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省内外生物有机肥工艺技术类型

时间:2022-11-21 百科知识 版权反馈
【摘要】:目前国内装置型发酵工艺以河南金汇农业科技有限公司从台湾引进成套技术和设备,同时解决了微生物菌剂的关键技术问题,经过多年的实践,已逐步在中小型装置方面实现了国产化。为了制止病死畜禽流入食品交易市场,又能有效地将病死畜禽处理为优质有机肥,河南金汇农业科技有限公司在高温发酵畜禽粪便工艺的基础上,研制出高温灭菌生物发酵装置,将病死畜禽尸体处理成优质有机肥。设计年生产生物有机肥5万吨,占地近50亩。

一、省外生物有机肥工艺技术类型

(一)江阴市联业生物科技有限公司生产工艺

该工艺属于设施性流程,如图6-15所示:

图6-15 江阴市联业生物科技有限公司生物有机肥工艺流程图

(1)该企业建在规模较大的奶牛养殖场旁,其原料库与养殖场联通,畜禽粪便就地可取。另外,该企业与江阴市政府合作,将一部分江阴城市生活垃圾与养殖废弃物混合处理,同时又将当地的稻草收集用于调节有机物料的碳氮比和含水率。原料库及生产车间采用光热屋面,占地近50亩。

(2)条垛堆肥发酵属于设施型工艺,占地面积大,在企业尚不具备装置型工艺水平时,也考虑对流转土地保持复垦的基本条件,整个生产场地选用三合土地面。

(3)由于采用轻型厂房建筑结构,故不可能选用桥式抓斗进行物料混合,用桥式翻抛机进行翻抛,所以有机物料的混合、输送和理垛由轮式装载机完成;选用橡胶履带条垛翻抛机进行翻抛。

(4)橡胶履带翻抛机由该公司自行研发制造,性能超过国外同类产品,该设备在翻抛工程中能使堆肥条垛复原,减少了另行理垛的程序。另外设计了独特的翻抛旋刀架,在翻抛的过程中,对物料进行破碎,因此在整个有机肥生产工艺流程中没有独立设置的破碎装置和设备。

(5)集料分配机实际上就是工艺料仓,在有机肥后续加工过程中,能有效地控制物料的流量,特别是在有机肥的产品包装工序中,集料分配机作为包装机的外部料仓,通过皮带输送机的联动控制,可均匀地向包装机小料仓供料,克服了有机肥低堆密度物料的垂直供料的难题。

(6)有机肥料的生产设备全部可移动,可在面积较大的腐熟车间任一地点布置生产线。有机肥料可根据使用方式而灵活变换散装或袋装产品形态,并且将物料的输送距离尽量缩短,节省设备投资和能量消耗。

3.发酵方式的不足

(1)该公司生物有机肥的发酵方式为设施型,此类发酵方式在工艺水平方面与目前发达国家装置型发酵方式存在明显的代差。

(2)条垛式发酵方式存在一些不足,如原料预处理和发酵过程中车间内时有恶臭气体和蝇虫产生,没有更合适的处理手段,条垛式发酵的有机物腐熟度较低,腐熟时间较长,平均需40天左右,需要大面积的工业用地,同时又占用企业的流动资金,减少了资金周转率。

4.核心技术及创新

(1)江阴市联业生物科技有限公司在微生物菌种方面依靠南京农业大学为技术支撑,该公司的生物菌种技术由南京农业大学提供。

(2)该公司的核心技术是有机肥的专用设备的研发,除装载机外,所有的专用设备和技术均由公司的工程部门负责。公司设有一家机械厂,专门研发和制造各类有机肥料生产专用设备,并且拥有多项国家专利。

(二)河南金汇农业科技有限公司

该工艺属于不完善的装置型流程,如图6-16所示。目前国内装置型发酵工艺以河南金汇农业科技有限公司从台湾引进成套技术和设备,同时解决了微生物菌剂的关键技术问题,经过多年的实践,已逐步在中小型装置方面实现了国产化。另外,该公司还开发了病死畜禽的高温灭菌处理为有机肥的工艺技术,为养殖业相对集中的地区配套,形成完整的循环经济链。

(1)该工艺的核心技术是引进嗜高温的复合菌酶,嗜高温微生物能在偏高的发酵温度环境中,高效率地分解畜禽粪便中的有机物 (植物蛋白和纤维素),同时又有效地杀灭有害病菌和虫卵。在合理的操作程序引导下,尽量保持有机肥中的有益微生物的多样性。

