【博龍畜牧機械】罐式高溫好氧發(fā)酵技術(shù)和設備的應用現狀與前景
發(fā)布時(shí)間：2022-01-13
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行業(yè)分析
作為農業(yè)循環(huán)經(jīng)濟的核心，我國畜牧產(chǎn)業(yè)已經(jīng)從數量、規模發(fā)展階段進(jìn)入到質(zhì)量效率提升、布局優(yōu)化和完善的階段。其中，畜禽養殖糞便的合理化處理（利用）是養殖業(yè)治理和規范的重中之重，要綜合考慮以下幾個(gè)方面因素：種植業(yè)特別是作物種植的需要；土壤改良及環(huán)境保護需要；資源轉化的利用率和經(jīng)濟性。
在兼顧環(huán)保和種植業(yè)對生物肥料的需要并改變糧食增產(chǎn)過(guò)度依賴(lài)化肥、而化肥大量施用對土壤和生態(tài)產(chǎn)生一系列不利影響的局面下，轉化為肥料首當其沖地成為畜禽糞便處理和資源化利用的著(zhù)眼點(diǎn)。
好氧發(fā)酵技術(shù)和設備的發(fā)展歷程
傳統的好氧發(fā)酵即肥料化利用方式主要是堆肥，即簡(jiǎn)單初步調控好氧微生物生存環(huán)境、通過(guò)其繁殖實(shí)現的發(fā)酵過(guò)程，常見(jiàn)有條垛式、溝槽式(配合翻拋)等，各自有優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍。近幾年，一種把發(fā)酵過(guò)程整體放在容器中，專(zhuān)業(yè)為好氧微生物規模繁殖提供良好條件、滿(mǎn)足并完善好氧微生物的需要、促進(jìn)好氧發(fā)酵過(guò)程的有效進(jìn)行，從而實(shí)現糞便批量且快速發(fā)酵轉化為有機肥料的方式越來(lái)越多地得到應用。
早在上世紀末，我國就有人在利用高溫好氧發(fā)酵罐對畜禽糞便進(jìn)行發(fā)酵制作有機肥料方面做了探索和實(shí)踐，依據好氧菌的繁殖代謝原理，制作出了罐式好氧發(fā)酵設備，可以說(shuō)是目前高溫好氧發(fā)酵罐的雛形。據了解，日本、韓國及我國臺灣很早就開(kāi)始規模應用這種罐式高溫好氧發(fā)酵技術(shù)對畜禽養殖糞便等有機廢棄物進(jìn)行處理利用。國內(大陸地區)盡管早就有嘗試，但規模應用開(kāi)始于近兩三年時(shí)間。設備生產(chǎn)企業(yè)也隨著(zhù)設備的批量應用雨后春筍般地出現，據不完全統計，目前國內(大陸)從事高溫好氧發(fā)酵罐生產(chǎn)的企業(yè)有近百家，加上一些銷(xiāo)售公司采用OEM方式定制，市場(chǎng)上品牌及型號超過(guò)了二百個(gè)。而在三四年前，這個(gè)數字還是個(gè)位數。
困擾發(fā)酵罐生產(chǎn)應用的因素和亟待解決的問(wèn)題
設備缺乏權威標準，用戶(hù)選擇時(shí)無(wú)從參考
雖然罐式高溫好氧發(fā)酵技術(shù)以前有過(guò)應用嘗試，但是一直沒(méi)有得到大力發(fā)展，相應的設備也沒(méi)有得到普及和充分完善；近幾年剛剛開(kāi)始規模應用，限于多方面因素，目前尚沒(méi)有權威性的國家標準或者行業(yè)標準出臺，這就導致設備的生產(chǎn)制造缺乏規范，質(zhì)量和性能難以得到有效控制和保證。
商家過(guò)分宣傳，用戶(hù)難以準確判斷
發(fā)酵罐應用起步雖然晚，但是恰逢當前的特殊形勢，市場(chǎng)需求突然增加，但是由于信息不對稱(chēng)，眾多廠(chǎng)商的宣傳令人眼花繚亂，用戶(hù)難以做出準確判斷,感覺(jué)無(wú)從下手。例如：有的宣稱(chēng)自己的設備“無(wú)排放”，有的宣傳“使用我的設備發(fā)酵得到的肥料每噸價(jià)格(比用其他設備)高若干元”等等，甚至個(gè)別廠(chǎng)家宣稱(chēng)自己的設備是“一比一模仿發(fā)達國家生產(chǎn)的”等等。針對這些說(shuō)法，用戶(hù)需要知道的是，由于物料在發(fā)酵過(guò)程中是呈弱堿性的，而在這種pH值環(huán)境下,蛋白質(zhì)中的部分NH4+分解產(chǎn)生游離狀態(tài)的NH3，可見(jiàn)發(fā)酵過(guò)程中首先是會(huì )有氨氣產(chǎn)生的；另一方面，因物料的成分差別及罐體內部物理環(huán)境的不同，以好氧發(fā)酵為主的過(guò)程可能會(huì )伴有其它小級別的比較復雜的生化反應。