臭氧處理畜禽糞便和利用

畜禽糞便的處理和利用，是當今世界各國的飼養(yǎng)業(yè)所面臨的共同問題。西方發(fā)達國家，如美國、日本、荷蘭等國，從60年代中期就開始重視解決集約化飼養(yǎng)場的糞便處理問題，開發(fā)了各種處理技術和設備，但由于環(huán)境保護的要求日益嚴格，以及經(jīng)濟和能源條件的限制，糞便處理問題至今尚未得到徹底解決。我國飼養(yǎng)業(yè)在經(jīng)過近十年的迅猛發(fā)展之后，也同樣遇到了這一問題，各種處理在畜禽糞便處理設備方面的研究開發(fā)現(xiàn)狀，指出了現(xiàn)有設備存在的問題和不足之處，同時探討了今后的研究開發(fā)方向。
    1、輸送設備的研究現(xiàn)狀  輸送糞便的關鍵設備是泵，這是處理糞便的第一步。目前，我國主要采用PW型和WD型污水泵，這類污水泵通常只適用于輸送含固率不超過3%的均質(zhì)污水，對于含有大量纖維和雜質(zhì)的糞便，用這類泵常常出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。為了解決這個問題，近年來，國內(nèi)開發(fā)出了幾種適于糞便輸送的離心式雜質(zhì)泵。
    (1)旋流式無堵塞泵  這種泵采用后縮式葉輪結(jié)構(gòu)，具有很好的無堵塞性能，適用于輸送含固率小于7%的污水，所能輸送的固體顆粒直徑或纖維長度，取決于泵的進出口尺寸。
    (2)螺旋離心泵  這種泵采用了螺旋狀葉輪，不僅具有無堵塞性能，而且泵效率比旋流式無堵塞泵高，能輸送含因率高達20%的污水。
    (3)切割式離心泵  這種泵帶有切割雜質(zhì)的定刀和動刀，它是采用先切割后輸送的方法，特別適用于含墊草較多的奶牛糞的輸送，其缺點是泵效率低。
    (4)單通道無堵塞泵  這種泵與旋流式無堵塞 的性能相似，所不同的是，雜質(zhì)是通過葉輪流道而排出的，因此，泵效率較高，但葉輪靡損較大。
    就總體而言，用于糞便輸送的泵，國內(nèi)已基本形成了系列產(chǎn)品，能滿足存在的問題有：(1)同類產(chǎn)品的效率比國外產(chǎn)品低；(2)材質(zhì)差、壽命短；(3)規(guī)格不全，尤其3是缺少大流量低揚程的泵。
    2、分離設備的研究現(xiàn)狀  糞水分離是處理畜禽糞便的關鍵環(huán)節(jié)。國內(nèi)有關用于糞便的固液分離設備的研究甚少，到80年代，才從國外引進了幾種分離設備，如斜板篩、轉(zhuǎn)動篩、擠出式分離機和帶式壓濾機等，到目前為止，除了少數(shù)仿制的樣機外，幾乎沒有形成規(guī)模的產(chǎn)品。
    (1)斜板篩的研究  篩條截面形狀為楔形的斜板篩用于分離畜禽糞便具有結(jié)構(gòu)簡單、不堵塞的特點，但固體物質(zhì)去除率較低，一般為20%～25%，分離出的固體物的含 水率大于80%，雖然能夠堆放和運辦，但進一步處理時，含水率仍然偏高。
    在斜板篩的方面，中國農(nóng)業(yè)工程研究設計院在“七五”期間研制成功的一種經(jīng)濟實用的斜板篩，從1991年開始，又對三段式斜板篩進行了研究，取得了很好的使用效果，可以替代引進產(chǎn)品。
    (2)轉(zhuǎn)動篩的研究  國內(nèi)尚未見到用轉(zhuǎn)動篩分離畜禽糞便的實便，國產(chǎn)轉(zhuǎn)動篩都是用于分離紡織、造紙等行業(yè)的污水，1989年中國農(nóng)業(yè)工程研究設計院從意大利引進了一臺轉(zhuǎn)動篩，但未做深入的研究，在這方面的研究開發(fā)基本上是空白。
    (3)擠壓式分離機  武漢市能源研究所曾采用過一臺分離果汁的因液分離機(壓式)用于分離發(fā)酵后的牛糞，結(jié)果由于篩孔堵塞嚴重而放棄，也沒作進一步的研究，據(jù)國外報告，這種分離機分離出的固體物的含水率可達60%左右，不會出現(xiàn)堵塞，技術在于采用了楔形篩條，而且壽命長。這種分離機的缺點是去除率低。
