志腾纳米膜好氧堆肥发酵技术要点

　一、建设方案

　　1、建设发酵区（以200m3为例）

　　1）在养殖场贮粪区附近不超过50米的地方，优选地势高、平坦、背风、铲车易作业的区域作为堆肥发酵区。

　　2）在发酵区，建立满足铲车作业的防渗基础。

　　①机械或人工挖掘长20m、宽6m、深不低于0.3m的高分子膜防渗基础，平整铺设一层或多层高分子抗裂防水渗透膜，加盖0.3m土层，机械压实，修整，完成发酵区建设（图5）。

　　②水泥浇注长23m、宽不低于7.5m，厚0.2m的防渗基础（推荐）（图5）。

　　③在主发酵区外建防渗滤液外流围墙（图5）。

　　④根据现场具体情况，建立污水收集池（图6）。

　　2、安装通风管

　　根据设计要求，按照图纸，布设通风管道，通风管需要水泥槽、砖体等保护层，避免铲车作业压坏通风管。

　　按图纸要求平铺无孔通风管，再平铺有孔通风管，风孔居中且朝上。

　　连接主、次通风管道，完成安装。

　　利用稻壳、菇渣等蓬松性物料将通风管完全覆盖，形成保护层，防止粘性物料堵塞风管风口。

　　3、纳米膜

　　表面平整、色泽均匀，无裂纹、杂质和破洞，孔径纳米级的薄膜。薄膜具有选择透过性：水蒸气、二氧化碳等小分子气体可通过，阻止臭气等大分子通过。

　　3.1好氧堆肥

　　在充分供氧的条件下，主要利用好氧微生物发酵进行的堆肥处理过程。

　　3.2 纳米膜好氧发酵堆肥机

　　在纳米膜完全覆盖的条件下，通过温度、氧气浓度等传感器反馈机制自动调控加热、强制通风等，实现好氧微生物高温堆肥处理畜禽粪便的装置。装置组成参考《纳米膜好氧发酵堆肥装置》（Q/LXKD 01-2018）要求，即包括纳米膜发酵仓、曝气通风管路及风机、PLC自动控制柜、温度传感器、氧气传感器等。

　　3.3 预处理

　　通过机械破碎、添加辅料、接种微生物菌种等方式调整畜禽粪便堆肥原料发酵条件的处理工艺。

　　3.4 覆膜发酵

　　堆肥原料中宜腐有机物经过升温、高温、降温至温度稳定的降解过程。

　　二、工程与选址

　　1、建设工程

　　主体工程至少应包括：预处理区、覆膜发酵区、二次发酵区等；辅助工程可以包括：原辅料库、产品检测、成品库等。

　　选址

　　应符合村镇建设发展规划、土地利用发展规划和环境保护规划要求。

　　统筹畜禽养殖场（小区）区位特点，充分利用已建的堆肥处理设施，合理布局。

　　覆膜发酵区要求地形平坦，地势稍高，利于排水，通风良好，易机械作业，应远离居民区或与居民区隔离。覆膜发酵区设在畜禽养殖区域内应符合NY/T 682的要求，即应设在养殖场的生产区、生活管理区的常年主导风向的下风向或侧风向处。覆膜发酵区应采用水泥或防渗材料做防渗处理。

　　主体工程建设

　　a）根据处理能力合理规划建立覆膜发酵区，合理布局通风管道。

　　b）畜禽粪便贮存设施应符合GB/T 27622的规定。

　　工艺流程

　　采用纳米膜覆盖反馈控制通风好氧发酵堆肥以及相关组合工艺，包括物料预处理、覆膜发酵、二次发酵、后处理、腐熟度判定等工艺环节，工艺流程如图7。

　　堆肥前准备

　　原辅料准备

　　堆肥主要原料为畜禽粪便，辅料可选择秸秆、食用菌渣、锯末、谷糠、酒糟等农业废弃物中的一种或多种。

　　堆肥原料中严禁混入下列物质：

　　有毒有害工业制品及其残弃物、城市污泥；

　　有化学反应并产生有害物质的物品；

　　有腐蚀性或放射性的物质；

　　易燃、易爆等危险品；

　　生物危险品和医疗垃圾；

　　危害环境安全的微生物制剂；

　　微生物菌剂选择

　　接种的微生物菌剂应执行GB 20187中的相关规定。

　　三、堆肥方法

　　3.1预处理

　　3.1.1备料

　　堆肥前，根据畜禽粪便种类及其理化特性，宜加入农业废弃物中的一种或多种作为辅料，如表3，调节堆肥原料含水率、碳氮比（C/N），并保证必要的孔隙度，便于提供良好的微生物好氧发酵条件，辅料的含水量20%以下为佳。预处理后堆肥物料的指标应符合表4要求。

