畜禽糞便堆肥處理生產(chǎn)有機(jī)肥的工藝與設(shè)備

一、堆肥處理技術(shù)

堆肥處理技術(shù)

　　畜禽糞污被處理時一般呈兩種形態(tài)：液態(tài)糞便和固體糞便。液態(tài)糞便的處理方式有厭氧發(fā)酵技術(shù)和自然生物處理技術(shù)，固體糞便主要處理方式就是堆肥處理。堆肥是指在微生物作用下通過高溫發(fā)酵使有機(jī)物礦質(zhì)化、腐殖化、無害化（殺死病原菌、蟲卵、雜草種子等）而變成腐熟肥料的過程。其堆肥流程如圖1所示。

畜禽糞便堆肥處理流程圖

　　堆肥過程具體歸納起來分為三個環(huán)節(jié)：1原料預(yù)處理，2好氧發(fā)酵，3制粒成型。

　　原料預(yù)處理包括固液分離、輔料粉碎以及對原料含水率、碳氮比、pH值的調(diào)整。好氧發(fā)酵環(huán)節(jié)包括翻拋、通風(fēng)等措施，對原料起到補(bǔ)充氧氣、控制溫度、散發(fā)水分和恢復(fù)孔隙率的作用。制粒成型是一項系統(tǒng)工程，圍繞制粒成型這一核心，前有粉碎、配料、混合等工序，后有烘干、篩分、冷卻等工序。

　　原料預(yù)處理主要是制備滿足好氧發(fā)酵要求的發(fā)酵原料。其主要過程包括畜禽糞便的固液分離、輔料的粉碎和各種原料的混合配比。

二、固液分離設(shè)備

　　堆肥處理的原料是固體糞便。固體糞便的來源為干清糞和通過固液分離方法從“水泡糞”中分離出的固體物。要實現(xiàn)固液分離，應(yīng)用最廣泛、分離效果最好的是機(jī)械分離。機(jī)械分離設(shè)備可分為篩分分離、離心分離、壓濾分離和螺旋擠壓分離4種類型。

　　1）篩分分離機(jī)械：用于畜禽糞便分離的篩分機(jī)械主要有斜板篩和振動篩。篩條截面形狀為楔形的斜板篩，用于糞便分離具有結(jié)構(gòu)簡單、不堵塞等特點。但固體物質(zhì)去除率較低，一般小于25%。

　　2）離心分離機(jī)械：用于畜禽糞便的離心固液分離機(jī)主要有過濾離心機(jī)和臥式螺旋離心機(jī)。離心分離機(jī)的優(yōu)點是分離速度快、分離效率高；缺點是投資大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、能耗高。

　　3）壓濾分離機(jī)械：壓濾機(jī)具有處理能力大、操作管理簡便、濾餅含水率低、無振動、無噪聲、能耗低等優(yōu)點。由于其是利用濾帶使固液分離，為防止濾帶堵塞，需高壓水不斷沖刷，增加污水處理量，成本高。

　　4）螺旋擠壓分離機(jī)械：螺旋擠壓分離機(jī)是一種相對較為新型的固液分離設(shè)備，是目前畜禽糞便固液分離應(yīng)用最廣的一種設(shè)備。其缺陷為在分離前需將原糞水用攪拌器攪拌均勻，從而使糞水中大量的固態(tài)有機(jī)物溶解在水中，使得廢水的后處理變得異常困難，最終處理出水難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。針對現(xiàn)有存在的一些不足，可研究設(shè)計新型固液分離機(jī)，完善分離機(jī)構(gòu)，防止糞液直接沖入分離系統(tǒng)，增強(qiáng)篩網(wǎng)的防堵性，極大提高設(shè)備的工作效率和分離成效，降低固體含水率。