    (4)沉降式離心分離機  這種設備用于分離畜禽糞便在技術上是可行的，國內(nèi)也有 便，但設備不僅成本高，而且運行費用高，大多數(shù)畜禽場較難接受。因此，推廣應用受到限制。
    (5)過濾式離心分離機  最近，江蘇工學院對臥式過濾式離心分離機進行了研究，其性能良好，可用于分離豬糞和雞糞，去除率為55%，固體物含水率為74.7%。這種設備需要經(jīng)濟更換濾布。
    固液分離是處理畜禽糞便的重要條件。國內(nèi)的研究工作才剛起步，有各種各樣的固液分離設備需要開發(fā)研究，這是目前生產(chǎn)中近切需要解決的問題。
    3、發(fā)酵設備的研究  生糞不可直接施撒在田間，一般都必須經(jīng)過發(fā)酵處理。傳統(tǒng)的發(fā)酵方法是不需要設備的，只要將糞便堆施好，再覆蓋一層泥土即可，經(jīng)過一個月左右的時間，發(fā)酵過程自然完成。制成堆肥后，即可施用。
    (1)厭氧發(fā)酵的研究   “七五”期間，中國農(nóng)業(yè)工程研究設計院等單位對以畜禽糞便為原料的厭發(fā)酵裝置和工藝進行了一系列的研究，在提高沼氣的同時，使COD的去除率達60%～75%，部分研究成果達到國際先進水平。
    (2)動態(tài)充氧發(fā)酵機  1987年，天津東郊農(nóng)牧場研制成功一種動態(tài)發(fā)酵機，它的主要目的是將雞糞發(fā)酵后做成飼粒，發(fā)酵時間為12h，生產(chǎn)率為每天1t。這種設備需要配置增溫鍋爐，發(fā)酵前的物料必須使含水率低于70%。因此要進行攤曬或加入稻草等處理。發(fā)酵完了的物料含水率為40%左右，不宜久存，需要及時處理。
    到目前為止，國內(nèi)還沒有用于豬糞和牛糞的充氧發(fā)酵設備，傳統(tǒng)的堆肥方法雖然簡單簡單可行，但發(fā)酵時間長、占地面積大，不適合大中型畜禽場的要求，研究開發(fā)畜禽糞便的發(fā)酵設備，將有廣闊的市場前景。
    4、干燥設備的研究  我國在畜禽糞便干燥設備方面的研究主要集中在對雞糞便的干燥處理上，國內(nèi)已開發(fā)成功了各種型式的雞糞烘干設備，如中國農(nóng)業(yè)工程研究設計院的JH1000型雞糞快速糞干成磁設備，可將含水率高達80%的濕雞糞一次糞干至14%以下的安全水分。目前國內(nèi)采用的設備主要有以下幾種。
    (1)太陽能大棚干燥設備  1986年我國研制成功了一種利用太陽能的大棚干燥設備，攪拌機在大棚內(nèi)往復行走、翻動、搗碎和推動糞便，排風機將棚內(nèi)濕氣排出，使糞便干燥。這種設備的不足之處是：易受季節(jié)和氣候的影響，同時有臭氣排出。它的主要優(yōu)點是節(jié)能、運行成本低。
    (2)快速高溫干燥設備  1989年廣州市農(nóng)機所研制成功了高溫干燥設備，主要用于雞糞糞干，可將含水率為75%～80%的濕雞糞干燥，加工成粉狀或顆粒狀有機復合肥或飼粒。
    1991年中國農(nóng)業(yè)工程研究設計院研制成功了臥式轉(zhuǎn)動圓筒的雞糞快速高溫干燥設備，采用了高效燃燒爐，每小時可處理濕雞糞1t。
    (3)微波干燥設備  國內(nèi)研制的微波干燥設備也主要用于雞糞烘干，可以一次完成干燥或滅菌作業(yè)；但對雞糞要作糞前處理，每次干燥的降水幅度較小，設備費用也較高。
    (4)氣流干燥設備  這種干燥通常與固液分離設備配套使用，將分離出的雞糞(含水率60%～75%)投入流干燥機，進行干燥處理，其特點是能耗低，但烘干時間較長。
    總的看來，我國在雞糞烘干設備的研制方面取得了很大的進展，并在全國各地推廣使用，但由于雞糞作為飼料，其價值較高，因此彩和能耗較高的干燥設備在經(jīng)濟上仍是可行的，對于豬糞和牛糞的干燥問題，國內(nèi)研究很少，它們只能作肥料，其價值較低，采用什么樣的干燥式適當，尚是需要進一步研究的問題。