　　1）为了节省辅料用量、提高发酵效果、降低成本，新产生的畜禽粪便一定先与辅料提前进行混合、静置，充分吸水，待准备建堆时，再添加微生物菌剂并充分混匀。

　　2）畜禽粪便可以多种混合，但为了避免交叉感染，养鸡场就地处理不宜用禽类粪便，优选牛粪、猪粪、羊粪等；养猪场就地处理不得用其他猪场粪便，优选牛羊粪；草食动物不得用其他草食性动物粪便。

　　3）羊粪可以直接发酵不需添加辅料，但羊粪发酵前必须用翻抛机、旋耕机、搅拌机等设备将饼状大块打散。

　　3.1.2 接种菌剂

　　选择牛、猪、蛋鸡、肉鸡等不同畜种的微生物菌剂，腐熟菌剂每kg微生物菌剂处理2~3立方米的物料。若选用其他公司菌剂产品，需至少满足堆肥中添加微生物含量宜在106/g以上，不得使用未经菌种安全评价或农业农村部登记的制剂，根据固体有机废物类型及特点选用合适微生物菌剂。

　　3.1.3 混料

　　按配方要求，利用混匀设备将原料、辅料、微生物菌剂混匀。混匀时宜先将微生物菌剂按一定比例与辅料搅拌均匀稀释，再按接种量与其他物料混匀，如处理200立方米的物料时，通过铲车等搅拌设备将70kg~100kg的微生物菌剂与辅料混匀。混匀的堆肥物料的含水率宜控制在50%~60%，即抓一把在手里，握紧成团，指缝间不见水，松开手轻轻一碰即散开。注：混匀设备为铲车、翻抛机、搅拌机等，混匀效果较好设备为翻抛机、搅拌机；物料必须充分混匀；采用铲车拌料，根据场地情况，强烈推荐3.0以上铲车；堆肥物料含水率是最重要指标，强烈要求鸡粪、猪粪堆肥含水率小于60%。

　　3.2建堆

　　将混匀的物料按梯形建堆，堆体上部宽度一般不低于堆体底部宽度的2/3，堆体底部宽度为发酵区设计宽度，堆体高度一般宜为1.2m~1.8m。布料时应保证物料均匀、松散，防止出现物料厚度不一致、含水率不均等情况。注：为了保证气体均匀分布，堆体物料前后、两侧物料必须布满，防止出现三角形堆体或者高低差异较大堆体；建堆时间不超过2天。

　　以200立方米堆体为例，通过铲车将混合好物料运至发酵区，建堆，高度、宽度应根据物料种类、特性、堆肥季节等进行适当调整，高一般不低于1.8m，宽6.0m。布料时应保证物料均匀、松散。

　　覆膜

　　将纳米膜完全覆盖在堆体上（图8），利用压边袋或其它方式压实纳米膜边缘，保持边缘不漏气。注：在堆肥发酵前7天保持边缘不漏气，待发酵后期（堆肥12-20天）无臭味、温度较高时，延长通风时间，可以根据情况，适当放气保证膜处理鼓起紧绷状态，跑水。