(2)高温发酵罐发酵工艺 (见图6-16),该工艺的核心技术是嗜高温生物发酵菌群,结合高温发酵工艺,10小时就能完成有机肥发酵程序。

图6-16 河南金汇农业科技有限公司生物有机肥工艺流程图

(3)将养殖场收集回来的畜禽粪便以及从附近农村收集回来的秸秆等有废弃物,经过风干或粉碎处理后 (水分不超过50%),按照固定的配方比例混合加入高温高速密闭发酵设备,并在发酵槽内加入扩繁过的高温发酵菌种。生产装置占地面积小。

(4)通电加热使温度加至80℃~100℃至2小时,让其温度保持在60℃~80℃之间,同时发酵槽内配套的搅拌设备间歇性的搅拌,在发酵槽内整个发酵时间约10小时。

(5)从发酵设备出来的肥料,送到腐熟陈化区,在此期间需进行曝气和间隔翻堆,以利于肥料的完全发酵和自然降温降湿。

(6)发酵后的有机肥在进行接种功能菌 (固氮、解磷、解钾、酵母菌、真菌等)处理。

(7)高温发酵能克服全年气温差的影响,有利于灭菌消毒。高温发酵工艺针对垃圾、人和畜禽粪便等有机废弃物,甚至可以吸纳食品加工工业和中成药制药工业的残渣。高温发酵可避免全年四季气温的干扰,能连续化运行。

(8)除发酵工艺外,后熟期工艺与国内条垛式工艺基本接近。物料没有在密闭的装置内操作运行。

(9)占地面积较少,以投资规模换空间的模式,在寸土寸金的土地资源条件下,具有一定的经济可行性。

3.发酵工艺的不足

(1)该公司生物有机肥的发酵方式为装置型,此类发酵方式在工艺水平方面与目前发达国家装置型发酵方式存在一定的差距。尽管在微生物菌剂的研制方面以及发酵装置在国内暂时领先,但在整套生产线方面尚存在系统化的问题。

(2)由于该公司的生产线存在系统化的问题,以及一次性投资较大,以至于在国内有机肥料生产领域里推广普及步伐较慢。该工艺腐熟时间较短,平均需5天左右,能节约大量的工业用地,同时又较少企业流动资金的占用,增加了资金周转率。

4.核心技术及创新

(1)河南金汇农业科技有限公司在微生物菌种方面依靠引进台湾复合菌酶技术为支撑,再经过该公司对引进菌种的扩繁,降低了生物菌种的成本,为该工艺技术的推广创造了必要的条件。

(2)该公司围绕复合菌酶的核心技术,对有机肥发酵的专用设备的延伸研发,目前已研发出系列立式发酵罐和卧式发酵罐,并且拥有多项国家专利。发酵罐分立、卧两种类型,规格从10立方米~300立方米。

5.高温灭菌生物发酵处理病死畜禽

养殖业除了产生大量畜禽粪便之外,常常也会发生畜禽病死的情况。为了制止病死畜禽流入食品交易市场,又能有效地将病死畜禽处理为优质有机肥,河南金汇农业科技有限公司在高温发酵畜禽粪便工艺的基础上,研制出高温灭菌生物发酵装置,将病死畜禽尸体处理成优质有机肥。该工艺具有超前的科学性和先进性:

(1)密封处理无二次污染,全程消毒。

(2)高温100℃以上灭菌。

(3)24小时快速发酵,节约能源,效率高。

(4)自动控制,用人少。

(5)资源再生生产有机肥料,具有经济效益和生态效益。每年我国的养殖业都会发生畜禽的病死情况,养殖业配套死畜禽处理工艺和设备很有必要。

二、省内生物有机肥工艺技术类型

(一)云南源天生物集团肥业有限公司生物有机肥工艺

1.生物有机肥工艺流程图

图6-17 云南源天生物集团肥业有限公司生物有机肥工艺流程图

2.工艺说明

(1)该企业以生物能源为主导产业,生物有机肥仅为其产业之一。生物有机肥以糖厂滤泥 (亚硫酸法)和畜禽粪便为主要原料,辅料为油枯、烟末和米糠等。设计年生产生物有机肥5万吨,占地近50亩。

