浅谈畜禽粪便堆肥技术

成锦霞 穆秀梅

(1，山西省农业规划设计研究院 030001；2，山西省农业科学院畜牧兽医研究所 030032)

近年来，随着我国畜禽养殖业的快速发展，养殖过程中产生大量粪便给环境带来极大影响，堆肥处理是粪便无害化、资源化利用的一种重要方式，已逐渐被国内外许多国家所重视。文章主要从堆肥的原理和堆肥技术等方面进行综述，以便为畜禽粪便堆肥处理方式的选择提供参考。

1 堆肥的技术原理

堆肥处理是在人为控制温度、湿度、碳氮比和通风条件下，依靠自然界和畜禽粪便本身存在的细菌、真菌等微生物作用，通过高温发酵使其降解为腐殖质的生物学过程。微生物在分解有机物过程中，不但能生成大量可被植物利用的有效态氮、磷、钾化合物，而且还能合成新的高分子有机物—腐殖质，是构成土壤肥力的重要活性物质。在发酵过程中，堆肥中的水溶性有机物透过微生物细胞膜和细胞壁被微生物吸收，固体和胶体有机物先附着在微生物体外，由微生物分泌胞外酶将其分解为溶解性物质后再渗入细胞，微生物通过氧化、还原和合成过程，将一部分有机物用于自身繁殖，其余有机物转化为生物体所必需的营养物质以合成新的细胞物质，微生物逐渐生长繁殖产生更多的生物体，与此同时，有机废物发生各种物理、化学和生物化学变化，逐渐趋于稳定化和腐殖化，最终形成良好的有机肥[1]。

2 堆肥技术

根据堆肥化过程中氧气的供应情况可将堆肥分为好氧堆肥和厌氧堆肥，好氧堆肥又称高温堆肥，是在氧气充足条件下借助好氧微生物对畜禽粪便进行分解。好氧堆肥粪便分解比较彻底，堆置周期较短、产生的异味少，可以大规模采用机械处理。厌氧堆肥是在氧气不足的条件下，借助厌氧微生物发酵堆肥，堆制温度低，工艺较简单，堆肥产品中氮素保留较多，但堆制时间较长，分解不够充分，产生异味重，主要用于生产沼气，现代化堆肥处理工艺中，一般都采用好氧堆肥。目前，生产中常用的堆肥技术主要包括自然堆肥、条垛式主动供氧堆肥、槽式堆肥、转筒式堆肥和发酵仓系统等。

2.1 自然堆肥技术

自然堆肥是我国传统的堆肥处理方式，一般应选择地势较高、平坦、干燥、接近水源、交通方便的地方堆积。将物料堆成宽2.0～4.0m、高1.5～2.0m的垛条，让物料自然发酵、分解、腐熟，在干燥地区垛条断面呈梯形，在多雨地区，可在垛条上方建棚以防雨水进入，在堆制前需先将地面夯实，然后铺上12cm左右的泥炭或细草，以吸收下渗的肥液，再铺20cm左右的堆积物，最后加适量水、石灰、无污染的污泥或粪便等，在垛条底部要铺设通风管道给粪堆充气，以加快发酵速度，在堆肥的前20d内应经常充气，堆内温度可升至60℃，此后自然堆放2～4个月可完成腐熟。自然堆肥的优点是设备简单，运行费用低；缺点是堆肥时间长，效率低，易受天气影响，堆肥时产生臭味、易污染环境，无害化不彻底，传统的小型养殖场多用。

2.2 条垛式主动供氧堆肥技术

条垛式主动供氧堆肥是将畜禽粪便和堆肥辅料按照适当的比例混合均匀后，将混合物料在土质或水泥地面上堆制成窄长条垛，条垛的宽度、高度和形状取决于物料的性质和翻堆设备的类型，其断面可以为梯形或三角形，采用人工或机械设备对物料进行定期翻堆实现供氧。为了加快发酵速度，可在条垛底部设置穿孔通风管，利用鼓风机进行强制通风，通风控制方式采用温度或时间控制，在堆体中安装温度反馈系统，当堆体内部温度超过60℃时，鼓风机自动开始工作，排出堆料的热量和水蒸气，使堆体冷却下来，通常每隔15～20d进行通风供氧，生产中通风供氧的具体时间也可根据实际情况而定[2]。条垛式主动供氧堆肥的优点是设备投资较小，技术操作简单，堆腐时间较短，一般为2～3周，产品稳定性好，能有效杀灭病原菌及控制臭味，缺点是占地面积较大，易受降雨等不良天气影响，易对大气及地表水造成污染，适用于中小型养殖场。

