?畜禽糞污好氧發(fā)酵堆肥發(fā)酵工藝探（一）                               版權(quán)作者：王玉梁

       隨著社會的發(fā)展，人們對物質(zhì)生活水平的要求也越來越高，肉制品的需求量也是逐年遞增，對應(yīng)的養(yǎng)殖業(yè)也得到了高速發(fā)展，因為我國傳統(tǒng)養(yǎng)殖業(yè)基礎(chǔ)比較薄弱，雖然這幾年隨著養(yǎng)殖業(yè)的高速發(fā)展，養(yǎng)殖設(shè)施、技術(shù)得到了一定改善，但與世界發(fā)達國家在這一領(lǐng)域還有很大差距。在養(yǎng)殖業(yè)高速發(fā)展的同時，畜禽糞便的處理和排放這一難題卻凸顯了出來，我國傳統(tǒng)的堆肥模式因處理能力低、占用場地大、臭味污染嚴重、雜菌病菌等有害成分不能處理等各種弊端，已不能滿足于當前規(guī)模化養(yǎng)殖的需求。為能有效解決這諸多不利因素對養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展帶來的困擾和對人們生活環(huán)境帶來的影響，國家近幾年也在努力號召一些科研機構(gòu)和科研團隊對當前糞便處理的工藝和技術(shù)做出新的突破，以保證養(yǎng)殖業(yè)健康發(fā)展的同時，也不會對我們的生活環(huán)境造成影響。隨著近幾年的努力探索，畜禽糞污好氧發(fā)酵堆肥這種處理模式逐漸被社會所認可，處理工藝也由原來的技術(shù)化逐漸向設(shè)備化、自動化發(fā)展。發(fā)酵好的畜禽糞便可以作為一種優(yōu)質(zhì)有機肥使用到土地，因其含有大量的有機質(zhì)和豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，施用到土地后能夠有效改善土壤環(huán)境，并能大大提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，所以好氧發(fā)酵資源化利用的處理模式不僅能有效解決畜禽糞便對周邊環(huán)境帶來的影響，還可以作為一種有機資源再次利用，由此該處理模式也受到廣大養(yǎng)殖業(yè)主的一致認可。

       要了解發(fā)酵工藝，我們首先要把發(fā)酵原理搞明白了，社會中相關(guān)的產(chǎn)品也是五花八門，很多業(yè)務(wù)人員也是刻意的擴大宣傳，只要能賣出產(chǎn)品去什么話都敢說，大多數(shù)人因為不了解發(fā)酵原理而導致上當受騙，花大價錢買來的產(chǎn)品，最后因為質(zhì)量問題/人工問題/能耗問題等弊端而放在那里成為了一個擺設(shè)。那到底畜禽糞污好氧發(fā)酵是怎么一回事呢？

       要想完成畜禽糞便的好氧發(fā)酵，我們需要對水分-空氣-PH值-碳氮比等因素進行人為控制。因為好氧發(fā)酵主要依靠微生物菌對物料中的有機物質(zhì)進行吸收、合成、分解，在這過程中產(chǎn)生熱量的同時，不斷再進行生長繁殖，產(chǎn)生新的生物體，進而對可生物降解的有機物質(zhì)轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)，在微生物菌活動的同時，物料堆體內(nèi)的各項指標參數(shù)會發(fā)生相應(yīng)的變化，最終達到物料無害化、穩(wěn)定化、減量化。

      1、空氣 因為好氧發(fā)酵的微生物菌為好氧菌種，所以在發(fā)酵過程中我們要確保氧氣的供應(yīng)量，物料粒度的大小影響物料堆體內(nèi)空氣的流通，供氧量過大會導致溫度降低，不利于高溫嗜熱菌的生長繁殖，影響分解速度；供氧量過低，可能會導致微生物菌活動緩慢，發(fā)酵周期延長或停止發(fā)酵。所以說需要添加一定比例的粗度輔料來確保糞便堆體內(nèi)的空氣流通，滿足好氧菌生長需求；

        2、水分 大部分好氧發(fā)酵菌對生長環(huán)境水分的要求一般在30%-70%內(nèi)，如果我們的畜禽糞便水分過大可能會導致好氧菌的休眠或死亡，從而致使發(fā)酵過程進入?yún)捬鯛顟B(tài)。所以需要在前面做干濕分離或添加一定量的輔料來降低水分，以滿足發(fā)酵過程對水分的要求；如果水分過低同樣會影響好氧菌的生長繁殖，導致發(fā)酵周期延長或停止發(fā)酵。如果水分過低，我們同樣需要額外加水，以保證完成發(fā)酵過程；一般堆肥物料的水分控制在65%左右最合適（考慮糞便配比發(fā)酵量以及發(fā)酵效果）。