(2)采用多槽式堆肥发酵模式,属于设施型工艺。物料预处理设置在露天场地,生物发酵和后续加工设置在室内。

(3)采用小型桥式翻抛机进行翻抛,装载机输送物料。

(4)有机肥的生产设备基本为固定型,后续加工工艺类似复混肥生产工艺。

(5)物料筛分采用振动筛,振动筛也可用于有机肥的分级,但应选择大振幅、低频率的直线振动筛。

(6)产品分为粉状和粒状两种剂型。粒状产品为添加无机养分的有机肥。

3.发酵方式的不足

(1)该公司生物有机肥的发酵方式为设施型,此类发酵方式在工艺水平方面与目前发达国家装置型发酵方式存在明显的代差。

(2)槽式发酵方式存在一些不足,如原料预处理和发酵过程中车间内时有恶臭气体和蝇虫产生,没有更合适的处理手段,槽式发酵的有机物腐熟度较低,腐熟时间较长,平均需30天左右,需要大面积的工业用地,同时又占用企业的流动资金,减少了资金周转率。

4.核心技术及创新

云南源天生物集团肥业有限责任公司在微生物菌种方面依靠自身研发技术,能生产出微生物菌种,每吨菌种的成本约1000元。

(二)顺丰股份公司生物有机肥工艺

1.生物有机肥工艺

该企业以当地养殖业废弃物——畜禽粪便为主原料,自2011年开始生产有机肥。目前已建成三条生产线,生产规模达到50万吨/年。每条生产线的发酵工艺不同,凤仪生产区为整槽发酵工艺 (见图6-18),右所生产区为平垛式发酵工艺 (见图6-19),洱源生产区为条垛发酵工艺(见图6-20)。

图6-18 凤仪生产区生物有机肥工艺流程图

图6-19 右所生产区生物有机肥工艺流程图

图6-20 洱源生产区生物有机肥工艺流程图

2.工艺说明

(1)不同的工艺类型

由于洱海流域养殖业规模较大,点多面广,生物有机肥的生产不断扩大,并形成多处布局的生产区。

①整体槽式发酵工艺。

凤仪生产区于2011年建成,采用整体槽式发酵和桥式翻抛机工艺,此工艺在以牛粪为主原料的有机肥工艺中,会出现翻抛机件的粘附问题,需要人工定时清理,并且要增加相应配套设备和设施,投资较大,但效果一般。

②平垛式发酵工艺。

右所生产区于2013年建成。由于当地的畜禽粪便供应量较少,同时受生产场地的局限,故采用平垛式发酵工艺,采用平垛式翻抛机翻抛物料,物料筛分采用振动筛。

③条垛式发酵工艺。

洱源生产区于2015年建成,由于当地畜禽养殖量大,根据生产区面积而设定该生产装置能力为年产20万吨。如此大的生产规模,选定大条垛式发酵工艺,并且采用固定式的辅助设备,在产品包装工序增加了机械手和托盘堆码,以及叉车运输。

(2)有机肥的生产设备基本为固定型,产品为粉状剂型。

3.发酵方式的不足

该企业在三条生产线选用了整体槽式、平垛式和条垛式发酵方式,都归类于设施型工艺。此类工艺尚存在一些不足,如生产过程中畜禽粪便自身的气味不能有效地收集处理,人与物料在同一空间操作,生态环保条件须进一步完善。这三种发酵方式的有机物腐熟度性能较低,腐熟时间较长,平均需40天左右,需要大面积的工业用地,同时又占用企业的流动资金,减少了资金周转率。

4.核心技术及创新

顺丰股份公司比较重视企业的技术创新,在三条生产线建设过程中,以企业的技术改造和扩建为主,着重在生物有机肥生产工艺的探索和配套设施方面进行改进,已经取得了可喜的成绩。现在,该企业已把技术创新的重点放在生物菌种技术研发等核心技术方面,拟建现代化的生物技术工程中心,确保生物有机肥产业的健康发展。

参考文献

[1]张洪昌、段继贤、王顺利:《蔬菜施肥技术手册》,中国农业出版社2014年版,第105~107页,第148~150页。

[2]鲁剑巍、曹卫东:《肥料使用技术手册》,金盾出版社2010年版,第88~90页。

[3]李季、彭生平:《堆肥工程实用手册》,化学工业出版社2005年版,第18~20,第35~41,第110~112页。

[4]赵秉强等:《新型肥料》,科学出版社2013年版,第11,第123~127,第134~142页。

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