3-规模化养殖场堆肥工艺及应用

规模化养殖场堆肥工艺及应用北京沃土彭生平[e-mail]2009年05月目录堆肥系统构成及工艺流程堆肥场布局与物料流动原料选择及储存原料预处理堆肥发酵系统堆肥熟化与储存堆肥生产复混肥堆肥常见问题及处理堆肥系统构成及工艺流程堆肥系统构成原料储存原料预处发酵系统陈化系统加工系统成品储存质量检验商品化堆肥生产是在复杂的原料来源和不稳定的生产环境中，寻求相对合理的生产工艺，平衡质量、成本和环境影响的过程。堆肥系统构成及工艺流程堆肥工艺流程原料混合搅拌两次好氧堆肥发酵配料混合有机废物预处理辅料菌剂曝气装置翻堆装置筛分计量包装成品储存辅料造粒筛分低温干燥返料粉碎滤池筛分生物有机肥粉碎返料回流尾气收集计量包装有机无机复混肥堆肥系统构成及工艺流程堆肥厂建设模式模式一一体化模式适应对象：原材料依赖外购的肥料企业模式二分散就地发酵集中加工模式适应对象：规模化养殖企业及其关联企业堆肥场布局与物料流动厂址选择主要原料集中、量大，取运方便；交通、通讯便利；水、电及其它能源有保障；尽可能远离居民区；规模化特色农业种植区。堆肥场布局堆肥场布局与物料流动布局原则：秩序效率秩序原则遵循堆肥系统顺序和工艺顺序，保证工艺的顺畅。效率原则应能满足最大限度的提高劳动生产效率，保证生产的便捷，能以较低的能耗、较少的用工、适宜的劳动强度获得较高的产能和最佳产品质量。区域布局：生产区、办公区、生活区功能划分办公和生活区应安排在整个项目的常年上风向系统布局：系统特性对生产环境的影响原料储存及预处理系统应置下风向一次发酵系统最好不要置于项目高处堆肥场布局与物料流动鸡粪储存预处理发酵车间陈化厂原料库道路道路道路N外加工车间配道路电道成品库办公室及化验室道路路绿化绿化厂外道路年产1万吨有机无机复混肥厂区布置图系统规模要素项目规模原料来源及性质发酵方式产品类型步骤系统连接工艺连接设备连接建筑物连接工艺连接优选设备连接为主建筑物连接为辅系统设计堆肥场布局与物料流动原材料选择产品定位工艺筛选设备选型确定系统规模原料选择及储存原料类型按使用量：主料辅料主料比例30-80%,如畜禽粪便、市政污泥、甘蔗滤泥、草炭等。辅料用于调节物料水分、C/N、C/P、pH、通透性、养分等，比例不超过40%，单一物料比例不超过20%。常有秸杆粉、稻壳粉、稻糠、麦麸、饼粕、草炭、蘑菇渣、粉煤灰、过磷酸钙、磷矿粉等。按原料性质：碳素原料、氮素原料、调理剂碳素原料高碳原料，多作辅料，如秸杆粉、稻壳粉、稻糠、草炭、蘑菇渣、粉煤灰等。氮素原料C/N30以下，多作主料，如畜禽粪便、市政污泥、甘蔗滤泥等，也可作辅料用来调节C/N的高氮原料，如饼粕、鱼粉、肉骨粉、尿素等。调理剂主要指调节pH值的原料，如生石灰、石膏以及稀酸等，有时也将调节C/P的原料归为调理剂。原料选择及储存原料种类原料名称主要来源评价作物秸杆稻秸、麦秸、油菜秸等水稻、小麦、油菜易腐熟、养分低棉花杆、黄豆杆等棉花、黄豆不易腐熟、养分偏低花生藤、红薯藤等花生、红薯易腐熟、养分偏低玉米秸等玉米较易腐熟、养分偏低谷物加工副产品谷壳稻谷难腐熟、养分低米糠稻谷较易腐熟、养分中等麦麸小麦较易腐熟、养分中等畜禽粪便猪粪、牛粪、马粪养殖业极易腐熟、养分中等鸡粪、鸽粪、鹌鹑粪养殖业极易腐熟、养分偏高羊粪、兔粪养殖业极易腐熟、养分中等食品加工业副产品甘蔗滤泥、甜菜滤泥制糖工业副产品极易腐熟、养分偏高甘蔗渣制糖工业副产品难腐熟、养分低甜菜渣制糖工业副产品易腐熟、养分低啤酒泥啤酒工业副产品养分高酱油渣酱油厂副产品极易腐熟、养分偏高木薯渣柠檬酸厂副产品极易腐熟、养分中等味精厂废水回收物味精厂废液养分高麦芽粉啤酒厂副产品易腐熟、养分高饼粕豆粕、花生粕、芝麻粕植物油加工副产品易腐熟、养分高棉粕、菜粕、蓖麻粕植物油加工副产品易腐熟、养分偏高葵花籽粕、胡麻粕植物油加工副产品易腐熟、养分中等桐籽粕、茶籽粕植物油加工副产品较易腐熟、养分偏低常见堆肥原料类型及评价制药工业副产品西药药渣抗生素培养基易腐