來：畜禽糞便的排放量達到幾億t，特別是規模化養殖后，糞污處理給規模化養殖帶來更大壓力，已與工業廢水、生活污水并列成為水環境污染的3大源頭之一[1]。為能有效解決這種不利因素，適應我國快速發展，保證良好的生態環境，政府引導國內科研機構、高校及企業開展了大量關于畜禽糞便處理的相關工作，以找出更符合我國國情的畜禽糞便處理方向及其應用模式。多年來的成果顯示：畜禽糞便轉化有機肥是比較有效、最易接受的處理方向，同時，畜禽糞便轉化有機肥處理設備是實現該方向的關鍵，對于制造出符合相應的國家標準和環境指標的有機肥產品至關重要，對于控制有機肥質量意義重大，對于提高制肥效率起著決定性作用。

目前，市場上有成套的現代化畜禽糞便轉化有機肥設備，大致包括混料設備、前處理脫水設備、有機肥發酵設備、后處理烘干設備及造粒設備等，其中有機肥發酵設備為核心設備。長春市農業機械研究院開展有機肥發酵設備設施的相關研究已多年，也積累了一些相關經驗，現將此類主流設備的一些情況進行總結，以益于養殖戶選擇購買此類設備。

現我國市場上，用于畜禽糞便發酵的主流設備設施主要有3類：條垛式發酵設備、發酵反應器式發酵設備(其中包括箱體內攪拌式發酵設備、發酵塔式發酵設備、臥滾筒式發酵設備)及比較前沿的納米膜覆蓋式發酵設施等。所用發酵工藝都為耗氧發酵工藝，具體如下。

1 條垛式發酵設備

條垛式發酵設備發酵模式應用起步較久遠，而且應用較廣泛。

1.1 設備基本概述

條垛式發酵設備(如圖1)結構較簡單，按作用用途劃分結構，分為行走部和翻垛部2部分。做功原理上，利用條垛機的行走部，在堆垛槽內根據時間循環要求、需氧要求和溫控要求，在工作區域內運動，利用翻垛部在行走過程中翻整堆槽內的畜禽糞便、秸稈和微生物菌的混合物，起到物料混合、促進氧氣自然進入、水分自然蒸發及翻堆控溫度等作用。

圖1 條垛機

1.2 設備特點

條垛式發酵設備結構簡單，執行工作量也較簡單，即行走，翻堆；經設備工作運行，畜禽糞便與其它物料混合均勻，氧氣進入較充分；設備一次性處理量較大，而且設備承載能力強，性能穩定；由于畜禽糞便發酵需要一定熱源提供，以促進快速發酵，減少污染可能性，而條垛式發酵設備自身無加熱功能，僅依靠自然環境溫度提供一定熱量，因此一次物料發酵時較長；設備占地規模大，且需要有相應的配套防漏雨設施；投入成本高，運行成本(用能)低；屬于半密閉空間處理，有一定環境污染性；產出有機肥產品品質一般；除水效果一般；適宜處理中大型養殖場產糞便量；設備應用過程中，腐蝕較嚴重，易損壞；南方地區應用較適宜，東北地區由于環境溫度原因，應用較不適宜。

2 發酵反應器式發酵設備

在我國市場上，發酵反應器式發酵設備屬于主流設備，被廣大養殖戶作為首選的處理畜禽糞便產品。這類設備大致分為臥滾筒式發酵設備、箱體內攪拌式發酵設備、發酵塔式發酵設備3大類。

2.1 臥滾筒式發酵設備

2.1.1 設備基本概述

臥滾筒式發酵設備(如圖2)結構上一般由自動控制系統、進料絞龍、出料絞龍、滾筒總成、充氧風機和電加熱導熱油爐組成。設備根據畜禽糞便發酵及生物菌激活條件要求，設備需提供混料混氧攪拌、充分加溫物料溫度、除去物料濕度、對物料充氧功能，同時根據物料循動要求，設備隨時間需使物料從始端向末端運動。本設備為完成以上做功要求，利用滾筒總成的旋轉提供混料混氧攪拌，利用電加熱導熱油爐提供熱源于滾筒總成內的管道，以給物料加溫，利用進口控濕、熱風、電加熱和滾筒內的格柵給物料去濕，利用充氧風機對物料充氧，利用滾筒(內有螺旋部件)旋轉完成物料從始端到末端前推工作。另外，進料由進料絞龍完成，出料由出料絞龍完成。

圖2 臥滾筒式發酵設備

2.1.2 設備特點

通過設備工作可使畜禽糞便和其它混合物料初級發酵；畜禽糞便與其它物料混合均勻性較好；投入成本高，運行成本(用能)略高；設備一次性處理量由滾筒容量決定，但大多數處理量一般，且不易太大，適宜中小型養殖場應用；設備承載能力強，性能穩定；設備屬于全密閉空間處理，環境污染性較低；設備占地規模適宜；設備有給物料加熱功能，同時氧氣進入倉內較充分，因此提供發酵條件較好，一次物料發酵時較短；有機肥產品品質較好；除水效果較好；物料進入設備，易卡機，物料出設備，較慢；設備應用過程中，有腐蝕；設備適合我國大部地區。

