畜禽糞便生產生物有機肥的發酵技術和發展前景

摘要：闡述了畜禽糞便的種類及特點，我國畜禽肥料的資源，畜禽糞便的處理、堆肥技術，畜禽糞便無害化處理與有機肥料生產工藝，畜禽糞便生產有機肥的發展前景等。

關鍵詞：畜禽糞便；堆肥技術；生產工藝；發展前景

中圖分類號：Ｓ８１６．６９文獻標識碼：B文章編號：１００７－２７３Ｘ（２０11）02-0012-02

畜禽糞便主要包括豬、牛、羊、馬等家畜糞便和雞、鴨等家禽糞便。根據不同糞便的排放方式、糞便量、養分含量等特點，選擇不同的處理方法。其中，家禽的糞便中有機質和氮、磷、鉀養分含量都較高，并含有較多的鈣等其他中量和微量元素，家禽糞便容易腐熟并且腐熟溫度較高，屬于熱性肥料；豬糞質地較細，含有較多的有機質和氮、磷、鉀養分，含有大量的腐殖質，對提高土壤肥力有很好的作用；牛糞屬于冷性肥料，其中的有機質部分較難分解，腐熟較慢，發酵溫度較低；羊糞質地較細，含水量少，羊尿中氮和鉀含量較高，其氮素形態主要是尿素態氮，易被分解利用；馬糞尿中有機質含量較高，還含有大量的纖維分解菌，在堆肥時能產生高溫，屬于熱性肥料［１］。

我國每年產生畜禽糞便２６億ｔ，是世界上農業廢棄物產出量最大的國家。以１９９５年為例，全年畜禽糞便的氮、磷量分別為１ ５９７萬ｔ和３６３萬ｔ，同期我國化肥施用量折純量分別為２ ０２１．９萬ｔ和６３１．２萬ｔ，畜禽糞便中的氮、磷含量相當于我國同期施用化肥量的７８．９％和５７．５％，可見畜禽糞便是我國農業生產中的寶貴肥力資源［２］。

１畜禽糞便的處理

集約化養殖場畜禽糞便的特點是含水量高、污染物質多樣、惡臭，處理過程中氮態易揮發。針對這些特點，畜禽糞的處理主要包括干燥處理、除臭處理等幾個方面。

１．１干燥處理

干燥處理法是利用燃料、太陽能、風能等，除去家畜糞便中的水分，使含水率降低到可以進行堆積發酵的程度（５５％）。不同畜禽糞便的處理方法不同，雞糞干燥處理技術有雞舍內干燥、發酵干燥、太陽能干燥、高溫快速干燥、高頻電流干燥等。依據干燥處理所采用的方法分類，有物理方法、化學方法和生物方法。物理方法的主要手段為沉淀、離心、過濾或過篩、冷凍、直接烘干與焚燒等；化學方法主要是絮凝法；生物干燥法具有成本低、糞便處理過程養分損失少且可以將除臭與干燥相結合等優點，其原理是利用堆肥過程中微生物分解有機物所產生的能量促進糞便中水分的散發，起到干燥糞便、降低水分的目的［３］。

1．２除臭技術

畜禽糞尿堆肥處理過程中產生大量的臭氣，并且臭氣成分復雜，主要含有氨、含硫化合物、胺類和一些低級脂肪酸類等1９種化學物質。其中來自畜禽養殖或糞尿處理場的臭氣中最主要的成分是ＮＨ３和Ｈ２Ｓ［３］。世界各國對于糞便除臭的研究工作主要集中在兩個方向。①在飼料中添加除臭的添加劑，降低動物排泄后糞便的臭味。②畜禽養殖場或糞尿處理場所采用的除臭方法很多，例如可以使用遮蔽劑、中和劑、吸附劑等，也可用空氣稀釋及臭氧氧化。但是目前最為經濟有效和最常用的方法是生物除臭法［１］。生物除臭法是利用微生物來分解、轉化臭氣成分以達到除臭目的，因此也叫微生物除臭法。生物除臭法中有土壤除臭法、珍珠巖棉除臭法、堆肥除臭法、活性污泥除臭法、泥炭土除臭法和鋸末除臭法等［３］。

２畜禽糞便堆肥技術

２．１條垛式系統

條垛式堆肥是將原料堆積成窄長垛，垛的斷面為梯形或三角形，采用機械或人工進行定期翻堆，實現堆體中的有氧狀態。具體堆制方法是：①先將畜禽糞便與微生物發酵菌劑（也可以不加微生物菌劑）、發酵用的各種輔料混合，將Ｃ／Ｎ調節為２５∶１左右，含水量在５５％左右；②將禽畜糞便堆成長條狀，高不超過１．５～２．０ｍ，寬為１．５～３．０ｍ，長度視場地規模和禽畜糞便數量的多少而定［２］。

２．２靜態通風垛系統

與條垛式堆肥不同，靜態通風垛系統在堆肥過程中不進行翻堆，而是通過鼓風機和埋在地下的通風管道向堆體內通風，保證堆體內的有氧狀態。通風系統既決定靜態通風垛能否正常運行，也是溫度控制的主要手段。通風不僅為微生物分解有機物提供氧，同時也排除堆體內的ＣＯ２和ＮＨ３等氣體，并蒸發水分使堆體散熱，保證了適宜的發酵溫度［４］。

