畜禽粪便发酵制取有机肥成套设备的研究

魏琍峻，耿兆奎，孙维鹏*

（1.江西省农业技术推广中心，江西 南昌 330044；2.南昌市农业技术推广中心，江西 南昌 330044）

随着我国畜禽养殖业迅速发展，畜禽产生的粪便成为农业污染的主要来源之一。据统计，我国畜禽养殖每年产生三十多亿吨畜禽粪便，这些粪便是农业方面污染的主要来源之一。通过成套设备对畜禽粪便发酵制取有机肥，不仅可以减少畜禽粪便造成的农业污染，还可以变废为宝，改良土壤、培肥地力，减少化肥使用率，提高作物产量，改善作物品质，实现畜禽粪污的资源化利用。

1 畜禽粪便处理发展现状

江西省大部分地区温度常年较高，适合使用好氧堆肥的方式开展有机肥生产。按照传统作业模式，畜禽粪便的堆肥及发酵通常是以自然发酵为主，存在着气味重、污染大、周期长和发酵不彻底等缺点，通过纯人力劳动生产制造有机肥，作业效率低、劳动强度大且工作环境恶劣，已经很难适应当下人工成本高及生产效率高的社会发展形势，同时也不符合现代农业绿色、循环、健康的发展趋势。加快推进有机肥发酵领域实现“机器替人”，解决处理有机肥的装备问题变得尤为重要。

目前我国有很多生产制取有机肥设备的厂家，设备类型多样化。由于缺少统一的行业规范及标准，各厂家生产的产品质量、性能及价格存在较大差异，制取有机肥设备的市场相对较为混乱。整体来说，制取有机肥设备的智能化及自动化水平较低，生产设备作业效率较低，体积庞大占空间，还有部分设备是由其他行业的设备改造得来，缺少制取有机肥的专业设备。当前有机肥制取设备的生产行业，急需一只“领头羊”，为这个行业制定一个统一、可行的标准，在现有设备的基础上改进、优选，研制出高效、实用、专业的制取有机肥成套设备。

2 畜禽粪便发酵制取有机肥成套设备研究

依托江西省农业技术推广中心的科研技术力量，与江西史可郎生物科技有限公司合作，探索研究畜禽粪便发酵制取有机肥加工工艺及技术路线，研制优选出一套质量稳定、价格合理、自动化水平高的高效有机肥生产成套设备。

2.1 畜禽粪便发酵制取有机肥加工工艺及技术路线

堆肥是指在微生物作用下，通过高温发酵使有机物矿质化、腐殖化、无害化（杀死病原菌、虫卵、杂草种子等）而变成腐熟肥料的过程。结合畜禽粪便高效综合利用技术的处理工艺，对畜禽粪便发酵制取有机肥设备进行整体集成研究，优选设计一套高效畜禽粪便发酵制取有机肥生产成套设备，使肥料、菌种、营养调节剂充分混合，减少菌剂用量，缩短发酵时间，提高发酵程度，提高有机肥肥效。

图1 畜禽粪便发酵制取有机肥加工工艺及技术路线

2.2 设备的设计、优选

研究人员针对畜禽粪便发酵制取有机肥设备中的固液分离设备、原料粉碎设备、翻抛机、制粒机等核心设备，从工作性能、控制方式、工作原理、生产周期、市场价格等方面进行对比分析。

2.2.1 发酵前处理设备的优选

对常用的分离机，如螺旋挤压固液分离机与江西史可郎生物科技有限公司优选研发的新型固液分离设备进行了对比分析，主要性能指标对比结果如下（见表1）：新型固液分离机结合常用分离机的特点，完善了分离机构，可防止粪液直接冲入分离系统，有效增强了筛网的防堵性，极大地提高了设备的分离成效和工作效率，降低了固体的含水率。

表1 固液分离设备对比

对常用的4种粉碎设备与江西史可郎生物科技有限公司优选设计的粉碎设备进行了对比分析，主要性能指标对比结果如下（见表2）：优选设计的粉碎机结合了其他四种粉碎机的特点，可以对多样性的物料进行快速切削及揉搓。

2.2.2 发酵设备的优选

畜禽粪便发酵制取有机肥采用槽式发酵方式，该方式可控性强，能有效缩短发酵周期，且发酵效果好，但土建成本相对来说高，设备往往需要定制，安装费用较高。槽式发酵方式使用的主要设备为槽式翻抛机，该机适用于精细化规模化生产，利于生产管理和生产成本的控制。对常用的两种槽式翻抛机设备与江西史可郎生物科技有限公司优选研发的翻抛机进行了对比，主要性能指标对比结果如下（见表3）：新型翻抛机结合了其他两种槽式翻抛机的特点，从翻抛系统可靠性、行走安全性、堆肥物料的适应性以及运行过程的自动化程度等方面进行了改进。该新型翻抛机生产效率高、坚固耐用、翻抛均匀、运行平稳可靠，受到市场好评。

表2 原料粉碎设备对比

2.2.3 发酵后处理设备的优选

发酵后的有机肥原料是粗细不一的粉状料，存在着一定的水分和杂质，需要进行进一步处理方能满足国家的相关标准要求。制粒成型是我国相较于欧美等其他国家特有的环节，颗粒肥料通常具有良好的商品属性，在储运的过程中不会自动分散，具有一定的缓释性，可为土壤创造团粒结构。对常用的圆盘制粒设备与江西史可郎生物科技有限公司优选设计的挤压式制粒设备进行了对比分析，主要性能指标对比结果如下（见表4）：挤压式制粒在功率相同的情况下，生产环节少、效果好、产能大、保留了更多有机肥的养分和有益菌的活性，是适合商品化生产的制粒设备。

表3 翻抛机对比

表4 制粒机对比

3 小结

3.1 科研成果方面

江西省农业技术推广中心与江西史可郎生物科技有限公司合作，围绕畜禽粪便发酵制取有机肥加工工艺及技术路线，明确了生产工艺过程中的核心设备，对核心设备的基本工作原理、主要性能参数、市场价格等进行了对比，对比了各种制取设备的优缺点，为畜禽粪便发酵制取有机肥成套设备的核心环节的选型以及今后中国的有机肥制取设备的研发奠定了基础，使有机肥制取设备向着轻型化、智能化方向发展。

3.2 经济效益方面

研制优选了一套质量稳定、价格合理、自动化水平高的畜禽粪便发酵制取有机肥的成套设备，设备已在高安、南城、安徽怀宁投产，可年处理禽粪便10万吨，制取有机肥3.8万吨，有机肥销售额约4000万元。

3.3 生态效益方面

通过本成果的应用，一套设备可年处理300万羽标准化肉鸡的粪便，有效减少了粪便乱排乱放对环境造成的污染；同时，为周边农业经营户供应近4万吨有机肥，对持续改良土壤质量有着显著的效果。