畜禽粪便精制有机肥关键设备和技术的研究.doc

畜禽粪便精制有机肥关键设备和技术的研究畜禽养殖业的迅猛发展，产生了大量的粪便、污水。据有关资料显示，我国畜禽养殖业每年排放的粪便已超过20亿吨，是工业固体废弃物排放量的3倍。江苏省每年排放的猪、鸡粪便也己达203.65万吨。这些粪便、污水难以用传统的还田方式处理，由于贮运和管理不善，大量畜禽粪便随意排放，严重污染了周边环境卫生，制约了养殖业的健康发展。由于能源短缺、食品安全和环境污染的巨大压力，世界各国科学家对畜禽粪便的综合处理利用进行了长期深入的研究，形成了饲料化、肥料化、能源化处理利用模式。肥料化利用技术在粪便发酵菌种、有机肥制造设备方面取得了一定成果，但在能源化、肥料化综合利用技术工艺与设备配套、集成优化方面缺乏整体性研究，普遍存在畜禽原粪水、沼渣处理成本高，易造成二次污染，混合搅拌不均匀、生产效率低、成本高等现象。因此，先对畜禽粪便进行固液分离，固体干粪渣制成有机肥，分离出的液体用厌氧发酵法处理制沼气，沼渣制有机肥，沼液再进一步处理，提高畜禽粪便处理的效果和综合利用率，是国内畜禽粪便资源化利用技术发展的主要方向。2研究意义目前我国畜禽粪便能源化利用技术已基本成熟。配套引进畜禽原粪水、沼渣处理机械，翻料机械，制粒机械等，研究开发一种效率高、混合均匀的高效混合机械，使菌种、营养调节剂充分混合，提高有机物料发酵度，制粒后肥料养分均匀，缩短发酵时间，降低有机肥生产成本，形成畜禽粪便能源化、肥料化综合利用有机肥生产线。无论对采用能源化利用、肥料化利用，还是能源化肥料化综合利用的畜禽养殖场，均具有创新意义，对科技、经济和社会发展的作用也是相当显著的。2.1可以提升畜禽粪便综合利用技术水平畜禽粪水经固液分离后，其化学耗氧量(COD)含量减少了近一半，分离出的干粪渣可制成有机肥，污水可制沼气，沼渣经固液分离仍可制有机肥，沼液中COD含量减少了75%85%，经鱼塘等稳定处理后即可排放。干粪渣、沼渣经发酵后可制有机肥。这样既可形成以沼气、有机肥为纽带的良性高效综合利用途径，还可减少粪污的危害，降低污染处理难度。因此，畜禽粪便综合利用技术与装备水平，直接影响到了畜禽养殖场粪污治理领域整体治理效果、成本和综合利用水平。该项目进行的畜禽粪便能源化、肥料化高效综合利用关键技术、设备的研究开发，对于规模畜禽场比较密集，又处于太湖流域和长江流域的江苏省环境保护工作的意义和作用是巨大的，太湖流域和长江流域畜禽粪便的高效综合利用产业化开发示范，也必将在全国产生巨大而深远的影响。2.2在降低了综合利用成本的同时提高了资源的利用效果与常规的能源化、肥料化利用技术相比，该技术改变了传统的粪水、沼渣自然晒干的处理技术。粪便处理机的运用可使粪渣、沼渣的含水率控制在30%以下，呈松散状。这就使高效混合机的使用成为可能，可将菌剂、营养调节剂和有机质充分混合。单就菌种混合这一环节，可减少菌种使用量10%，或缩短发酵时间1天，成本下降2元吨以上。全国每年产生的粪水达20亿吨，如果其中1%的粪水采用该技术，则每年可节省有机肥生产成本4 000万元，因此社会效益是巨大的。2.3可以形成专业化、规模化生产能源化、肥料化综合处理利用技术的应用，不仅适合于规模以上养殖场对畜禽粪便进行综合治理，沼气采暖、照明等，干粪渣、沼渣制成有机肥出售，提高综合处理利用经济效益，还可用于面广量大的大中小规模畜禽养殖场进行粪便污染处理。由政府、专业户投资兴建有机肥生产加工企业，回收中小规模养殖场干粪渣进行有机肥生产，污水集中处理或还田。配套输送机、搬运机械，可机械化作业，形成专业化、规模化生产。2.4可形成养殖业、种植业的循环经济体系在我国，由于长期过量不合理使用化肥，造成了环境污染、土壤板结、肥力下降，严重影响了农产品品质和参与国际竞争。畜禽粪便中含有大量的氮、磷、钾等植物生长所必须的营养元素，是农业可持续发展的宝贵资源，畜禽粪便制成有机肥可增产增收、防御病菌、改善农产品品质，还可起到改良土壤、培肥地力的作用。3主要研究内容对畜禽粪便高效综合利用技术的处理工艺与设备进行整体集成研究，将粪便处理机、高效混合机、翻料机、制粒机等肥料生产设备作为一个整体，形成新的有机肥生产线，同时针对现有有机肥混合机存在的缺点，研制开发高效肥料混合机，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，提高有机肥颗粒肥效一致性。3.1综合利用技术畜禽粪便高效综合利用技术主要由以下几部分组成：(1)能源化利用。畜禽粪便固液分离后，污水进入沼气池厌氧发酵制沼气，以获取沼气这一优质能源。(2)肥料化利用。分离出的固态干粪渣和沼渣通过有机肥生产线制成高效生物有机肥、精制有机肥和有机无机复合肥等无公害有机肥。(3)有机肥生产线的优化配套。目前国内有机肥生产线主要设备翻料机、筛选机、造粒机等均有成熟产品。在调研的基础上，择优选型，引进畜禽粪便处理机，研制开发高效混料机，菌剂、营养调节剂精量供给机，使有机肥生产中菌种添加更加合理，营养调节剂调整更精确。(4)技术装备、工艺的配套集成优化，产业化示范。根据优化配套的有机肥生产线对菌剂、营养调节剂制品的要求，筛选引进国内外先进的发酵菌种，形成年产5 000吨规模有机肥生产线基本配置和生产加工工艺。3.2研发装备和优化配套(1)畜禽粪便处理机：分离出的干粪渣制有机肥、污水制沼气、沼渣制有机肥，实现了畜禽粪便资源化重复利用。改变了传统的粪水沼渣自然晒干或烘干的处理方法，解决了原料因板结而造成的菌种混合困难、不均匀的问题。(2)高效肥料混合机的研究开发：畜禽粪便处理机处理后的粪渣、沼渣含水率在30%左右，呈肉松状，适合发酵菌种、营养调节剂的混合。混合机采用风力混合原理，精量控制菌种、营养调节剂呈弥雾状混入发酵物料，达到充分混合，减少菌剂用量，成品有机肥肥效一致性提高。(3)发酵菌剂、营养调节剂制品的研究：根据高效混合机的特点，研究、选择适合混合机使用的发酵菌剂、营养调节剂制品。4研究工艺5效益比较畜禽粪便高效综合利用技术与国内现有的综合利用技术相比，一是综合利用率高，畜禽粪便100%多层次重复利用。二是肥料化利用时生产工艺相对简单，菌剂、营养调节剂混合均匀，有机肥成品肥效一致性好。三是可缩短有机肥生产周期，提高设备利用率。该项目研制配套集成的有机肥生产技术工艺与国内现有的技术工艺参数对照见表1。开发和产