　　覆膜发酵

　　覆膜发酵也叫一次发酵，过程包括升温期、高温期、降温期。堆肥过程中，通过鼻闻判断堆肥发酵进行情况，若产生酸、臭等过度刺鼻气味，需及时调整含水量，使其发酵良好。

　　启动设备

　　温度、氧气浓度等传感器插入堆体中，连接控制系统。根据设备使用要求，启动堆肥机。若膜无法鼓起，需要查找相应原因，若膜鼓起时间较长，需通风20~24h。

　　四、 过程控制

　　利用堆肥设备调控堆肥参数，过程控制参数包括通风、温度以及氧气浓度。

　　1.温度控制。发酵过程中，必须测定堆层温度的变化情况。堆体发酵温度应控制在55℃~70℃，当堆体温度超过75℃时，应进行翻堆或强制通风；堆层各测定点温度均应保持在55℃以上，且持续时间不得少于7d，发酵温度不宜大于75℃，而且在65℃~70℃的高温期维持3d以上。覆膜发酵周期内，堆肥温度达到60℃以上，保持7d~10d可翻堆1次。翻堆时需均匀彻底，应尽量将底层物料翻入堆体中上部，以便充分腐熟。注:在堆肥发酵第10天建议翻堆1次，提高发酵效果，保证收益。

　　2.水分控制。随着堆肥发酵含水率逐渐下降，到覆膜发酵结束时含水率应在35%~45%。

　　3.氧气浓度控制。发酵过程中，应进行氧气浓度的测定。必须通过强制通风使堆体内氧气浓度保持在8%以上，宜控制在10%~15%。跟踪耗氧速率，及时调整通风量，标准状态下的风量宜为0.05Nm3~0.20Nm3/min·m3；风压可按堆层物料每增加1m，风压增加1.0KPa~1.5KPa选取。通风次数和时间应保证发酵在最适宜条件下进行。注：发酵初期，通风量以膜鼓起且膜可压住为主，但后期以长时间通风去水为主。

　　4.控制方式

　　覆膜发酵过程可选用参数控制、节点控制等控制方式，参数控制方式宜选择温度-氧气浓度联动控制，节点控制方式可选择时间节点控制、温度节点控制以及时间-温度节点联动控制。

　　5.去膜

　　覆膜发酵周期一般应大于20d，判断腐熟度，指标见表5。终止覆膜发酵时，发酵物料不再升温，去膜，堆体无臭味、颜色为灰色、灰褐色或黑色。

　　6.二次发酵

　　若需要进一步提高堆肥产物的腐熟度，可将堆体移出覆膜发酵区继续堆置15d～30d，中间翻堆1~2次。二次发酵也叫陈化或后腐熟，过程包括降温期。

　　二次发酵过程中，严禁再次添加新鲜的堆肥原料。含水率宜控制在40%～45%。

　　为减少养分损失，物料温度宜控制在50℃以下，可通过调节物料层高控制堆温。

　　二次发酵周期一般为15d～30d。发酵终止时，腐熟堆肥应符合下列要求：

　　a）外观颜色为褐色或为灰褐色、疏松、无臭味、无机械杂质；

　　b）含水率宜小于30%；

　　c）碳氮比（C/N）小于20：1；

　　d）耗氧速率趋于稳定。

　　7.后处理及利用

　　将生产出的腐熟堆肥散装或装袋存放于防雨地方待售。制得的腐熟堆肥可进行粉碎、筛分、深加工等处理。经过纳米膜好氧发酵获得的腐熟堆肥可直接还田利用，应符合GB/T 25246的规定。生产商品有机肥料的，应符合NY 525的规定。生产生物有机肥的，应符合NY 884的规定。生产有机-无机复混肥的，应符合GB/T 18877的规定。

　　8.腐熟度判定

　　固体畜禽粪便经过堆肥处理后应符合GB/T 36195的卫生学要求。

　　（1）取样

　　采样应采用多点采样，再用四分法，即将样品混合堆成圆锥。按“十”字形将圆锥切成四份，取对角线的两份，为一次缩分，再将两份样品混合堆成圆锥，按“十”字形切成四份，取对角线的两份，以此类推重复4~5次，不得少于200g。

　　（2）检测方法

　　外观采用目测、鼻嗅、手摸测定。

　　温度由温度传感器直接测量。高度应分上、中、下三层，上层和下层测试点均应设在离堆层表面或底部0.5~1.0m处；每个层次水平面测试点布置按发酵物料的几何形状，可分中心部位和边缘部位设置，边缘部位距边缘宜为0.5m~1m。在发酵周期内，应每天2~3次记录堆体温度情况，并做记录。

　　堆肥发酵过程中堆层氧气浓度由氧气浓度传感器测定，测定点的位置和数目应与堆层温度测定点相一致或相近。（作者: 孙亚红）