熟、养分高中成药药渣中成药加工副产品易腐熟、养分偏高中药药渣不易腐熟、养分极低酶制剂废渣酶制剂生产厂养分高城市垃圾动植物类厨房垃圾厨房垃圾易腐熟、养分中等其它类有机垃圾纸、布、塑料等难腐熟、养分低城市污泥河道、污水处理厂易腐熟、养分偏高煤及燃煤废物风化煤煤矿养分低煤灰、煤渣电厂、工厂燃煤养分低水生植物浮萍河道湖泊野生极易腐熟、含钾量高水花生河道湖泊野生极易腐熟、含钾量高其它水生植物河道湖泊野生依对象而定其它锯木屑木材加工厂难腐熟、养分低花生壳食用油厂较难腐熟、养分偏高菇渣食用菌基地较易腐熟、养分低剑麻渣剑麻加工厂易腐熟、养分低糠醛渣相关厂较难腐熟、养分低木糖醇渣相关厂较难腐熟、养分低鱼粉商品易腐熟、养分高原料选择及储存续表原料选择原料选择及储存堆肥生产应该根据当地的资源状况以及堆肥化的目的首先确定主料，然后根据主料的性质选取辅料。当主料为高碳素原料时，应选择合适的高氮素原料进行调节；当主料为高氮素原料时，选择合适的高碳素原料进行调节。无论何种原料，其选用的一般原则为：1．原料来源广泛、供应稳定；2．原料水分尽量偏低；3．氮磷钾及有机质养分适宜；4．易腐熟；5．成本或价格低。堆肥原料010203040506070畜禽粪便甘蔗滤泥市政污泥其它原料%原料堆肥原料构成情况原料选择及储存原料选择及储存畜禽粪便种类及比例010203040506070鸡粪猪粪牛粪其它%原料畜禽粪便在堆肥生产中的应用比例污染物生猪蛋禽肉禽牛粪/[kg/（头·a）]39627.388.2510950尿/[kg/（头·a）]522——6570BOD5/（g/L）36.542.460.74293.83氨氮/（g/L）6.750.330.0994.38原料选择及储存畜禽粪尿年排泄量项目牛猪羊粪家禽类粪尿粪尿全P8.611.461.360.340.450.115全N31．929.22.342.142.280.275每只（头）畜禽每年排泄粪便中N和P含量kg/（只•a）原料选择及储存堆肥常用有机废物估算量生猪湿粪4000吨/万头·年干粪1500吨/万头·年肉鸡湿粪8000吨/100万只·年干粪3000吨/100万只·年蛋鸡湿粪28000吨/100万只·年干粪7000吨/100万只·年牛湿粪10000吨/千头·年干粪3000吨/千头·年污泥湿泥50吨/10万方污水·日干泥15吨/10万方污水·日原料选择及储存原料来源方式1养殖场粪便收集堆肥厂70%以上含水量运输干清粪方式2养殖场晒干或自然晾干堆肥厂干清粪50%以下含水量专业户销售原料选择及储存原材料收储面临问题原料运输成本增加50%以上养分损失30%以上储存面积较常规物料多3倍以上对运输沿线及工厂周边环境造成严重污染运输养分储存环境原料选择及储存畜禽粪便堆肥面临问题原材料来源不稳定养分变化大水分变幅大配方不稳定工艺不稳定质量不稳定原料选择及储存原料选择及储存原料储存系统设计和建设基本要求：1、最大限度的减少或消除原料造成二次污染。2、最大限度的减少原料在储存过程中养分损失。3、尽可能的在储存过程中降低原料水分。解决途经：养殖场就地完成一次发酵优点：1、大幅度减少运输及储存造成的二次污染2、大幅度降低运输成本3、大幅度减少养分损失4、有效规避养殖风险原料选择及储存Wo+WmR每天的发酵产量W=-------------------（5.1）TWR1T1（1-V1）湿原料储存面积S1=-------------------（5.2）D1H1K1V1WR2T2干原料储存面积S2=---------------（5.3）D2H2K2W每天发酵产量；Wo有机肥设计规模；Wm有机无机设计规模；R有机发酵料在有机无机复混肥中所占比例；T年生产日数；S1湿原料储存面积；S2干原料储存面；R1湿原料在发酵料中所占比例；R2干原料在发酵料中所占比例；T1湿原料周转日数；T2干原料周转日数；H1湿原料储存高度；H2湿原料储存高度；V1湿原料含水率；D1湿原料比重；D2干原料比重；K1湿原料储存系数（原料堆放面积占库房面积的比值）；K2干原料储存系数。