浅议长春地区畜禽粪便处理装备与设施的研究开展方向

张玉良 龙东海 赵国

摘 要：通过对长春市地区畜禽粪便污染现状和处理现状的调研，掌握其基本情况与广大养殖户动向，同时结合本地区地域特点，初步探讨开展长春地区畜禽粪便处理装备与设施的研究与方向架构。

关键词：畜禽粪便;处理;装备与设施;研究

中图分类号：S23       文献标识码：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20200330017

据资料显示，到2020年，中国畜禽粪便量将达到424400万t[1]。由于我国畜禽养殖分布不均匀，作为畜禽养殖集中地区的长春市，产生的畜禽粪便量较大，因此要想有效处理如此巨大的农业污染源，必须具有相适应的手段、模式和装备设施，而装备设施作为处理工作的核心，要符合地域和时空的要求，这样才能更有效地被大家应用并取得预想的效果。

1 开展研究背景

1.1 污染方面

在我国每年产生的畜禽粪便的综合利用率不到60%[2]。

1.2 治理政策方面

党的十八届五中全会以来，2016年中央1号文件、《中共中央国务院关于加快推进生态文明建设的意见》、《国务院办公厅关于加快转变农业发展方式的意见》和《全国农业可持续发展规划（2015-2030年）》等有关决策部署，全部围绕解决农村环境脏乱差等突出问题。

1.3 科学技术方面

机械自动化、生物发酵等技术不断发展，互联网+等新技术不断问世，为处理畜禽粪便提供了更好、更先进的处理方法与手段。

2 长春市地区畜禽粪便处理现状调研

2.1 现状情况

本次调研工作从2015年7月—2017年8月，历时25个月，对农安江湾养殖场、榆树安泰牧业、长春凯丰牧业等12家规模较大的养殖场进行调研。调研发现，在长春市对畜禽粪便的处理主要有3种情况。

无任何处理措施，将禽畜粪便放置到村屯周边空地或林带中挖好的坑中，等待自然发酵。这种处理方式特点是污染较大，环境不达标;处理时间较长;有气候因素影响;不需要投入设备设施，成本低;能够产生有机肥，但质量不确定;使用人群多为自产自销。12家养殖场中有7家是这种情况。

仅有简易的畜禽粪便存放场所，被放置后需要自然发酵。这种处理方式特点是需要投入一定简单的设备设施;有一定的防污措施，但也存在一定的污染;处理时间较长;有气候因素影响;能够产生有机肥，但质量不确定;有一定的存放基础，且需要场所面积较大;处理后的畜禽粪便多为自产自销，或少量作为有机肥原料外销;处理过程中额外加一些秸秆和菌剂。12家养殖场中有3家是这种情况。

有畜禽粪便发酵装备，但是刚刚投入，同时由于成本问题冬季不准备使用。这种处理方式特点是前期投入较大，尤其需要投入一些设备，防污措施完备;处理时间较短;无气候因素影响;能够产生有机肥，质量确定;有一定的存放基础，且场所面积适中;处理过程中需要加一些秸秆和菌剂;产品可自用和他销。12家养殖场中有2家是这种情况。

3种场景图如图1。

2.2 问卷填写与分析

经询问、问卷填写和课题组讨论，最终分析得出产生现况的原因主要有3方面。

2.2.1 农民方面

污染知识与相关意识薄弱;当前利益思想浓厚;养殖长期性不确定;思想闭塞，很少了解关于畜禽粪便处理的问题，如处理销售后将取得的利益及开拓销售渠道的方法等。

2.2.2 政府方面

相关管理工作起步较晚;一刀切，很难操作;引导相对不足。

2.2.3 处理装备设施方面

没有本地区的处理装备设施生产厂家，很难在周边找到此类设备的信息;本地区的装备设施研究较少，不能起到方向引导作用;南方地区制造的该类装备设施，价格较高，同时该类装备设施多销售于南方地区，在长春地区有地域不适应的特点。

3 处理装备研究方向的初探

经分析得出：拥有适合本地区的畜禽粪便处理装备设施，会有助于长春地区畜禽粪便污染治理工作，因此，在前期多方面工作开展所获得知识的基础上，认为开展相关研究工作应体现以下几方面。