       3、PH值 ph值就是堆肥的酸堿度，酸堿度是影響微生物菌生長的重要因素，也是發(fā)酵肥品質(zhì)的一個重要指標。微生物菌在適宜的酸堿環(huán)境中能更好的生長繁殖，加快發(fā)酵周期，降低堆肥養(yǎng)分的流失。微生物生長環(huán)境適宜的ph值范圍在6.5-7.5之間，pH值<5時，微生物停止生長，進入休眠或死亡，物料停止發(fā)酵，ph值》8.5時微生物活動緩慢或停止生長，造成發(fā)酵緩慢或停止發(fā)酵。PH值可以通過添加酸堿性輔料來進行調(diào)整。

      4、碳氮比 適宜的碳氮比會加快發(fā)酵過程，降低發(fā)酵物料的養(yǎng)分流失，確保發(fā)酵物料的發(fā)酵腐熟度。因畜禽糞便中碳氮比過低如單獨發(fā)酵，導致發(fā)酵周期長、效果差、易造成氮大量損失，在發(fā)酵中添加一部分高碳低氮物質(zhì)/輔料來補充碳源，有利于提高微生物對有機碳的分解速率，促進微生物將更多的銨態(tài)氮固定為有機氮，減少氮素損失。碳氮比的適當非常重要，畜禽糞便好氧發(fā)酵的碳氮比適宜在25:1到30:1范圍內(nèi)。碳氮比小范圍過高會導致高溫持續(xù)時間縮短，影響糞便的日處理量。碳氮比小范圍過低，會導致堆體溫度過高切高溫持續(xù)時間過長，造成有機質(zhì)的過渡分解，會影響堆肥品質(zhì)。在堆肥過程中，全碳和有機質(zhì)含量呈下降趨勢，全氮含量呈增加趨勢，碳氮比呈下降趨勢。         5、溫度 堆肥在發(fā)酵過程中溫度呈現(xiàn)先升后降的變化，溫度的變化直接體現(xiàn)了物料中微生物菌的活性變化。發(fā)酵過程分為55℃以下的升溫階段和55℃以上的高溫階段以及后期的降溫階段，降溫階段溫度會從高溫慢慢下降至環(huán)境溫度，降溫階段也被稱作熟化階段。升溫階段和降溫階段活動的菌群主要為嗜溫菌群，高溫階段活動的菌群是嗜熱菌群，嗜熱菌群主要滅殺不易殺死的有害細菌和難分解的高纖維素等。有機物質(zhì)大部分在升溫階段和高溫階段被分解和轉(zhuǎn)化，進入腐熟階段后主要對纖維素、半纖維素進行分解轉(zhuǎn)化，所以微生物活動性會減弱，逐漸趨于穩(wěn)定。高溫時間過長或多短都會推遲發(fā)酵周期，并影響發(fā)酵物料的品質(zhì)。好氧發(fā)酵是一個放熱過程, 堆溫取決于環(huán)境溫度、堆體初始溫度和微生物活性, 發(fā)酵溫度又牽制著微生物活性, 從而影響腐殖化進程，盡管溫度是發(fā)酵進程的表象形式, 但適合的外部環(huán)  境溫度條件會顯著提高發(fā)酵效率。

      以上詳細介紹了畜禽糞污在好氧發(fā)酵過程中所需要具備的條件和發(fā)酵原理，那么接下來我們再從當前這些處理工藝的模式并淺層次延伸到資源化利用方面分析一下各工藝的具體情況，以便我們更好的選擇適合自己的處理工藝。目前我們比較常見的處理工藝有：1、條垛式翻拋發(fā)酵 2、行走式槽式翻拋發(fā)酵 3、納米膜覆膜發(fā)酵 4.設(shè)備化封閉發(fā)酵。那這些處理工藝到底有何區(qū)別，如何選擇一種更實用、更高效、最經(jīng)濟的工藝呢？那我們就分析下各種工藝的原理和特點，以便大家更好的對比選擇。