三、粉碎設(shè)備

禽糞粉碎設(shè)備

　　畜禽糞便的發(fā)酵工藝要求需要加入一定的輔料（秸稈、樹枝、稻殼、玉米芯等）。為了得到適宜好氧堆肥發(fā)酵的輔料粒徑，需要對輔料進(jìn)行粉碎處理，所以就需要用到粉碎設(shè)備。
　　現(xiàn)有常用物料粉碎的設(shè)備主要有三種：錘片粉碎機(jī)、大小型鍘草機(jī)、樹枝粉碎機(jī)。錘片粉碎機(jī)通用性好，工作時物料由進(jìn)料口進(jìn)入粉碎室，首先由高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子帶動錘片對其進(jìn)行打擊、搓擦，而后進(jìn)一步受到圍繞粉碎室設(shè)置的篩片、齒板的撞擊與搓擦作用，實現(xiàn)粉碎加工，當(dāng)物料的粒度小于篩片篩孔直徑時透過篩片由出料口排出。糧食加工后的廢棄物，如稻殼、玉米芯等可通過錘片粉碎機(jī)就能達(dá)到滿意的效果。鍘草機(jī)由電機(jī)或內(nèi)燃機(jī)作為配套動力。將動力傳遞給主軸，主軸另一端的齒輪通過齒輪箱、萬向節(jié)等將經(jīng)過調(diào)速的動力傳遞給壓草輥，當(dāng)待加工的物料進(jìn)入上下壓草輥之間時，被壓草輥夾持并以一定的速度送入鍘切機(jī)構(gòu)，經(jīng)高速旋轉(zhuǎn)的刀具切碎后經(jīng)出草口拋出機(jī)外。作物收割后的秸稈，由于其含長纖維，可通過鍘草機(jī)切斷粉碎，獲得滿意的粒徑大小。樹枝粉碎機(jī)利用活動齒盤和固定齒盤間的高速相對運(yùn)動，被粉碎物經(jīng)齒沖擊、摩擦及物彼此間沖擊等綜合作用獲得粉碎，被粉碎物可直接由主機(jī)磨腔中排出，粒度大小通過更換不同孔徑的網(wǎng)篩獲得。各種木材、木材下腳料、樹枝樹杈等可通過樹枝粉碎機(jī)達(dá)到粉碎的目的。

　　粉碎設(shè)備的改進(jìn)可以從合理優(yōu)化定刀的切削角度，優(yōu)化刀盤切削速度、刀片參數(shù)及刀盤上刀片和錘片的布置入手，使粉碎機(jī)構(gòu)能對多樣性的物料進(jìn)行快速切削及揉搓。同時加大對進(jìn)料機(jī)構(gòu)的研究，解決進(jìn)料困難，不易進(jìn)入粉碎腔的問題。

四、混合設(shè)備

禽糞混合設(shè)備

　　混合是指將固體糞便、輔料和各種調(diào)理劑按照預(yù)先設(shè)定的配方比例均勻混合的過程。對原料進(jìn)行預(yù)混合，可以使堆體內(nèi)各處均達(dá)到要求的碳氮比，確保微生物存活繁衍。根據(jù)被混合物料的性質(zhì)，宜采用雙軸無重力式混合機(jī)。該機(jī)臥式筒體內(nèi)裝有雙軸旋轉(zhuǎn)反向的槳葉，槳成一定角度將物料沿軸向、徑向循環(huán)翻攪，使物料迅速混合均勻。減速機(jī)帶動軸的旋轉(zhuǎn)速度與槳葉的結(jié)構(gòu)會使物料重力減弱，即使物料有比重、粒徑的差異，在交錯布置的攪拌葉片快速劇烈的翻騰拋灑下，也能達(dá)到很好的混合效果。如果該機(jī)能根據(jù)原料性質(zhì)自動控制混合時間，就能取得更好的效果和效率。

五、發(fā)酵設(shè)備
（1）條垛式發(fā)酵設(shè)備

　　條垛式發(fā)酵設(shè)備主要是指條垛式翻堆機(jī)。條垛式翻堆機(jī)是一種適用于條垛式發(fā)酵的翻拋設(shè)備，一般需要較大的場地。條垛式發(fā)酵是將物料堆放成一定高度的條垛，不需要建造發(fā)酵槽，通過條垛式翻堆機(jī)的翻拋作用，將自然風(fēng)從料堆兩側(cè)送入料堆，提供氧氣，實現(xiàn)堆肥發(fā)酵。條垛式翻堆機(jī)主要由翻拋裝置、行走驅(qū)動拖拉機(jī)、傳動系統(tǒng)等組成，以內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動為主。條垛式發(fā)酵因物料堆積高度低，升溫效果不好。由于室外堆積發(fā)酵，容易受季節(jié)和陰雨天影響。還有其尾氣污染、臭氣和滲水會帶來環(huán)保問題。條垛式翻堆機(jī)比較適合粘緊物料的前處理，小規(guī)模生產(chǎn)，農(nóng)場自用肥生產(chǎn)，無固定生產(chǎn)場所或臨時生產(chǎn)用。

條垛式翻堆機(jī)應(yīng)在對堆料高度的自適應(yīng)方面加大研究，使設(shè)備具有自適應(yīng)控制功能，增強(qiáng)設(shè)備適應(yīng)物料的能力。由于是有人駕駛設(shè)備，應(yīng)配備帶空調(diào)、空氣過濾凈化系統(tǒng)的駕駛艙，利于改善工作環(huán)境。

