臭氧處理畜禽糞便和利用

畜禽糞便的處理和利用，是當(dāng)今世界各國(guó)的飼養(yǎng)業(yè)所面臨的共同問(wèn)題。西方發(fā)達(dá)國(guó)家，如美國(guó)、日本、荷蘭等國(guó)，從60年代中期就開(kāi)始重視解決集約化飼養(yǎng)場(chǎng)的糞便處理問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了各種處理技術(shù)和設(shè)備，但由于環(huán)境保護(hù)的要求日益嚴(yán)格，以及經(jīng)濟(jì)和能源條件的限制，糞便處理問(wèn)題至今尚未得到徹底解決。我國(guó)飼養(yǎng)業(yè)在經(jīng)過(guò)近十年的迅猛發(fā)展之后，也同樣遇到了這一問(wèn)題，各種處理在畜禽糞便處理設(shè)備方面的研究開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀，指出了現(xiàn)有設(shè)備存在的問(wèn)題和不足之處，同時(shí)探討了今后的研究開(kāi)發(fā)方向。
    1、輸送設(shè)備的研究現(xiàn)狀  輸送糞便的關(guān)鍵設(shè)備是泵，這是處理糞便的第一步。目前，我國(guó)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(guò)3%的均質(zhì)污水，對(duì)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(gè)問(wèn)題，近年來(lái)，國(guó)內(nèi)開(kāi)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(wú)堵塞泵  這種泵采用后縮式葉輪結(jié)構(gòu)，具有很好的無(wú)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(zhǎng)度，取決于泵的進(jìn)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(wú)堵塞性能，而且泵效率比旋流式無(wú)堵塞泵高，能輸送含因率高達(dá)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(dòng)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(diǎn)是泵效率低。
    (4)單通道無(wú)堵塞泵  這種泵與旋流式無(wú)堵塞 的性能相似，所不同的是，雜質(zhì)是通過(guò)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(guó)內(nèi)已基本形成了系列產(chǎn)品，能滿足存在的問(wèn)題有：(1)同類產(chǎn)品的效率比國(guó)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(yáng)程的泵。
    2、分離設(shè)備的研究現(xiàn)狀  糞水分離是處理畜禽糞便的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。國(guó)內(nèi)有關(guān)用于糞便的固液分離設(shè)備的研究甚少，到80年代，才從國(guó)外引進(jìn)了幾種分離設(shè)備，如斜板篩、轉(zhuǎn)動(dòng)篩、擠出式分離機(jī)和帶式壓濾機(jī)等，到目前為止，除了少數(shù)仿制的樣機(jī)外，幾乎沒(méi)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(jiǎn)單、不堵塞的特點(diǎn)，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(yùn)辦，但進(jìn)一步處理時(shí)，含水率仍然偏高。
    在斜板篩的方面，中國(guó)農(nóng)業(yè)工程研究設(shè)計(jì)院在“七五”期間研制成功的一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的斜板篩，從1991年開(kāi)始，又對(duì)三段式斜板篩進(jìn)行了研究，取得了很好的使用效果，可以替代引進(jìn)產(chǎn)品。
    (2)轉(zhuǎn)動(dòng)篩的研究  國(guó)內(nèi)尚未見(jiàn)到用轉(zhuǎn)動(dòng)篩分離畜禽糞便的實(shí)便，國(guó)產(chǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)篩都是用于分離紡織、造紙等行業(yè)的污水，1989年中國(guó)農(nóng)業(yè)工程研究設(shè)計(jì)院從意大利引進(jìn)了一臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)篩，但未做深入的研究，在這方面的研究開(kāi)發(fā)基本上是空白。
    (3)擠壓式分離機(jī)  武漢市能源研究所曾采用過(guò)一臺(tái)分離果汁的因液分離機(jī)(壓式)用于分離發(fā)酵后的牛糞，結(jié)果由于篩孔堵塞嚴(yán)重而放棄，也沒(méi)作進(jìn)一步的研究，據(jù)國(guó)外報(bào)告，這種分離機(jī)分離出的固體物的含水率可達(dá)60%左右，不會(huì)出現(xiàn)堵塞，技術(shù)在于采用了楔形篩條，而且壽命長(zhǎng)。這種分離機(jī)的缺點(diǎn)是去除率低。
