有機(jī)肥生產(chǎn)工藝

一、 概述

隨著養(yǎng)殖行業(yè)的迅速發(fā)展，畜禽糞便的污染也日趨嚴(yán)重，要想有效的解決上述問題，應(yīng)該變廢為寶，進(jìn)行無害化、資源化處理。畜禽糞便含有大量的有機(jī)質(zhì)等對作物的有益成分，是一種理想的有機(jī)肥原料，同時(shí)可以添加無機(jī)養(yǎng)分制作有機(jī)無機(jī)肥（既有有機(jī)的長效、又有無機(jī)的速效），也可以添加生物菌種制作生物有機(jī)肥，增加農(nóng)作物的抗病菌能力，提高對肥料養(yǎng)分的吸收能力，達(dá)到疏松土壤，提高土壤的保肥保水能力。

有機(jī)物料肥料化發(fā)酵技術(shù)是指在一定條件下通過微生物的作用，使有機(jī)物料不斷被降解和穩(wěn)定，并生產(chǎn)出一種適宜于土地利用的產(chǎn)品的過程。

有機(jī)物料肥料化發(fā)酵一般分好氧發(fā)酵和厭氧發(fā)酵兩種。好氧發(fā)酵是在有氧情況下，有機(jī)物料在有益微生物作用下的分解過程，其代謝產(chǎn)物主要是二氧化碳、水和熱；厭氧發(fā)酵是在無氧條件下，有機(jī)物料在有益微生物作用下的分解，厭氧分解最后的代謝產(chǎn)物是甲烷、二氧化碳和許多低分子量的中間產(chǎn)物，有機(jī)酸等。厭氧發(fā)酵與好氧發(fā)酵相比較，單位質(zhì)量的有機(jī)質(zhì)降解產(chǎn)生的能量較少，而厭氧發(fā)酵通常容易發(fā)出臭味?；谶@些原因，幾乎所有的堆肥發(fā)酵工程系統(tǒng)都采用好氧堆制發(fā)酵。

有機(jī)物料堆制發(fā)酵是指在人工控制下，在一定的水分、C/N比、pH值、粒徑和通風(fēng)條件下，通過有益微生物的發(fā)酵作用，將有機(jī)物料轉(zhuǎn)化為肥料的過程。通過堆制發(fā)酵過程，有機(jī)物料從不穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的腐殖質(zhì)物質(zhì)，其堆制發(fā)酵后的產(chǎn)品不含病原菌，不含雜草種子，而且無臭無異味，無蠅蟲，呈現(xiàn)褐色或黑褐色，是一種良好的土壤改良劑和有機(jī)肥料。

有機(jī)物料堆制發(fā)酵成有機(jī)肥料施用在有許多好處。第一可以作為一種優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥來源以保持和形成土壤腐殖質(zhì)，有效地土壤結(jié)構(gòu)和持水能力。第二，可降低植物病原菌，提高作物對病害的抵抗力。第三、含有許多有價(jià)值的營養(yǎng)元素，包括N、P、K和多種必要的中微量營養(yǎng)元素。

有機(jī)物料堆制發(fā)酵成有機(jī)肥料含有大量的有機(jī)質(zhì)、腐殖酸、呈有機(jī)態(tài)的養(yǎng)分、中微量元素和大量有益微生物。產(chǎn)品在改善植物根系環(huán)境，提高土壤活性，改善土壤理化性，緩解土壤板結(jié)，促進(jìn)作物生長發(fā)育，促進(jìn)作物早熟，使作物根系發(fā)達(dá)、莖粗、葉厚，抗旱、抗?jié)场⒖购?、抗倒伏、抗病蟲害能力增強(qiáng)，有明顯提高作物品質(zhì)，增產(chǎn)、增收效果。

二、本項(xiàng)目要求

以新鮮牛糞和牛糞沼氣發(fā)酵產(chǎn)生的沼渣為主原料，并添加糠醛渣、N/P/K、腐植酸等為輔料，在優(yōu)質(zhì)的微生物發(fā)酵菌種的作用下，經(jīng)發(fā)酵、烘干、造粒等工序生產(chǎn)農(nóng)林業(yè)所需的有機(jī)肥，達(dá)到年產(chǎn)不低于2萬噸有機(jī)肥的生產(chǎn)能力，設(shè)計(jì)能力為2.5萬噸，每年按300個(gè)生產(chǎn)日計(jì)算。