2.3 槽式堆肥技术

槽式堆肥是将畜禽粪便与堆肥辅料按适当比例充分混合，然后将混合物料堆放在发酵槽内进行好氧发酵，采用槽式翻堆机翻抛，为保护机器设备并控制堆肥条件，一般槽要建在建筑物或温室内，槽的尺寸应和翻堆机的大小保持一致，发酵槽底部设曝气管道，进行充氧曝气，一般堆置20～30d可完成堆肥过程。槽式堆肥采用的翻抛机主要是链板式翻堆机，链板式翻抛机类似于一台移动的链板输送机，有独特的多齿链板，可以对设备前面的原料进行翻抛、混合，将物料向后移动[3]。槽式堆肥技术的优点是机械化程度高，堆肥周期短，臭气易控制，不受气候影响；缺点是设备投资大、操作复杂，占地面积较大。

2.4 转筒式堆肥技术

转筒式堆肥是指在可控的旋转速度下，将发酵物料从转筒上部投入，下部排出，通过物料不断滚动形成好氧环境来完成堆肥。转筒由长度为20～40m，直径2.5～4.5m的机械旋转的滚筒组成，向滚筒吹入热风，物料从一端进去，另一端出来，发酵周期为1.5～2d，该系统的优点是自动化程度较高，发酵周期短，缺点是投资较大，费用较高，适用于中小型养殖场。

2.5 发酵仓系统

发酵仓系统是将物料置于部分或全部封闭的容器内 (如发酵塔、发酵仓等)，通过控制通风和水分条件，使物料进行生物降解和转化，主要有堆肥发酵塔、包裹仓式系统、旋转仓式系统3个类型。

2.5.1 堆肥发酵塔

堆肥发酵塔为立式发酵设备。将收集到的物料由带式输送机送至发酵塔顶部，再经旋转布料机均匀地将物料送入发酵塔中，通过通风装置向塔内的物料层中充气使物料加速发酵，经过3d左右物料即可完全腐熟，腐熟的物料由螺旋搅拌输送机输送到输料皮带上，然后排出发酵塔，经干燥、粉碎过筛后，即可装袋出售[4]。该设备的优点是发酵时间短，生产效率高，占地面积小，缺点是一次性投资较大，适合于大中型养殖场使用。

2.5.2 包裹仓式系统

包裹仓式系统的特点是堆料占据了整个发酵仓，混匀的物料从发酵仓顶部投入并充满反应器，占据整个发酵仓，在发酵仓底部通过具有分支管路的通气管道向反应器内的物料通气，废气由反应器上部的废气管道排出，废气出口略低于混合物的上表面，通过负压抽气的方式把废气收集处理。

2.5.3 旋转仓式系统

旋转仓式系统根据物料在反应器内的移动方式可分为推流式和分隔式。推流式发酵仓系统中，物料从仓体的进料口进入，沿仓体移动到反应器末端的出料口，物料通过发酵仓的旋转翻滚而达到混合，是目前使用最普遍的发酵仓系统。分隔式发酵仓系统中，沿物料移动方向，反应器被分为一个个小室，在堆腐的不同阶段，物料从一个室移入另一个室，在不同室内，物料可以进行不同时间、不同条件的堆腐，最后进入出料口，在每个小室中，物料通过旋转破碎机械设备而破碎混合[5]。

发酵仓系统的优点是机械化和自动化程度较高，占地面积小，保温节能，发酵周期短，不受气候条件影响，并可收集堆肥过程中产生的废弃，减少对环境的二次污染，缺点是设备投资较大，成本较高，由于堆肥周期较短，堆肥产品有潜在的不稳定性，而且由于机械化程度较高，一旦设备出现故障，堆肥过程会受到影响，目前，该系统在发达国家使用较普遍。

3 结语

堆肥处理是畜禽粪便无害化、资源化利用的一种重要方式，我们应结合生产实际，进一步继续研究、探索适合中国国情的堆肥处理工艺和技术，使堆肥处理达到优质高效无污染。