（2）槽式發(fā)酵設(shè)備

槽式發(fā)酵設(shè)備

　　槽式發(fā)酵設(shè)備主要指槽式翻拋機(jī)。槽式翻拋機(jī)是一種與發(fā)酵槽相配套的翻拋設(shè)備。發(fā)酵槽兩側(cè)的頂部安裝有軌道，翻拋機(jī)可以在軌道上前后運(yùn)行。一般槽式翻拋機(jī)的配備是一機(jī)多槽，翻拋機(jī)在發(fā)酵槽之間的轉(zhuǎn)運(yùn)可以通過移行機(jī)來實現(xiàn)。槽式翻拋機(jī)主要由機(jī)架、翻拋裝置、行走機(jī)構(gòu)、電纜卷筒裝置、電控系統(tǒng)等組成，以電力驅(qū)動為主。槽式發(fā)酵系統(tǒng)具有占地空間小、堆肥深度高（0.8～2.5 m）、升溫快和處理能力較大等優(yōu)點。槽式發(fā)酵過程中能夠保持、保證形成中溫-高溫-中溫-高溫交替的狀態(tài)，有效縮短發(fā)酵周期。在翻拋機(jī)上設(shè)置了添加菌種的裝置，能在發(fā)酵過程中均勻的按比例噴灑。同時可在槽底鋪設(shè)通風(fēng)管，增加通氣量。還有設(shè)備使用電力，無尾氣污染，臭氣和滲水也可以有效控制。槽式翻拋機(jī)適用于精細(xì)化規(guī)模化生產(chǎn)，利于生產(chǎn)管理和生產(chǎn)成本的控制。

槽式翻拋機(jī)可在行走安全性、翻拋系統(tǒng)的可靠性、對堆肥物料的適應(yīng)性和運(yùn)行的自動化程度等方面進(jìn)行改進(jìn)研究。生產(chǎn)出產(chǎn)品效率高，運(yùn)行平穩(wěn)可靠，堅固耐用，翻拋均勻，受到市場好評的翻拋機(jī)。

（3）塔體加熱式發(fā)酵設(shè)備

　　塔體加熱式發(fā)酵設(shè)備采用封閉式運(yùn)行。將畜禽糞便、輔料、菌劑以及回流物料按照一定比例混合均勻，使含水率達(dá)到60%～65%的要求后進(jìn)入立體好氧系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)原料的水分、氧氣含量和溫度變化，使物料進(jìn)行充分的好氧發(fā)酵分解，分解過程中釋放的熱量能夠使物料自身溫度增高，溫度最高能夠達(dá)到80℃，物料中的水分隨著溫度的上升被蒸發(fā)，部分有機(jī)物被分解，從而使物料堆體體積減小，到達(dá)物料的減量化處理。該設(shè)備可布置檢測和控制裝置，可以實現(xiàn)發(fā)酵過程中不同發(fā)酵階段的精確控制，有利于目標(biāo)生物菌繁殖、擴(kuò)充、發(fā)酵和畜禽糞便分解。

　　設(shè)備的輔助加熱可確保在低溫環(huán)境下正常運(yùn)行。但該發(fā)酵塔對制作材料要求高，制造成本相應(yīng)也高，而且還配備了自動檢測、控制裝置，維護(hù)保養(yǎng)成本也高。高昂的費用不大符合我國的國情，使用量也日趨減少，客戶用的不多，制造廠家生產(chǎn)的也不多。塔體發(fā)酵設(shè)備要想獲得快的發(fā)展應(yīng)在降低價位、實現(xiàn)操作方便、好維護(hù)和低能耗方面下功夫。

六、制粒成型設(shè)備

制粒成型設(shè)備

　　目前市場上主要的有機(jī)肥制粒方法主要有擠壓造粒和團(tuán)聚造粒。

　　擠壓造粒常用的設(shè)備為對輥擠壓造粒機(jī)，它是有機(jī)肥造粒機(jī)中應(yīng)用較廣的造粒機(jī)，屬擠出滑模型，能夠連續(xù)生產(chǎn)一次輥壓成型。此外擠壓造粒設(shè)備還有平模制粒機(jī)和環(huán)模制粒機(jī)。團(tuán)聚造粒常用的設(shè)備為圓盤造粒機(jī)和轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)。圓盤造粒機(jī)是一種成熟的有機(jī)肥造粒設(shè)備，造粒盤盤角采用整體圓弧結(jié)構(gòu)，進(jìn)入圓盤的物料由霧化噴嘴，噴灑適量的液體，經(jīng)造粒盤旋轉(zhuǎn)，制成顆粒成品，形成一定量后隨圓盤旋轉(zhuǎn)慣性甩出。