２．３棚式發酵堆肥系統

將雞糞倒入發酵大棚，堆肥厚度為４０ｃｍ左右，拌入微生物發酵菌劑（也可以不加微生物菌劑）和各種發酵輔料，每天翻拋一次，使其發酵、脫臭，鮮禽畜糞便從發酵車間一端進入，到另一端輸出時即成為發酵完畢的有機肥料，直接進入干燥設備脫水。

２．４攪動固定床式堆肥系統

攪動固定床式反應器的結構通常由多層平面構成。進料口在反應器的上部，新鮮的禽畜糞便接種微生物發酵菌劑和發酵所需的各種輔料，攪拌均勻后經傳動輸送帶或料斗設備提升到塔式發酵倉內，從第一層逐層向下推移，物料在各層之間可以停留不同的時間，在塔反應器內經過翻板的翻動逐層下落和通風，快速發酵除臭、脫水、干燥。整個過程中進料和出料是連續的，通氣管位于反應器下部，由許多支管組成，外接風機，在反應器上部設廢氣出口，產生的廢氣收集處理后排放［４］。

２．５旋轉倉式堆肥系統

旋轉倉系統根據物料在反應器內的移動方式又分為推流式和分隔式。推流式發酵倉系統中，物料從倉體的進料口進入，沿倉體移動到反應器末端的出料口。分隔式發酵倉系統中，沿物料的移動方向，反應器被分為很多小室，在堆腐的不同階段，物料從一個室移入另一個室。倉體旋轉的過程中，物料不斷地被掀起跌落，與空氣充分接觸，所以利于通風干燥。攪動固定床式和旋轉倉式堆肥系統的優點是充分利用了發酵產生的生物熱，發酵速度快，有利于水分蒸發，機械化程度高，發酵條件容易控制，占地面積小，能夠對臭氣進行收集統一處理，防止二次污染，缺點是投資大［５］。

２．６圓筒發酵堆肥系統

新鮮禽畜糞便加入作物秸稈和微生物發酵菌劑，混合攪拌，含水量調節到５５％左右，吊料斗輸送裝入一臺橫放的大圓筒，筒為攪拌釜式結構，并充入４０～４５℃熱蒸氣或熱空氣，物料在筒內經８～１０ｈ發酵后，再加溫到８０℃，持續1ｈ以上，以殺滅細菌和蟲卵［6］。該方法的優點是占地面積少，機械化程度高，發酵與干燥一體化；缺點是需要一定的設備投資，發酵不充分，發酵干燥成本高［２］。

３畜禽糞便無害化處理與有機肥料生產工藝

將畜禽糞便與配料按規定的比例送入混合攪拌料機，進行攪拌使其混合均勻，通過螺旋輸送機進一步攪拌并送入主機——加壓混煉機，通過加壓混煉機的加壓摩擦，使該機體內的混合物溫度自行升高，殺死病蟲卵和有害菌，然后提供適當的空氣和水分，為高溫菌發酵創造適宜的條件，完成快速發酵，再通過粉碎機粉碎松散，最后送入堆置場發酵８～１０ｄ即成為有機肥（圖１）。

４畜禽糞便生產生物有機肥的發展前景

隨著生物有機肥在全國生態農業的大力推廣，農民已對其有了一定的了解與認可，我國農業市場對生物有機肥的需求量會不斷增加［７］。首先，用畜禽糞便（特別集約化養殖的畜禽糞便）、秸稈、農副產品和食品加工的固態廢物、有機垃圾經過有益微生物發酵、加工而成的有機肥，具有投資少、原料易得、成本低等優點，其生態效益是不容忽視的［８］。其次，應用有機肥料生產農產品其營養價值和經濟價值都是非常高的。再者，用畜禽糞便生產有機肥可以減少化學藥品對環境的污染。所以，生物有機肥具有更加廣闊的發展前景［９］。

參考文獻：

［１］劉麗麗．微生物肥料的生物學及生產技術［Ｍ］．北京：科學出版社，２００５．

［２］徐風花，孫冬梅，宋金柱．微生物制品技術及應用［Ｍ］．北京：化學工業出版社，２００７．

［３］孔健．農業微生物技術［Ｍ］．北京：化學工業出版社，２００５．

［４］葛誠，沈德龍，李?。⑸锓柿仙a應用基礎［Ｍ］．哈爾濱：黑龍江科學技術出版社，２０００．

［５］葛誠．微生物肥料的生產及應用技術［Ｍ］．北京：中國農業科學出版社，２０００．

［６］崔占利，張鴻雁，王彥杰．農業微生物制劑生產和應用［Ｍ］．長春：吉林大學出版社，２００５．

［７］ＮＹ ２２７－９４ 微生物肥料［Ｓ］．北京：中國標準出版社，２０００．

［８］殷文，顧祥武． 生物復合肥肥效實驗［Ｊ］． 上海農業科技，１９９６（６）：６３－６４．

［９］毛達如． 有機肥料［Ｍ］．北京：中國農業出版社，１９８２．