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政策法規 · Policies and regulations
畜禽養殖廢棄物生產有機肥相關技術研究
來源:綠色科技 | 作者:xjzqw888 | 發布時間: 2019-08-16 | 148 次瀏覽 | 分享到:

01

引言


畜禽養殖業是我國農業發展的支柱產業之一,對農業增產增收及農村經濟發展具有非常重要的作用,但畜禽養殖過程會產生大量的養殖垃圾、畜禽糞便等廢棄物,這些廢棄物不僅占用場地,而且污染環境、傳播病原,處理起來十分棘手。目前對于畜禽養殖廢棄物主要進行農業還田處理,但處理模式比較粗放,對空氣、土壤都會造成一定污染,而利用微生物發酵技術將其轉變為農業生產中備受歡迎的有機肥料,能有效解決這一問題,為實現畜禽養殖業的可持續發展奠定堅實基礎。

 


02

畜禽養殖廢棄物的處理現狀


現階段,畜禽養殖廢棄物的處理方式主要有三種:一是生產沼氣,進而利用沼氣發電、生產沼液肥等,但是這種處理方式有一定的局限性,主要適用于大型奶牛養殖企業。二是生產有機肥料。將雞、狗、牛等畜禽產生的廢棄物進行高溫發酵,得到高效有機肥料,既有助于解決廢棄物的污染問題,也能為當地農民提供高質量的有機肥料。三是直接還田。目前我國的養殖業仍然是以散養為主,這部分畜禽養殖廢棄物不經任何處理,直接當成農家肥使用。除散養農戶以外,大量中小型養殖場也都是采用這種方式,甚至很多養殖場免費將生糞送到農戶家門口,待農戶有需要時便直接施到了農田里。總之,除少數規?;稱笠抵?,大多數中小養殖場及散戶產生的養殖廢棄物都是采取直接還田的處理方式,這些糞污原料一般不等腐熟之后就運送出來,很容易污染道路環境,有的直接拉到田間地頭,不做任何遮蓋處理,成為持續的空氣污染源。

 


03

畜禽養殖廢棄物生產有機肥的工藝流程


為提高畜禽養殖廢棄物的利用價值,減少傳統處理手段帶來的環境污染問題,有必要加大對有機肥工藝的應用力度。目前,畜禽養殖廢棄物生產有機肥的工藝流程主要有發酵后造粒做粒狀產品、發酵后做粉狀產品,以及添加微生物菌劑做生物有機肥等。其中,比較主流的工藝為發酵后造粒,本文重點就發酵后造粒的工藝流程及注意事項進行闡述。

 

3. 1  發酵

有機肥生產的發酵環節主要是提供有利于廢棄物發酵的菌種、輔料及溫濕度環境等,促使畜禽廢棄物快速發酵,然后再通過一定的造粒手段進行處理,最終得到富含氮磷鉀等植物營養元素的有機成品。目前比較常用的有機肥發酵技術包括堆式發酵和反應器發酵兩大類,其中,堆式發酵屬于比較傳統的發酵技術,其基本過程如下:首先對畜禽廢棄物進行脫水、除雜等預處理,然后加入特定的微生物發酵菌種和輔料調理劑,再置于攪拌機中,待物料充分攪勻后再運至合適的地方堆置發酵,根據具體工藝情況的不同,有時需要定期翻推,以確??掌魍?,保證氧氣供應,并及時將發酵產生的過量潮氣排出。根據堆肥方法的不同,堆式發酵可分為條垛堆肥、通氣堆肥、槽式堆肥等,不同的堆肥方法在占地面積、發酵時間、產量等方面各有不同。

(1)條垛堆肥,需在 20 ℃ 環境下腐熟15~20d ,期間適時進行一兩次翻堆,再靜置2~3個月,便可徹底腐熟。條垛堆肥的優點在于操作技術簡單,可隨意調節堆垛長度,且無需投入昂貴設備,但缺點是腐熟過程耗時較長,且 堆 高 較 低,一 般 不 超 過1.2m ,需占用大量場地。

(2 )通氣堆肥,即利用風機、多孔管道等對堆肥內部進行通風供氧,這樣能夠大大縮減發酵腐熟的時間,一般4周左右即可,并且可以將堆肥高度提高到2m 左右,從而減小場地占用,但缺點是打造通風系統需要一定的成本投入,并且需要增設除臭系統以滿足相關環保要求。

(3 )槽式堆肥,即將堆料放到長槽式裝置中發酵,令攪拌機沿著槽的縱軸方向來回移動攪拌,這個過程也能起到供氧作用。采用槽式堆肥時,一般控制料深在1.2~1. 5m 之間, 3~5周后即可發酵完全,但其設備投入及運行成本比條垛堆肥和通氣堆肥要高一些,且攪拌結構易被糞便腐蝕和磨損,要定期給予維護或換新。與堆式發酵相比,反應器發酵是更為先進的發酵工藝,具體分為塔式、水平式、斜式轉筒幾種不同類型,對國內而言,目前應用最為成熟的是塔式發酵技術,其處理過程如下:首先對畜禽糞便進行預處理,然后加入菌種、輔料,于攪拌機內攪勻,再用皮帶運輸機運至發酵塔頂層,之后每天翻塔一次,只需7d即可發酵完成。不難發現,與傳統的堆式發酵工藝相比,塔式發酵的占地面積小、發酵速度快、處理能力強,能夠更好地滿足畜禽養殖廢棄物處理的需要(表1)。