2.2 箱式發酵設備

2.2.1 設備基本概述

箱式發酵設備(如圖3)結構上一般由自動控制系統、電加熱導熱油爐、充氧風機、雙向螺旋攪拌軸和箱體倉組成。設備根據畜禽糞便發酵及生物菌激活條件要求，設備需提供混料混氧攪拌、充分加溫物料溫度、除去物料濕度、對物料充氧功能，同時根據物料循動要求，設備隨時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，利用電加熱導熱油爐提供熱源于箱體倉內的管路，以給物料加溫，利用進口控濕、熱風和電加熱綜合去濕，利用充氧風機對物料充氧，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，進料直接通過入料口投入，出料時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 箱式發酵設備

2.2.2 設備特點

通過設備工作可使畜禽糞便和其它混合物料初級發酵；畜禽糞便與其它物料混合均勻性好；投入成本高，運行成本(用能)略高；由于雙向螺旋攪拌軸受力較大原因，設備處理規模較小，適宜小型養殖場應用；同樣由于雙向螺旋攪拌軸易受沖擊，設備承載能力較弱；設備屬于全密閉空間處理，環境污染性較低；設備占地規模較小；設備有給物料加熱功能，同時氧氣進入倉內較充分，混料均勻性好，因此提供發酵條件較好，一次物料發酵時間短；有機肥產品品質好；除水效果一般；設備應用過程中，有腐蝕；設備適合我國大部地區。

2.3 塔式發酵設備

2.3.1 設備基本概述

塔式發酵設備(如圖4)有2種，其中一種同箱式發酵設備，不同之處在箱式發酵設備臥放置，塔式發酵設備立放置，這里不做另述；另一種為內部采用翻板結構有機肥發酵塔，該設備由自動控制系統、塔倉總成、充氧風機和電加熱導熱油爐組成。設備根據畜禽糞便發酵及生物菌激活條件要求，設備需提供混料混氧、充分加溫物料溫度、除去物料濕度、對物料充氧功能，同時根據物料循動要求，設備隨著時間需提供物料從頂端向底端運動。塔式發酵設備為完成以上做功要求，利用外攪拌機完成物料混合，利用塔倉總成內的翻板翻轉完成混氧工作，利用電加熱導熱油爐提供熱源于塔倉總成內的管路，以給物料加溫，利用進口控濕、通熱風和電加熱綜合除濕，利用充氧風機對物料充氧，利用翻板翻轉提供物料從頂端向底端運動。

圖4 塔式有機肥發酵設備

2.3.2 設備特點

通過設備工作可使畜禽糞便和其它混合物料初級發酵；設備自身不具備混合物料功能，需外加混料裝備；投入成本高，運行成本(用能)略高；設備處理規模較大，適宜大型養殖場應用；設備承載能力較強；設備屬于全密閉空間處理，環境污染性較低；設備占地規模較大；設備具有給物料加熱功能，但由于氧氣進入倉內物料的充分性一般，因此導致綜合提供發酵條件一般，一次物料發酵時略長；有機肥產品品質一般；除水效果一般；設備應用過程中，有腐蝕；設備適合我國大部地區。

3 分子膜覆蓋發酵設施

分子膜覆蓋發酵設施發酵模式在國內較前沿，但在國外利用十分普遍。

3.1 設施基本概述

分子膜覆蓋發酵設施(如圖5)結構上由分子膜和堆放場地組成(堆放場地需建防滲漏層，并且內裝有通風管道和流水管道)。本設施國內較前沿，國外利用普遍。分子膜覆蓋發酵設施發酵做功形式簡單，僅需要利用分子膜對混合發酵物料堆覆蓋，利用堆放場地內的通風管道通氧氣，利用堆放場地內的流水管道排水，完成堆肥發酵，其中分子膜為核心技術，具有便于水分氣化蒸發和防止臭氣排出功能。

3.2 設施特點

可使畜禽糞便和其它混合物料初級發酵；設施自身不具備混合物料功能，需外加混料裝備；投入成本高，運行成本低；設施處理規模較大，適宜大型養殖場應用；設施占地較靈活；該設施堆肥技術屬于全密閉空間處理，環境污染性較低；設施不具備給物料加熱功能，且由于氧氣進入物料的充分性一般，因此綜合提供發酵條件一般，一次物料發酵時略長；有機肥產品品質一般；除水效果較好；設施應用過程中，有腐蝕，而且一般應用于露天，有紫外線照射，產生老化現象；設施適合我國大部地區。