    (4)沉降式離心分離機(jī)  這種設(shè)備用于分離畜禽糞便在技術(shù)上是可行的，國(guó)內(nèi)也有 便，但設(shè)備不僅成本高，而且運(yùn)行費(fèi)用高，大多數(shù)畜禽場(chǎng)較難接受。因此，推廣應(yīng)用受到限制。
    (5)過(guò)濾式離心分離機(jī)  最近，江蘇工學(xué)院對(duì)臥式過(guò)濾式離心分離機(jī)進(jìn)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(shè)備需要經(jīng)濟(jì)更換濾布。
    固液分離是處理畜禽糞便的重要條件。國(guó)內(nèi)的研究工作才剛起步，有各種各樣的固液分離設(shè)備需要開(kāi)發(fā)研究，這是目前生產(chǎn)中近切需要解決的問(wèn)題。
    3、發(fā)酵設(shè)備的研究  生糞不可直接施撒在田間，一般都必須經(jīng)過(guò)發(fā)酵處理。傳統(tǒng)的發(fā)酵方法是不需要設(shè)備的，只要將糞便堆施好，再覆蓋一層泥土即可，經(jīng)過(guò)一個(gè)月左右的時(shí)間，發(fā)酵過(guò)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(guó)農(nóng)業(yè)工程研究設(shè)計(jì)院等單位對(duì)以畜禽糞便為原料的厭發(fā)酵裝置和工藝進(jìn)行了一系列的研究，在提高沼氣的同時(shí)，使COD的去除率達(dá)60%～75%，部分研究成果達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
    (2)動(dòng)態(tài)充氧發(fā)酵機(jī)  1987年，天津東郊農(nóng)牧場(chǎng)研制成功一種動(dòng)態(tài)發(fā)酵機(jī)，它的主要目的是將雞糞發(fā)酵后做成飼粒，發(fā)酵時(shí)間為12h，生產(chǎn)率為每天1t。這種設(shè)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(jìn)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(shí)處理。
    到目前為止，國(guó)內(nèi)還沒(méi)有用于豬糞和牛糞的充氧發(fā)酵設(shè)備，傳統(tǒng)的堆肥方法雖然簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單可行，但發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng)、占地面積大，不適合大中型畜禽場(chǎng)的要求，研究開(kāi)發(fā)畜禽糞便的發(fā)酵設(shè)備，將有廣闊的市場(chǎng)前景。
    4、干燥設(shè)備的研究  我國(guó)在畜禽糞便干燥設(shè)備方面的研究主要集中在對(duì)雞糞便的干燥處理上，國(guó)內(nèi)已開(kāi)發(fā)成功了各種型式的雞糞烘干設(shè)備，如中國(guó)農(nóng)業(yè)工程研究設(shè)計(jì)院的JH1000型雞糞快速糞干成磁設(shè)備，可將含水率高達(dá)80%的濕雞糞一次糞干至14%以下的安全水分。目前國(guó)內(nèi)采用的設(shè)備主要有以下幾種。
    (1)太陽(yáng)能大棚干燥設(shè)備  1986年我國(guó)研制成功了一種利用太陽(yáng)能的大棚干燥設(shè)備，攪拌機(jī)在大棚內(nèi)往復(fù)行走、翻動(dòng)、搗碎和推動(dòng)糞便，排風(fēng)機(jī)將棚內(nèi)濕氣排出，使糞便干燥。這種設(shè)備的不足之處是：易受季節(jié)和氣候的影響，同時(shí)有臭氣排出。它的主要優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能、運(yùn)行成本低。
    (2)快速高溫干燥設(shè)備  1989年廣州市農(nóng)機(jī)所研制成功了高溫干燥設(shè)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(jī)復(fù)合肥或飼粒。
    1991年中國(guó)農(nóng)業(yè)工程研究設(shè)計(jì)院研制成功了臥式轉(zhuǎn)動(dòng)圓筒的雞糞快速高溫干燥設(shè)備，采用了高效燃燒爐，每小時(shí)可處理濕雞糞1t。
    (3)微波干燥設(shè)備  國(guó)內(nèi)研制的微波干燥設(shè)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(duì)雞糞要作糞前處理，每次干燥的降水幅度較小，設(shè)備費(fèi)用也較高。
    (4)氣流干燥設(shè)備  這種干燥通常與固液分離設(shè)備配套使用，將分離出的雞糞(含水率60%～75%)投入流干燥機(jī)，進(jìn)行干燥處理，其特點(diǎn)是能耗低，但烘干時(shí)間較長(zhǎng)。
    總的看來(lái)，我國(guó)在雞糞烘干設(shè)備的研制方面取得了很大的進(jìn)展，并在全國(guó)各地推廣使用，但由于雞糞作為飼料，其價(jià)值較高，因此彩和能耗較高的干燥設(shè)備在經(jīng)濟(jì)上仍是可行的，對(duì)于豬糞和牛糞的干燥問(wèn)題，國(guó)內(nèi)研究很少，它們只能作肥料，其價(jià)值較低，采用什么樣的干燥式適當(dāng)，尚是需要進(jìn)一步研究的問(wèn)題。