三、工藝說明

好氧堆制發(fā)酵過程一般分三個(gè)階段：起始階段、高溫階段和降溫熟化階段。參與過程的主要微生物種類是細(xì)菌、真菌以及放線菌。

1、起始階段  不耐高溫的微生物分解有機(jī)物中易講解的碳水化合物、脂肪等，同時(shí)釋放熱量使物料溫度上升，溫度可達(dá)40℃。

2、高溫階段   耐高溫的微生物迅速繁殖，在有氧的條件下，大部分能降解的蛋白質(zhì)，纖維等繼續(xù)被氧化分解，同時(shí)放出大量熱量，使物料溫度上升至60-70℃，這時(shí)病原菌和寄生蟲大數(shù)可被殺死。

3、降溫熟化階段   高溫階段必然造成微生物的死亡和活動(dòng)減少，自然進(jìn)入低溫階段。在這一階段，嗜熱性微生物有開始占據(jù)優(yōu)勢，對殘余難分解的有機(jī)物料做進(jìn)一步的分解，但微生物活性普遍下降，堆體發(fā)熱量減少，溫度開始下降，有機(jī)物趨于穩(wěn)定化，需氧量大大減少，堆制發(fā)酵進(jìn)入腐熟或后熟階段，形成腐殖質(zhì)。

四、 流程說明

由于糞便中一般含有大量未經(jīng)消化的粗纖維和病菌，必須處理后才能利用。目前比較行之有效的方式是采取發(fā)酵處理，既可以降解粗纖維，又可以利用發(fā)酵過程中產(chǎn)生的熱量殺滅病菌、去除水分。

糞便經(jīng)發(fā)酵后，有部分未發(fā)酵好的粗纖維及成塊物料，無法滿足生產(chǎn)工藝要求，必須經(jīng)過粉碎、篩分，無法粉碎的物料經(jīng)滾筒篩篩出，之后進(jìn)行計(jì)量。雖然發(fā)酵后的物料含有一定的氮、磷、鉀等無機(jī)養(yǎng)分，但含量很低，作為肥料使用時(shí)仍需要添加一定的無機(jī)養(yǎng)分和其他添加劑，粉狀的N、P、K、填料（主要是粘結(jié)劑）等無機(jī)原料經(jīng)計(jì)量后與處理好的動(dòng)物糞便同時(shí)進(jìn)入臥式粉碎機(jī)進(jìn)行破碎，此破碎機(jī)既可以粉碎已經(jīng)結(jié)塊的無機(jī)原料，又可以起到一定的混合作用。粉碎過的原料與配好的生物菌種（在此處添加生物菌種）同時(shí)進(jìn)入雙軸攪拌機(jī)進(jìn)行混合，混合好的粉狀成品直接進(jìn)行包裝，如要做成顆粒經(jīng)皮帶輸送機(jī)送入盤式造粒機(jī)，在造粒機(jī)內(nèi)噴入水霧進(jìn)行團(tuán)粒法造粒。造粒之后的物料盡管大部分已形成顆粒，但此時(shí)顆粒水分高、強(qiáng)度低，無法滿足包裝運(yùn)輸?shù)囊?，該物料?jīng)皮帶輸送機(jī)送至回轉(zhuǎn)式干燥機(jī)進(jìn)行干燥?；剞D(zhuǎn)式干燥機(jī)是一內(nèi)部布滿升舉式抄板的回轉(zhuǎn)圓筒，在抄板的作用下，物料被揚(yáng)起與熱風(fēng)爐產(chǎn)生的熱風(fēng)進(jìn)行熱交換，尾氣通過尾氣處理裝置進(jìn)行除塵、洗滌、放空。由于在添加生物菌種后為保證生物菌種的存活，故不能采取高溫干燥，必須走低溫大風(fēng)的路線，故本裝置采用二次干燥處理。出干燥機(jī)的物料經(jīng)篩分機(jī)進(jìn)行篩分，大顆粒經(jīng)粉碎后與細(xì)粉通過返料皮帶進(jìn)入造粒機(jī)，然后再次參與造粒過程。（篩分大顆粒和細(xì)粉可以起到降低冷卻機(jī)的負(fù)荷的作用）通過回轉(zhuǎn)式冷卻機(jī)進(jìn)行冷卻處理，進(jìn)一步提高顆粒強(qiáng)度、降低水分，之后經(jīng)過細(xì)篩，獲得成品。

在原料區(qū)域設(shè)置粉碎機(jī)及篩分機(jī)，保證篩分出產(chǎn)品的細(xì)度滿足生產(chǎn)顆粒有機(jī)肥料的要求。

有機(jī)顆粒肥

本生產(chǎn)線共八道工序，分別為：配料、破碎、造粒、干燥、篩分、冷卻、包裝。

1 配料

本裝置采用5臺(tái)計(jì)量皮帶秤，電腦控制進(jìn)料量及配比。操作工只需將粉狀有機(jī)原料（發(fā)酵后添加完菌種）、NPK、填加劑、微量元素等投入計(jì)量皮帶的料斗，料斗進(jìn)料口與地面平齊，即能降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，又減少了原料的二次輸送過程，而且物料均勻的進(jìn)入造粒機(jī)穩(wěn)定了造粒狀態(tài)，因此在一定程度上提高了成球率，降低了生產(chǎn)成本。