      1、條垛式翻拋發(fā)酵這是比較傳統(tǒng)的一種發(fā)酵模式，是有最早的堆肥自然發(fā)酵延伸而來，該發(fā)酵模式需室內(nèi)發(fā)酵且發(fā)酵周期長，輔料成本高，臭味很大，占用場地大并需室內(nèi)發(fā)酵，人工成本高，優(yōu)點是投入成本低。用機械或混料機將摻混好的物料把糞便與輔料、菌種摻混后，均勻的按條垛狀布料到場地內(nèi)，布料寬度需根據(jù)翻拋機行走寬度而定（翻拋機行走寬度可定制），物料厚度一般在65公分左右（受翻拋機底盤高度影響，物料厚度太高，在翻拋過程中易把條垛打散影響翻拋機行走），需根據(jù)物料發(fā)酵情況定期對物料進行翻拋，以確保物料的透氣性（也可以在場地內(nèi)鋪設(shè)曝氣管道，給料堆強制間歇性曝氣提供高氧發(fā)酵所需要的供氧量）和加快水分揮發(fā)，降低發(fā)酵周期。這種發(fā)酵模式發(fā)酵周期一般夏季在20天左右，冬季在35天左右。

      2、行走式槽式翻拋發(fā)酵這是在條垛式翻拋發(fā)酵的基礎(chǔ)上延伸而來，比條垛式布料更方便，只需將摻混好的糞便均勻的運送到發(fā)酵槽內(nèi)即可。因翻拋機固定在槽兩側(cè)的墻體上，又有兩邊墻體保護翻拋時物料不被拋飛外漏，所以物料厚度可增加至1.0m以上，加大發(fā)酵量，建議物料高度不要超過1.5m，物料厚度太大會嚴重影響發(fā)酵周期，導致日平均發(fā)酵量下降。此工藝因兩邊墻體及發(fā)酵厚度嚴重影響空氣流通，所以必須在發(fā)酵槽內(nèi)加裝曝氣裝置。此工藝發(fā)酵周期與條垛式發(fā)酵周期基本一致，也需室內(nèi)發(fā)酵切基礎(chǔ)投資要遠大于條垛式翻拋發(fā)酵，但人工成本要低于條垛式翻拋發(fā)酵。

      3、納米膜覆膜發(fā)酵隨著國家對環(huán)保要求的逐步加大，條垛式、槽式翻拋發(fā)酵的氣味污染及滋生的蚊蠅等已經(jīng)嚴重影響到工人的工作環(huán)境及周圍環(huán)境，用納米分子膜覆蓋發(fā)酵后有效隔離臭因子的排放，降低臭味污染。使用方法為：用機械或混料機將摻混好的物料把糞便與輔料、菌種摻混后，運送至發(fā)酵槽內(nèi)，物料滿槽后用卷簾機將膜平鋪到發(fā)酵槽上，用拉環(huán)或拉繩將膜四周固定好，然后只需要定期往發(fā)酵槽內(nèi)輸送曝氣，滿足好氧發(fā)酵所需要的供氧量即可，現(xiàn)在的曝氣系統(tǒng)一般都可以提前設(shè)置好參數(shù)，系統(tǒng)自動曝氣。該發(fā)酵模式無需室內(nèi)發(fā)酵，發(fā)酵周期與以上兩種發(fā)酵模式差別不大，受季節(jié)溫度影響相對較小，發(fā)酵過程有效控制了臭味散發(fā)，因無需室內(nèi)，所以跟槽式翻拋發(fā)酵投資成本類似或略低，但輔料成本要高。發(fā)酵周期夏季一般在20天左右，冬季在28天左右。

       4、罐式設(shè)備好氧發(fā)酵（罐式設(shè)備又分為臥式罐和立式罐兩種）

      4.1 臥式罐是將糞便與輔料、菌種摻混均勻后輸送到罐體內(nèi)，由罐體的轉(zhuǎn)動進行攪拌，再加以曝氣充氧，有電加熱和微生物菌活動所產(chǎn)生的熱量兩種熱能來加快水分的揮發(fā)和有機物質(zhì)的分解轉(zhuǎn)化，快速實現(xiàn)發(fā)酵物料的減量化，因發(fā)酵周期很短，處理完成后水分含量較高，并且相對無害化處理程度較低，物料腐熟度沒有保障，需長時間沉化腐熟。優(yōu)點是物料減量化周期短，臥式發(fā)酵罐相對立式發(fā)酵罐投資要少很多，而且能耗也相對低一些。          4.2 立式好氧發(fā)酵罐是現(xiàn)在比較常見的一種好氧發(fā)酵設(shè)備工藝，罐式好氧發(fā)酵是現(xiàn)在比較有爭議的一種工藝，最早引進與日本，國內(nèi)一些設(shè)備廠在其原理上加以研發(fā)制造，其工藝原理也是一種好氧發(fā)酵，因為畜禽糞便的水分普遍都太高，糞便顆粒細度太低，再加上碳氮比較低，所以需要添加輔料降低水分、增加碳氮比，再加入菌種摻混入罐，因其處于密封狀態(tài)，且物料厚度較大，需要攪拌加以強制曝氣來確保好氧發(fā)酵所需要的供氧量和水分揮發(fā)，也因物料厚度太大，如果單純的依靠微生物菌的活動所產(chǎn)生的熱量來完成發(fā)酵周期，就會造成發(fā)酵周期太長，所以需要輔熱來促進發(fā)酵周期的縮短。從這里來看發(fā)酵罐的容量越大需要的能耗就會對應(yīng)比例的加大很多，所以發(fā)酵罐選擇不是越大越好，容量越大能耗越大，你的處理成本就越高！因為它的工作原理需要近乎不停的強制曝氣和輔熱，電耗太高，也就造成了其處理成本居高不下，每噸發(fā)酵肥的電耗成本一般在400-800元之間（電耗成本受添加輔料和菌種的多少影響，輔料添加量越大，水分就會越低，空氣流通性也就越好，電耗也就越低；罐的容量越大，電耗就越高）。該發(fā)酵模式投入成本高，輔料成本高，電耗高，優(yōu)點是單日處理量大，可自主選擇容量型號，人工成本較低，自動化程度較高，發(fā)酵過程無臭味。發(fā)酵周期夏季一般在12天左右，冬季16天左右。