因此，大規模生產(chǎn)中排出的尾氣不會(huì )像實(shí)驗室試驗一樣僅僅只有二氧化碳和水蒸氣。發(fā)酵產(chǎn)物的售價(jià)會(huì )不會(huì )因菌種不同而不同呢？如果從發(fā)酵過(guò)程、發(fā)酵產(chǎn)物及應用來(lái)分析，似乎是個(gè)比較復雜的問(wèn)題，涉及到很多專(zhuān)業(yè)知識。實(shí)際上用戶(hù)完全可以通過(guò)實(shí)地考察來(lái)驗證，例如因為運輸費用的原因，各地有機肥料的市場(chǎng)價(jià)格有比較大的差別，但是在同一地區，價(jià)格是有可比性的。對此有疑問(wèn)的用戶(hù)完全可以通過(guò)走訪(fǎng)當地使用不同設備的廠(chǎng)家來(lái)進(jìn)一步了解情況、自己做出判斷。至于說(shuō)“一比一仿制于某某國家或者地區的”，這種說(shuō)法更是需要推敲，首先應該了解一下這種設備在該國家或者地區的被重視程度、是不是研發(fā)或者加工能力方面實(shí)力雄厚的公司在運營(yíng)？理智分析，市場(chǎng)容量的預期往往會(huì )影響制造廠(chǎng)家的研發(fā)和改進(jìn)熱情，進(jìn)而左右他們的投入及產(chǎn)品技術(shù)含量。因此，切記不要盲從，還是應該讓事實(shí)來(lái)說(shuō)話(huà)。改革開(kāi)放40年來(lái)，我國的工業(yè)生產(chǎn)能力和水平舉世矚目，對于這些國內需求量大、技術(shù)要求并不難理解的設備，我們的研發(fā)和制造能力是完全值得信任的。只要用心“做好”并不是件困難的事兒，關(guān)注設備或者產(chǎn)品本身的質(zhì)量，比關(guān)注產(chǎn)地或者出處，更有現實(shí)意義。
產(chǎn)品需要遵從基本規律不斷完善和優(yōu)化
充分滿(mǎn)足好氧微生物的繁殖需要就是原則。需要認真分析、綜合改進(jìn)，切不可盲人摸象，顧此失彼。特別需要指出的是，個(gè)別廠(chǎng)家片面增加設備容積、自以為“容積大了,處理能力就一定會(huì )大”，向客戶(hù)宣傳“我的產(chǎn)品發(fā)酵罐內部容積大，總價(jià)格平均到每立方容積上是低的”，這完全混淆了“設備容納能力”和“設備處理能力”兩個(gè)截然不同的概念，會(huì )嚴重誤導用戶(hù)。
發(fā)酵腐熟產(chǎn)物的檢測技術(shù)和方法手段不能滿(mǎn)足需要
根據目前現行的《NY525-2012國家有機肥標準》，發(fā)酵腐熟的產(chǎn)物需經(jīng)過(guò)檢測，符合該標準的規定，才能定義為有機肥或者進(jìn)行下一步深加工。但目前一方面檢測機構不足、用戶(hù)找到能夠提供權威檢測結果的機構比較困難；另一方面即使找到合適的檢測機構，常規的檢測技術(shù)和手段時(shí)效性不強，從送樣到拿到檢測報告常常需要2~3周甚至更長(cháng)時(shí)間，會(huì )給肥料工業(yè)化規模生產(chǎn)帶來(lái)諸多不便之處。
大形勢下潛在市場(chǎng)需要激發(fā)企業(yè)的進(jìn)入熱情
目前進(jìn)入的生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)近百家，并且其中絕大部分是一兩年內剛剛進(jìn)入的。盡管事關(guān)環(huán)保大計、發(fā)酵罐被認為是朝陽(yáng)行業(yè)，但是短期內魚(yú)龍混雜的行業(yè)狀態(tài)必將導致競爭的加劇，行業(yè)的洗牌與產(chǎn)品的完善一直在同步進(jìn)行中，特別是短時(shí)間內巨大的市場(chǎng)需求可能會(huì )更進(jìn)一步加劇企業(yè)洗牌的激烈度和規模，紛繁無(wú)序的狀態(tài)可能仍將持續且緩慢改觀(guān)?？梢灶A見(jiàn)的是，未來(lái)一段時(shí)間內，行業(yè)內出現一些有影響力的品牌，注重產(chǎn)品質(zhì)量、重視研發(fā)和服務(wù)的企業(yè)會(huì )脫穎而出；那些希望在大環(huán)境中“賺一票就走”的企業(yè)會(huì )逐漸被市場(chǎng)淘汰。但是，不可忽視的是，當前的旺盛市場(chǎng)可能會(huì )延長(cháng)這個(gè)過(guò)程，盡管只是時(shí)間問(wèn)題。
