使用畜禽粪污发酵产物制备生物有机肥新产品的设备工艺应用

鲁文斌

中广核呼图壁生物能源有限公司 新疆呼图壁 832200

随着环保农业、有机农业的大力宣传，藏粮于地的政策已深入人心，各级政府和农民对生物有机肥已不再陌生。而大多数有机肥生产厂采用单一的好氧堆肥发酵技术，执行《生物有机肥》（NY884-2012）标准，生物有机肥产品主要技术指标：有效活菌数≥0．2 亿/ 克；有机质（以干基计）≥40%；水分≤30%。该类普通生物有机肥产品主要缺点是有效活菌数含量较低，价值利润较低，远不如高含量菌肥产品在市场中受欢迎程度高。

使用有机肥新产品加菌工艺后，通过在普通生物有机肥颗粒表面进行加菌、包膜，可以预防有机肥结块，产品外观黑亮圆润，提升商品性。微生物与有机肥结合，还有利于微生物施入土壤后快速繁殖，提升产品施肥效果，有效解决颗粒有机肥烘干过程中的微生物失活难题。本工艺选择在造粒后通过包膜添加微生物菌剂，制备生物有机肥新产品，可以针对不同土壤需要，灵活添加不同菌种及肥料增效剂，达到科学施肥目的。采用三层工艺包膜，将微生物菌粉与含有一定水分的有机肥颗粒有效隔绝，避免产品生产后的储运过程中，芽孢杆菌类微生物遇水过早复苏导致有效微生物含量降低，从而保证生物有机肥产品施入土壤后的肥效、功能微生物效果都得以充分发挥[1]。

1 畜禽粪污原料厌氧发酵处理

将一定TS 浓度的牛粪污输送至完全混合式厌氧反应器中，通过罐内搅拌加强发酵液与微生物的充分接触，提高发酵产沼气效率。采用中温厌氧发酵，发酵温度保持在38℃左右，水力停留时间30天，在长期厌氧环境下，可有效杀灭粪污中的草籽、虫卵等有害物活性。充分发酵后的固液混合物通过螺旋挤压固液分离机，分离得出沼渣和沼液，其中沼渣有机质含量可达70% 左右。

2 原料好氧发酵及粉碎处理

经过厌氧发酵和固液分离后的沼渣水分含量较高，含水量约75% 左右，无法直接进行粉碎和有机肥造粒，需要进行二次好氧翻抛发酵。一般生物有机肥生产厂都采用好氧发酵和粉碎设备，在55℃—60℃的发酵温度下，经过数十天好氧翻抛发酵过程，将原料含水量降至30%—35% 左右，使微生物得到充分的氧气同时，还能杀灭部分虫卵，再使用粉碎机对原料进行粉碎、二次筛分，经过筛分后的物料细度需满足后端有机肥造粒要求。

3 生物有机肥造粒生产线

由于挤压造粒出的生物有机肥产品呈圆柱状颗粒，形状不受农民喜欢，不能实现大面积机播施肥。所以，很多生物有机肥生产厂均采用圆盘造粒的形式，成粒的有机肥产品呈圆球状，可实现大面积机械施肥，产品的圆球形外观也深受农民喜爱。但圆盘造粒设备相对于挤压造粒设备，存在成粒率较低且添加微生物菌剂困难的问题。

由于圆盘造粒时，需要添加大量的水和膨润土，才能使粉碎后的沼渣等原料团成圆粒，成粒后还需对产品进行快速高温烘干，如果在烘干前的圆盘造粒阶段加入微生物菌剂，将会在高温烘干环节造成微生物菌剂的灭活，无法在农田施肥后发挥效力。而经烘干后的颗粒生物有机肥水分一般在20% 以下，无法有效粘结粉状的微生物菌剂，一般产品含有效活菌数仅能满足《生物有机肥》（NY884-2012）标准，而无法满足《农用微生物菌剂》（GB20287-2006）中有效活菌数的标准要求[2]。

4 制备生物有机肥新产品的工艺方案

为满足生物有机肥产品既能实现机播，又能达到有效活菌数≥2 亿/ 克的《农用微生物菌剂》肥料标准。需要在生物有机肥颗粒经烘干、筛分之后，开始进入包膜加菌设备。主要技术工艺路线如下：①经烘干筛分后的成品颗粒经皮带输送至有机肥存储料仓，保障后端稳定计量和供料；②颗粒有机肥从存储料仓出料口经电子计量称后，由皮带输送进入1 号包膜筒；③由1 号无水包膜剂搅拌罐通过计量泵，按比例向1 号包膜筒前端雾化喷入无水包膜剂，第一次均匀包裹在颗粒肥表面；④通过1 号定量加菌机，按比例向1 号包膜筒中部位置添加微生物菌剂（粉剂），通过1 号包膜筒搅拌将菌粉均匀粘附在颗粒有机肥表面；⑤当颗粒有机肥表面粘附均匀菌粉后，通过皮带输送进入2 号包膜筒，再由2 号无水包膜剂搅拌罐通过计量泵，按比例向2 号包膜筒雾化喷入无水包膜剂，第二次均匀包裹在颗粒肥表面；⑥通过2 号定量加菌机，按比例向2# 包膜筒中部位置添加微生物菌剂（粉剂），通过2 号包膜筒搅拌将菌粉均匀粘附在颗粒有机肥表面；⑦当颗粒肥表面第二次粘附均匀菌粉后，通过皮带输送进入3 号包膜筒，再由3 号包膜剂搅拌罐通过计量泵，按比例向3 号包膜筒雾化喷入微生物包膜剂，搅拌混匀，达到颗粒表面光泽并使菌剂（粉剂）隔绝外部空气的作用；⑧完成加菌和包膜的颗粒有机肥从3 号包膜筒出口端经冷风干燥后，通过皮带输送至产品包装系统[3]。

5 包膜加菌的生物有机肥新产品技术指标

包膜自动配料系统采用连续自动计量给料，自动计量给料量需与后端加菌机定量加菌计量、无水包膜剂雾化装置相匹配，最终产品质量标准可同时满足《生物有机肥NY884-2012》和《农用微生物菌剂GB20287-2006》的主要技术要求，即：颗粒有机肥有效活菌数（cfu）≥2．0 亿/g（mL）；有机质≥40%；水分≤30%。

6 结语

目前，一般生物有机肥生产厂在建设之初，存在未充分考虑一条有机肥生产线可进行多样化产品生产的问题，原有设备工艺仅可生产单一类型的有机肥产品，对不同地区、不同环境、不同土壤的施肥作用存在一定局限性。针对该类有机肥生产设备工艺，按本文工艺增加有机肥包膜、加菌新产品生产设备，可根据不同目标地区客户的不同需求，生产含有不同微生物菌剂的生物有机肥，提高生物有机肥产品的针对性、质量和商业价值，还能为实现生态农业、有机农业、藏粮于地等目标提供必要保障。