       為什么說罐式好氧發(fā)酵是現(xiàn)在比較有爭議的一種處理方式呢？因為現(xiàn)在好多的發(fā)酵罐生產(chǎn)廠家為了業(yè)務(wù)，打著罐式發(fā)酵除了首罐發(fā)酵，以后不需要添加輔料和菌種口號，誤導消費者認為可以降低糞便發(fā)酵的輔料成本，相對來彌補該工藝電耗高的缺點，但是通過上面的介紹，大家已經(jīng)了解了好氧發(fā)酵的原理，如果不添加輔料那糞便的碳氮比低的問題需要怎么解決？首次添加的輔料在發(fā)酵過程中碳氮比已經(jīng)降下來了，已經(jīng)不能補足后面進入糞便的碳氮比，達不到好氧發(fā)酵條件，好氧發(fā)酵停止，那以后是處于厭氧發(fā)酵嗎？更有甚者宣傳除了首次添加菌種，以后不在添加菌種，靠菌種的高繁殖能力自行繁殖。講到這里，我也是蒙了。這不是把一個成熟的好氧發(fā)酵工藝變成一個純靠加熱、攪拌、強制曝氣的一個烘干設(shè)備了么？每一個產(chǎn)品我們都要良心的宣傳，正確的引導，不要因為消費者不懂而無限擴大甚至虛假宣傳，好氧發(fā)酵罐作為當前市場上的一個主流設(shè)備，我們應(yīng)該合理的講解，正確的引導，讓消費者根據(jù)自身情況，考慮利弊，自主選擇。

    4、分布式云倉干化系統(tǒng)好氧發(fā)酵設(shè)備      該發(fā)酵模式屬于一種分布式云倉干化設(shè)備好氧發(fā)酵，該設(shè)備一般根據(jù)客戶日處理量需求定制，可定制3層到7層，最高單臺日處理量在50方，處理工藝為：用機械將糞便和輔料運至料倉內(nèi)，經(jīng)混料機將糞便與輔料、菌種摻混后，通過上料系統(tǒng)進入發(fā)酵箱體，經(jīng)低溫發(fā)酵菌的催化下開始發(fā)酵，產(chǎn)生熱量，激活高溫菌種，持續(xù)發(fā)酵。達到設(shè)定條件后，物料自動翻轉(zhuǎn)到下一層，第一層開始重新上料，第二層物料在達到設(shè)定條件后再自動翻轉(zhuǎn)到下一層，依次循環(huán)，完成發(fā)酵。在發(fā)酵過程中除臭系統(tǒng)根據(jù)探測值自動啟動，達到限定后，除臭系統(tǒng)自動關(guān)閉。該處理工藝采用蒸籠式原理設(shè)計，能耗很低，糞便發(fā)酵周期短切較穩(wěn)定，日處理能力高，處理費用低，自動化程度較高人工費用低，每噸發(fā)酵肥電耗在8-15元之間，發(fā)酵過程無臭味。該設(shè)備投入成本高，輔料成本較高。

      這種處理設(shè)備是近幾年剛剛上市的一種處理工藝，現(xiàn)在市場占有率還比較小，大多數(shù)人還沒有接觸過，但隨著社會科技力量的發(fā)展，對于自動化程度要求的提高和對生產(chǎn)成本的控制以及面對市場產(chǎn)品競爭的壓力，一些降本、節(jié)能、環(huán)保、自動化程度較高的產(chǎn)品將會成為未來市場的領(lǐng)航者。

作者：王玉梁

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