畜禽糞便好氧堆肥技術(shù)研究綜述

王佳程 李想

（生態(tài)環(huán)境部華南環(huán)境科學(xué)研究所 廣州 510535）

我國20 世紀(jì)80 年代后期畜禽養(yǎng)殖業(yè)蓬勃發(fā)展，畜禽養(yǎng)殖規(guī)模隨之?dāng)U大，為了更好地保障大中型城市菜籃子供應(yīng)，越來越多的農(nóng)戶開始從事畜禽養(yǎng)殖行業(yè)，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)源污染物排放量直線上升，環(huán)境污染程度加劇，范圍擴(kuò)大，促使畜禽糞便處理逐漸成為研究熱點(diǎn)[1]。

1 畜禽糞便好氧堆肥技術(shù)原理

堆肥是指在人工控制下，在一定水分、碳氮比和通風(fēng)條件下經(jīng)過篩選各種微生物（細(xì)菌、放線菌、酵母菌等）進(jìn)行發(fā)酵，降解物料中有機(jī)質(zhì)含量，并產(chǎn)生高溫，從而殺死畜禽糞便的病原菌、蟲卵及雜草種子，并經(jīng)發(fā)酵腐熟，將畜禽糞便轉(zhuǎn)變?yōu)榉柿系倪^程[2]。好氧堆肥發(fā)酵是在氧氣充足情況下，好氧微生物通過自身的生命活動，在發(fā)酵過程中將部分原料的有機(jī)質(zhì)氧化，進(jìn)而提供微生物生長過程中所需要的能量，再把一部分原料的有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化成微生物合成新細(xì)胞的過程中需要的營養(yǎng)物質(zhì)[3]。

2 畜禽糞便好氧堆肥的操作規(guī)程

2.1 混合配料

配料中相關(guān)微生物菌劑需要符合GB20287-2006 中的相關(guān)規(guī)定，混合配料時要滿足粒徑在5～30mm 之內(nèi)，混合后的堆體物料含水率控制在50%～60%，溫度控制在35～45℃之間。

2.2 一次發(fā)酵

自混合配料后起，堆肥發(fā)酵時間約為6～12d，其中雞、鴨、鵝等禽類的糞便一次發(fā)酵時間為6d，豬牛羊馬的糞便發(fā)酵時間為12d；一次發(fā)酵可以采用翻堆的方式進(jìn)行通風(fēng)供氧，并且每天及時檢測堆體溫度；一次發(fā)酵堆體物料的含水率需要控制在40%～50%[3]。

2.3 二次發(fā)酵

一次發(fā)酵結(jié)束后需要進(jìn)行二次發(fā)酵，本階段需要每隔3d對堆體翻堆一次，而此時堆體的溫度需要控制在15～65℃之間。在這一階段，翻堆次數(shù)需要大于6 次以上，并且2 次發(fā)酵完成后要保證堆體物料含水率控制在30%～40%之間。

2.4 后熟階段

在二次發(fā)酵完成后，在避雨和通風(fēng)條件下可以將條垛式發(fā)酵堆平堆到大于0.5m 的高度，而本階段需要觀察其堆體物料的溫度，確保其接近環(huán)境溫度，含水率控制在30%以下。

3 畜禽糞便好氧堆肥的技術(shù)研究進(jìn)展

3.1 發(fā)展過程

目前我國畜禽糞便好氧堆肥技術(shù)主要經(jīng)歷了3 個發(fā)展階段。

第一階段為20 世紀(jì)50～60 年代，是堆肥技術(shù)研究的初始階段，當(dāng)時我國農(nóng)村普遍采用開放式堆垛，并用土進(jìn)行覆蓋保溫的堆肥方式，通風(fēng)方式以自然通風(fēng)為主，這一階段的堆肥工藝十分簡單，技術(shù)發(fā)展較為緩慢。

第二階段為20 世紀(jì)70～80 年代，是畜禽糞便堆肥技術(shù)研究發(fā)展的興旺時期，各種堆肥新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，催生了越來越多的專用機(jī)械設(shè)備，對堆肥機(jī)理的研究也更加深入。

第三階段是20 世紀(jì)90 年代至今，相關(guān)專家學(xué)者基于促進(jìn)畜禽糞便管理的目的，在以往研究的基礎(chǔ)上對畜禽糞便堆肥技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步探索和推廣。研究范圍包括堆肥中各項(xiàng)參數(shù)的優(yōu)化，如有專家學(xué)者在研究中指出，高溫堆肥理想的含水量需要控制在66%左右，同時開始關(guān)注在禽類糞便堆肥過程中涉及的一些生物化學(xué)變化特征。

3.2 堆肥技術(shù)研究進(jìn)展

目前應(yīng)用較為廣泛的好氧堆肥技術(shù)包括條垛式堆肥技術(shù)、槽式堆肥技術(shù)、靜態(tài)堆垛堆肥技術(shù)和反應(yīng)器堆肥技術(shù)。

條垛式堆肥技術(shù)將堆肥原料堆成三角形或梯形的長垛，利用人工或機(jī)械定期翻堆，從而保持堆體的有氧狀態(tài)，條垛式堆肥技術(shù)具有運(yùn)行簡單、設(shè)備少、投資低的優(yōu)勢，但也存在添加輔料，堆體含氧量與溫度不易控制，易受氣候影響，臭氣難控制，發(fā)酵周期長、占地面積大等缺點(diǎn)。

靜態(tài)堆垛堆肥技術(shù)與條垛式堆肥技術(shù)的區(qū)別在于堆肥過程中不進(jìn)行翻堆，而是利用通風(fēng)管道和鼓風(fēng)機(jī)機(jī)械通風(fēng)，從而維持堆體好氧環(huán)境，靜態(tài)堆垛堆肥技術(shù)具有操作簡單、投資低的優(yōu)勢，但該技術(shù)存在的缺點(diǎn)與條垛式一致，甚至發(fā)酵周期較條垛式更長。

槽式堆肥技術(shù)主要采用鏈板式翻堆機(jī)，鏈板式翻拋機(jī)相當(dāng)于一臺移動的鏈板輸送機(jī)，其多齒鏈板可以對設(shè)備前面的原料進(jìn)行翻拋、混合，將物料向后移動，槽式堆肥技術(shù)具有機(jī)械化程度高，溫度和氧含量可控，臭氣易收集控制，不易受氣候影響，發(fā)酵周期較短等優(yōu)點(diǎn)，但槽式堆肥技術(shù)存在需要添加輔料，投入設(shè)備多、操作較復(fù)雜，設(shè)備占地面積較大，投資高等缺點(diǎn)。

反應(yīng)器堆肥是將畜禽糞便置于集進(jìn)料、出料、曝氣、攪拌和除臭于一體的密閉式反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行好氧發(fā)酵的一種堆肥技術(shù)[2]。反應(yīng)器堆肥優(yōu)勢明顯，具體包括設(shè)備一體化程度高，無需添加輔料，不易受氣候影響，保溫節(jié)能，臭氣易收集控制，發(fā)酵周期短，設(shè)備占地面積小，投資低等，但反應(yīng)器堆肥技術(shù)由于單體處理量小，無法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的工廠化生產(chǎn)。

4 結(jié)語

綜上所述，在新發(fā)展階段，注重畜禽糞便污染防治至關(guān)重要，國外畜禽糞便好氧堆肥技術(shù)已向機(jī)械化、自動化的方向發(fā)展，我國亟須結(jié)合自身國情，探索出一條成本低、操作方便、維護(hù)性好的畜禽糞便好氧堆肥技術(shù)體系，在減少環(huán)境污染的同時實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的雙贏。