畜禽粪污卧式发酵滚筒设计与试验

doi:10.12398/j.issn.2096-7217.2024.01.008

摘要/Abstract

摘要：

随着我国养殖业的规模化、集约化发展，畜禽粪污排放量显著递增，对周边大气、土壤、水体等造成严重污染，影响到人类的生存健康，同时也阻碍了养殖业的可持续发展。国家出台了一系列环保和鼓励使用有机肥的政策，鼓励使用畜禽废弃物生产有机肥，用有机肥替代化肥。为响应国家环保政策的要求和破解养殖业畜禽粪污处理的难题，研制了畜禽粪污卧式发酵滚筒，将畜禽粪污与发酵菌种等辅料混合后上料到滚筒内，并辅助加热、曝气、翻搅，实时监测物料温度并可设置电加热和滚筒的启停及运行时长，有利于畜禽粪污完成好氧发酵过程，达到无害化处理的目的。阐述了滚筒的结构组成、工作原理及主要技术参数，根据好氧发酵原理和注意事项，设计了牛粪好氧发酵工艺流程，并按流程完成了粪污卧式发酵滚筒牛粪发酵性能试验。试验结果显示，有机质含量为5.2%、总养分（N+P₂O₅+K₂O）含量为5.1%，各指标均符合NY525—2012《有机肥料》标准，蛔虫卵死亡率和大肠菌群数都在NY884—2012《生物有机肥》标准范围内。该卧式发酵滚筒结构简单，粪污处理效果好，处理周期短，操作简便、经济适用，可满足中小型养殖企业畜禽粪污的无害化处理和资源化利用。

关键词: 畜禽粪污, 好氧发酵, 滚筒, 牛粪, 含水率, 菌种筛选

Abstract:

With the large-scale and intensive development of China's aquaculture industry， the discharge of livestock and poultry manure has increased significantly， causing serious pollution to the surrounding atmosphere， soil， water， etc.， affecting the survival and health of human beings， and hindering the sustainable development of aquaculture industry. China has issued a series of policies to protect environment and encourage the use of organic fertilizers， encourage the use of livestock and poultry waste to produce organic fertilizers， and replace chemical fertilizers with organic fertilizers. In response to the requirements of national environmental protection policies and solve the problem of livestock and poultry manure treatment， a horizontal fermentation drum for livestock and poultry manure was developed. The drum is helpful for livestock and poultry manure to complete the aerobic fermentation process and achieve the purpose of harmless treatment by mixing livestock and poultry manure with fermentation strains and other auxiliary materials， assistance in heating， aeration and stirring， monitoring the temperature of the material in real time， and the setting of electric heating， the start and stop of the drum and the running time. The structure， working principle and main technical parameters of the roller were described. The technological process of aerobic fermentation of cow manure was designed according to the principle and precautions of aerobic fermentation， and the fermentation performance test of manure horizontal fermentation roller was completed according to the process. The results showed that the organic matter content was 5.2% and the total nutrient （N+P₂O₅+K₂O） content was 5.1%， all of which exceeded the standard values of NY525—2012《Organic fertilizer》. The mortality rate of ascaris eggs and the number of coliform bacteria were both within the standard range of NY884—2012《Microbial organic fertilizers》. The horizontal fermentation roller has the advantages of simple structure， good manure treatment effects， short treatment period， simple operation and economical applicability， and it can meet the harmless treatment and resource utilization of livestock and poultry manure in small and medium-sized breeding enterprises.

Key words: ivestock and poultry manure, aerobic fermentation, drum, cow manure, moisture content, strain screening

中图分类号:

S817.3

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图/表 12

图1 粪污发酵滚筒结构示意图1.柜体2.进料斗　3.滚筒筒体　4.驱动齿圈　5.支撑圈6.后端板7.出料绞龙　8.底座　9.观察口10.支撑座11.减速电机　12.前端板

Figure 1 Structure diagram of manure fermentation drum

图2 好氧发酵温度变化示意图

Figure 2 Schematic diagram of temperature change of aerobic fermentation

表1 发酵滚筒主要技术参数

Table 1 Main technical parameters of fermentation drum

主要设计要求	参数
结构形式	罐式
配套动力总功率/kW	39
日均处理能力/(m³·d^-1)	≥3.5
外形尺寸/(mm×mm×mm)	8 000×2 000×2 500
盛料容器容积/m³	12
处理周期/d	5～7
滚筒长度/mm	6 000

图3 物料搅拌加热装置

Figure 3 Material stirring heating device

图4 曝气装置

Figure 4 Aeration device

图5 滚筒上的废水口

Figure 5 Waste water outlet on drum

图6 牛粪好氧发酵工艺流程

Figure 6 Process flow of aerobic fermentation of cow manure

表2 预发酵菌种筛选对比记录表

Table 2 Records of pre-fermentation strains screening and comparison

接种菌种名称

发酵试验

时间/d

发酵最高

温度/℃

图7 全程发酵含水率变化

Figure 7 Change of moisture content in the whole fermentation process

图8 发酵温度变化曲线

Figure 8 Fermentation temperature curve

图9 牛粪好氧发酵出料后

Figure 9 After aerobic fermentation of cattle manure

表3 发酵产物的化验结果

Table 3 Assay results of fermentation products

检验项目	标准值	测试结果
有机质含量（以干基计）	≥45%	52%
总养分（N+P₂O₅+K₂O）含量（以干基计）	≥5.0%	5.1%
水分含量（鲜样）	≤30%	30%
酸碱度（pH值）	5.5～8.0	6.8
蛔虫卵死亡率	≥95%	100%
粪大肠菌群数/（个·g^-1）	≤100	3

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