3. 2  造粒

有機肥發酵完成后,還需要進行造粒處理。常用的造粒技術包括團粒法和擠壓法,前者在造?;誚?,需要將原料按一定配方在攪拌機內攪勻,然后運至造?;誚兄屏?,之后進行干燥、篩分、冷卻、返料、包裹、尾氣凈化等一系列處理,最終得到有機肥成品。團粒法的產能較高,所生產出來的肥料顆粒具有外表光滑、粒度均勻等優點。擠壓法則是一種直接擠壓的造粒方法,與團粒法相比,擠壓法的產能較低,所得顆粒的外觀粗糙、含水量高,且容易發生粉化現象,因此在實際生產中團粒法更受歡迎。以筆者所在公司為例,目前采用的就是團粒法生產工藝,該工藝已穩定運行多年,證實是一種非??煽康撓謝噬際?,其具體的工藝流程如下。將反應塔內發酵得到的有機料與尿素、粉狀磷銨、氯化銨、硫酸銨等以特定配比加入圓盤拌合機內,待混合均勻后送入造?;誚性熗?。在造?;?,物料在一定轉速下形成機械流化床,其間加入適量蒸汽,為造粒過程提供相應的熱量和水分,然后適量噴灑后續進行尾氣洗滌所得到的循環洗滌液,促使物料團聚成粒。物料經造?;庸こ煽帕:?,由陳化皮送至干燥機內,利用熱空氣進行順流干燥,待徹底干燥后再經出口提升機送入滾篩內進行篩分處理。在篩分過程中,粒徑不足1mm的細粉被直接篩除,經返料皮帶送回重新造粒;粒徑超過4.75mm 的顆粒在自流作用下進入破碎機中進行破碎處理,然后經返料皮帶送回重新造粒;粒徑在1~4. 75mm 之間的達標顆粒輸送至冷卻機中,利用空氣逆流散熱,待冷卻至合適溫度后再送入包裹筒內與其它輔料混合,最后送到成品貯斗中等待包裝處理,如圖 1 所示。



3. 3  應注意的幾個問題

(1)廢棄物的收集、轉運比較麻煩,不易進行機械化處理,建議利用中轉堆放場進行收集存放,在降低人工作業強度的同時,降低糞污含水率,有條件的可以采用集裝箱存放,以便二次運輸。

(2 )在進行塔式發酵的工業化堆肥設計時,需要微生物學家、建筑師、工程師等共同參與,慎重選擇機械設備,盡可能在保證堆肥效率的同時,降低運行能耗,以體現機械化生產的優勢。

(3 )在堆肥前期往往排出大量臭氣,對于這些廢氣一般要收集起來通入除臭堆中進行,或者采用膜發酵技術,加入微生物后堆肥,覆膜發酵。對于造?;?、干燥機等產生的含塵尾氣,可利用旋風除塵器、箱式除塵器、重力沉降室等進行處理,將其中的絕大多數粉塵除掉,回收的粉塵可送回進行重新造粒。除塵后的尾氣送入洗滌塔內用循環洗滌液進行反復淋洗,待符合國家規定的空氣排放標準后才能排放。噴淋用的洗滌液進入沉降池中,其中部分用于自身循環,部分用于造?;方?,沉降內要定期補充清水以維持正常循環。

 


04

畜禽養殖廢棄物生產有機肥的市場前景


與化學肥料相比,生物有機肥的有機質含量高,特別適用于土地開墾和土壤改良。生物有機肥的適用面非常廣,包括各種糧食作物、經濟作物、有機農場等對生物有機肥都有較高需求,并且施用生物有機肥所生產出來的糧食與蔬菜的口感更佳,如果用到經濟作物如煙葉上,則能夠顯著提升煙葉的等級評定,因此備受農戶歡迎。將畜禽養殖廢棄物制作成有機肥后,一般可賣到600~800元/  ,相比之下,普通復合肥的市場價在1200~1800元/t左右,因此有機肥擁有一定價格優勢,市場前景非常廣闊。

 


05

結語


利用畜禽養殖廢棄物生產有機肥的市場前景廣闊,一種酚類物質,能誘導植物對低溫、水分缺失等非生物脅迫產生的抗性。水楊酸也是一種新發現的內源激素,能夠對植物生長發育起到調控的作用,能夠抑制乙烯的合成,從而延緩果實的成熟,降低果實的腐爛率,延長果實的貨架期。最后是氯化鈣,鈣不僅是植物生長過程中的重要礦物質元素之一,而且是細胞壁的重要組成部分,使細胞壁結構更為穩定,能夠起到增強果實硬度的作用。較高濃度的鈣有利于果實采摘后品質提升,降低果實呼吸速率,延緩果實成熟果實。外源鈣處理后的果實可以使細胞壁強度增加,抑制過氧化作用,降低質膜透性,使果實細胞代謝速率降低,起到了延緩果實衰老的作用。但是其在儲藏前期,對SSC和維生素 C的?;つ芰σ埠芮?,與水楊酸相比,適合更短時間的保鮮。