2破碎

此工序選用立式粉碎機(jī)，立式粉碎機(jī)可以破碎原料中的大塊具有工作性能好、連續(xù)性強(qiáng)、易除塵等優(yōu)點(diǎn)，為造粒機(jī)改善了工作環(huán)境。

3造粒

在有機(jī)肥的生產(chǎn)中造粒方式的選擇非常重要。目前行業(yè)內(nèi)主要有圓盤、轉(zhuǎn)鼓、擠壓等多種方式，這幾種方式各有其優(yōu)缺點(diǎn)。圓盤造粒機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是操作直觀、控制簡單，成球率高，返料少，設(shè)備易損件減少，維護(hù)量??；其不足之處在于單機(jī)的處理量小。出于外觀質(zhì)量、節(jié)能等多方面考慮，本工藝選擇兩臺(tái)圓盤造粒機(jī)，并聯(lián)設(shè)置。

4.干燥

造粒之后的物料盡管大部分已形成顆粒，但此時(shí)顆粒水分高、強(qiáng)度低，無法滿足包裝運(yùn)輸?shù)囊?，必須進(jìn)行干燥處理?？紤]到本系統(tǒng)物料造粒時(shí)水分偏高，而成品要求水分較低，受物料性質(zhì)的限制，從造粒機(jī)出來的顆粒強(qiáng)度較小，干燥過程中必須盡可能的減小顆粒的破損，不能選擇大直徑的干燥機(jī)，因此本系統(tǒng)設(shè)置設(shè)置了兩臺(tái)回轉(zhuǎn)式干燥機(jī)。采用順流干燥，只對物料進(jìn)行中溫強(qiáng)化干燥，以免出料時(shí)物料溫度過高，增加冷卻機(jī)的負(fù)荷，影響冷卻效果。

5篩分

烘干后的物料有粉狀物料和大顆粒的存在，用篩分機(jī)將大顆粒全部篩出，大顆粒經(jīng)粉碎機(jī)粉碎后與細(xì)粉通過返料皮帶機(jī)直接回到造粒機(jī)與原料混合后再次參與造粒。如此形成完整的生產(chǎn)循環(huán)，成品進(jìn)入冷卻工序。

6冷卻

通過回轉(zhuǎn)式冷卻機(jī)進(jìn)行冷卻處理，進(jìn)一步提高顆粒強(qiáng)度、降低水分，在冷卻過程中由于物料和筒壁、抄板之間的摩擦，會(huì)不可避免的產(chǎn)生細(xì)粉，因此在冷卻機(jī)后端增加了一道滾筒篩，篩除細(xì)粉，保證了成品的質(zhì)量。此段工序細(xì)粉非常少，采用人工處理。

7 包裝

合格成品選用自動(dòng)包裝機(jī)進(jìn)行包裝，自動(dòng)稱重、放料、縫包，計(jì)量準(zhǔn)確、操作簡單，再次提高了工作效率。

五、發(fā)酵后達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)

該項(xiàng)目嚴(yán)格按《生產(chǎn)綠色食品的肥料使用準(zhǔn)則》和生產(chǎn)有機(jī)食品要求進(jìn)行研制。采用的肥料資源是準(zhǔn)則中所規(guī)定的七大類26種之中的幾項(xiàng)，對環(huán)境和作物均不產(chǎn)生不良后果。

發(fā)酵后達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)：

1、該技術(shù)指標(biāo)的準(zhǔn)則是按作物專用定量施用配制，減少化肥對環(huán)境及作物的污染。

2、該技術(shù)指標(biāo)是采用生物、有機(jī)、無機(jī)三結(jié)合配制，各發(fā)揮其特長。

1、該技術(shù)指標(biāo)對作物無公害、無殘毒，符合綠色食品和有機(jī)食品肥料要求。

生物有機(jī)肥產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)

六、發(fā)酵有機(jī)肥成本概算：

說明：牛糞按每立方20元計(jì)算

      糠醛渣按每立方130元計(jì)算

      N/P/K按每1%50元計(jì)算

      工人工資每人每日100元計(jì)算

      每噸發(fā)酵成品需要發(fā)酵菌種20元

      5500卡的煤炭按850元/噸計(jì)算

      綜合生產(chǎn)成本約360-420元，銷售價(jià)格應(yīng)該在800-1100元，噸毛利在350-650元。