3.1 多层次、多方位开展装备和设施研究

在对畜禽粪便处理装备和设施的研究上，需要从多方位、多层次上开展研究，不能单一方向或单水平的研究，否则会出现与现阶段情况不匹配的情况。如，仅单一开展高效、高性能和高智能的畜禽粪便有机肥发酵一体机研究，由于这个装备成本相对高，大多数养殖户还很难接受，所以需多层次、多方位开展研究工作，如防漏防扩散的堆放设施，具有高聚热性能的棚式发酵场等，以面向广大养殖户。另外，可开展适合长春地区的沼气发酵装备和多等级水平的畜禽粪便发酵装备等。

3.2 重点装备深层次研究

对于现过渡阶段，处理效果较好和一般的装备并存，但最终将向高效、高性能和高智能化的处理装备和设施方向发展，如卧滚筒式畜禽粪便发酵有机肥一体机。

现市场上有少量效率、性能和智能化较高的处理装备，而且多为南方厂家生产，也多销售于南方地区，直接用于长春地区存在一些不适用的特点。如，长春地区冬季温度比南方低，这类设备运行耗能尤其高，养殖户不能够接受，因此需要结合本地区地域特点进行深层次研究，可通过试验，收集分析室外温度节点、运行最佳发酵时间、发酵温度控制节点，然后依据上述相关数据编写运行程序，分为高温环境模式和低温环境模式，以得到更高效能、更低成本运行的工作性能。

这类设备有2个普遍性的瓶颈问题：运行成本与产出效益不成正比。广大养殖户不能接受，因此必须在日常运行成本降低上开展专项研究。如，设备给物料加热方面，这类设备为畜禽粪便提供发酵温度的方式普遍以电加热完成，而电加热运行起来成本相当高，因此需要对电加热进行升级替代，或采用太阳能加热与电加热互补形式，或采用空气能加热等与电加热互补形式，以降低用电的运行成本，设备的投入成本较高。广大养殖接受困难，而全靠政府补贴，现阶段可能性较低，因此需要对设备的一些部件进行优化。以一厂家的卧滚筒式畜禽粪便发酵有机肥一体机为例，可对设备内的多组不锈钢滤水格栅进行减少，同时配合设备控制程序修改，以达到降低设备成本，而不改变设备功能的效果。

这类设备需要效率提升性研究。现在这类设备多采用好氧发酵工艺，而好氧工艺需要设备定频率性地翻动设备内的被发酵物料，以有效接触氧气，这会导致被发酵物料温度损失，最终降低发酵效率。若设备采用被发酵物料不需翻动的厌氧发酵工艺，发酵效率要比好氧发酵慢，因此为提高发酵效率。设备的翻动物料工艺需要采用变频率翻动工艺，发酵工艺上需要好氧发酵工艺与厌氧发酵工艺相结合。

3.3 装备和设施引进与研究双结合

由于南方地区相对东北地区研究和开发关于畜禽粪便处理装备与设施开展的較早，经验上相对丰富。因此在研究上，可以引进南方地区现有装备与设施，在此基础上进行深与广的拓展研究，以提高研究工作效率。

在有条件的基础上，可对国外发达国家相关的设备、设施进行引进研究，因为国外先进发达国家在这方面的工作开展的更早一些，可以让长春市农业机械研究所研究、开发的畜禽粪便发酵设备、设施更加先进、更加高效和更加环保。

3.4 高智能手段要逐步渗透到研究中

自动化和互联网+等新技术的出现，为研究工作提供了更好的平台，如，增加设备和设施的远程监控，有利于指导用户对设备操作、数据的收集和装备设施发生故障时，辅助诊断等工作;同时还可利用互联网络手段，远程监测有机肥发酵效果。

4 结论

为能够更好、更有效地开展适合长春地区畜禽粪便处理装备与设施的研究，既需要多层次多方位开展，又要重点突出;既需要外方引进，又要自主研究;既需要在原有基础上开展，又要新科技元素的渗透。

总而言之，畜禽粪便处理相关装备与设施的研究工作任重而道远，对广大科研和技术工作者是一个很大的挑战。

参考文献

[1] 朱凤连，马友华，周静，等.我国畜禽粪便污染和利用现状分析[J].安徽农学通报，2008（13）：48-50.

[2]吴昊，张大江.谈畜禽养殖污染综合治理问题[J].农村牧业机械化，2017（02）：40-41.

（责任编辑 常阳阳）