原料储存系统面积计算原料选择及储存如一年产1万吨肥料的堆肥厂，年生产200天，生产有机肥5000吨，有机无机复混肥5000吨，主要有机原料为鸡粪和秸杆粉，鸡粪比重为2、含水率70%、堆积高度40cm、添加比例70%、周转时间一周，秸杆粉比重为0.4、堆积高度2m、添加比例20%、周转时间二周，有机无机复混肥中有机物料比例为40%，则其鸡粪储存面积需要接近150m2左右；秸杆粉储存面积需160m2左右。原料储存系统面积估算预处理环节预处理粒度调节水分调节C/N、C/P、pH等调节养分调节过程控制参数发酵进程养分损失环境控制原料预处理重要性与复杂性重要性：1、对生产周期特别是发酵进程的极端重要性主要因子：水分、C/N、粒度2、对产品质量的极端重要性主要因子：水分、C/N、粒度、养分3、对环境影响的极端重要性主要因子：水分、C/N、粒度4、对成本控制的极端重要性主要因子：综合复杂性：各因子相互关联原料预处理预处理顺序原料预处理pH水分C/N粒度C/P养分其它快速堆肥原料调节值因子合理范围最佳范围C/N20:1-40:125:1-30:1水分（%）40-6545-55粒度（mm）3-305-10pH5.5-9.06.5-8.0C/P1/150以下1/75-1/150总养分（%）4以上4-6有机质（%）25以上30以上原料预处理养分调节原则:有机养分调节为主、无机养分调节为辅方法：N调节:立足于有机N调节P调节:有机P与无机P并举K调节:无机K为主养分含量剂型用途养分来源4~5%粉状拌种、育苗肥有机占主导~6%粉状、粒状育苗肥、底肥有机为主~8%粉状、粒状底肥有机无机并重~12%粉状、粒状底肥无机为主15%以上粒状底肥、追肥无机占主导堆肥及其加工产品养分来源参考表C/N调节与堆肥配方软件C/N调节根据目标产品或产品用途进行调节有机肥适当调低有机无机复混肥适当调高根据C素原料存储状况或C素有机物的形态进行调节鲜料（生料）适当调低陈料（半腐熟料）适当调高原料预处理堆肥配方软件..\物料配比计算软件.exe堆肥发酵系统发酵方式条垛堆肥发酵系统发酵方式槽式塔式堆肥发酵系统发酵方式选择按地域选择：潮湿多雨地区适宜采用条垛式堆肥；干燥地区适宜采用槽式堆肥按项目规模选择：小规模适合采用条垛式堆肥，大规模槽式适合采用槽式堆肥。按原料类型选择：高水分粘稠物料适合条垛式堆肥，低水分松散物料适合选择槽式堆肥按产品结构划分：条垛式适合于以育苗肥、拌种肥以及底肥为主的有机肥的生产，槽式适合于以有机无机复混肥为主的生产。建议：潮湿多雨的南方地区、以高水分物料为原料的项目、中小规模堆肥厂、规模化养殖场内堆肥厂，在场地条件允许的情况下，应优先选择条垛式堆肥方式，有利于节约投资成本，提高生产效率。不同发酵方式堆体标准条垛式底部宽控制在120~200cm，以150cm左右为最适宜，堆高控制在50~80cm，以60cm左右为最适宜，长度不限。槽式槽宽400~600cm，槽深100~120cm，堆体高度以80cm左右为宜，长度在50cm以上。堆肥发酵系统系统规模不同发酵方式系统规模经验值条垛式堆肥发酵场年产量大约为4吨/m2左右，年产万吨有机肥所需发酵场面积不得少于2500m2。槽式堆肥发酵场年产量大约为12吨/m2左右，年产万吨有机肥所需发酵场面积不得少于1000m2左右，折合需要60m×6m×1.2m的发酵槽约3个。不同项目规模发酵系统大小类推注：1、上述经验值依平均发酵周期10天，年生产日数200天估算2、上述经验值成立的前提是需要有配套的陈化和加工系统堆肥发酵系统堆肥发酵系统快速堆肥温度通透性水分水分挥发臭味控制养分损失产品质量堆肥过程控制堆肥发酵系统堆肥过程控制系统-----PLC电脑控制仪PLC可编程计算机控制仪配合水分、温度、氧气等高性能传感器。对堆肥过程中的温度、水分、含氧量进行自动采集、动态分析以及智能控制。实现微机联网及远