罐式高溫好氧發(fā)酵設備的合理選擇
首先，要把握原則。一方面目前缺乏可以參考的權威標準。另一方面，盡管從研發(fā)完善上，需要從千頭萬(wàn)緒中篩選技術(shù)細節和方案，工作量繁瑣巨大。但是在應用方面，帶著(zhù)挑剔的眼光來(lái)旁觀(guān)、成為使用專(zhuān)家并不難。因為其核心原理就是為好氧微生物的旺盛繁殖提供良好環(huán)境。使用者只須牢牢把握這個(gè)原則，去仔細了解自己關(guān)注的設備是怎樣落實(shí)就夠了。比如,同樣的壓力下，怎樣才能保證加入大量的(氧氣)空氣？相應的各個(gè)環(huán)節和細節是怎樣落實(shí)的？理想情況下，罐內溫度是均勻一致的，那么，如果要保證罐內的溫度均勻一致，罐壁的保溫隔熱性能就應該足夠。這就應該從罐壁的設計和保溫材料兩方面入手,特別是進(jìn)一步了解一下，季節變化及外界環(huán)境不同的情況下，其設計對性能的保持有沒(méi)有影響？在機械設計方面，關(guān)注一下關(guān)系平穩運行的相關(guān)細節，比如料斗提升的穩定性、上料及卸料裝置的設計是否合理等等。在確認所有細節得到落實(shí)后，需要關(guān)注一下在節能方面是否有足夠重視或者設計。
其次，應該做橫向比較工作，即詳細了解各廠(chǎng)家產(chǎn)品的設計和制造工藝，看看它們有沒(méi)有區別。這些區別對發(fā)酵罐的性能即微生物的快速繁殖分別有什么影響？對一些似乎已取得公認的問(wèn)題和答案再跟進(jìn)深挖一下。
第三，不要想當然地認為設備的罐倉容積決定了處理能力，因為良好的環(huán)境需要綜合性因素來(lái)實(shí)現?？梢阅嫦蚩紤]一下：假如真的是這樣，理論上設備可以任意做成需要的規格了，為什么那些進(jìn)入行業(yè)久、產(chǎn)品賣(mài)得多的廠(chǎng)家反而沒(méi)有這樣做呢？
第四，從產(chǎn)品的設計制造及維護保養角度出發(fā)，考慮萬(wàn)一設備出現故障的情況下，維修是不是相對簡(jiǎn)單方便？例如，發(fā)酵罐的主軸和棘輪是非常重要的組件，日常運轉中承受著(zhù)巨大的扭力，目前綜合平衡材料與成本方面不可能保證其不出現問(wèn)題，那么，萬(wàn)一出現損壞？維修工作怎樣進(jìn)行？是不是需返廠(chǎng)？現場(chǎng)能不能很方便地維修和更換？這些都要考慮。
第五，分析工藝和系統，厘清責任，有針對性地做整改并對設備提出要求。例如：有的用戶(hù)要求“設備出料須符合國家有機肥標準，特別是重金屬含量須達標”，表面上是嚴苛要求設備廠(chǎng)家，實(shí)際上，沒(méi)有哪一個(gè)認真做事的廠(chǎng)家會(huì )無(wú)條件答應。而且，當前情況下，如果原料中重金屬含量超標，設備廠(chǎng)家也是無(wú)能為力的。因為盡管發(fā)酵是一個(gè)生化反應過(guò)程，但是具體到畜禽糞便中可能含有的重金屬，目前的工藝僅僅相當于一個(gè)物理過(guò)程，是無(wú)法改變其性質(zhì)的。未來(lái)，隨著(zhù)科技進(jìn)步，也許會(huì )有更好的方案或者工藝，但是現在，這樣的要求是沒(méi)有實(shí)際意義的。
后充分利用對使用現場(chǎng)的考察。
(1)設備真實(shí)的處理能力。即每天加入原料的準確數量，這個(gè)不要依靠咨詢(xún)，而是要盡可能多地做一些調查工作，切實(shí)掌握真實(shí)可靠的數據。
(2)物料條件需要。特別是對物料含水率的要求，是否需加輔料才能發(fā)酵。
(3)設備的實(shí)際耗電量。一方面，可以咨詢(xún)使用單位，因為很多單位都是為發(fā)酵罐單獨架設電源，理論上能夠掌握設備的耗電量。另一方面，通過(guò)觀(guān)察正在運行設備的電流表、根據上面顯示的工作電流數值，計算設備的瞬時(shí)功率，也能初步了解設備的實(shí)際耗電量。
(4)寒冷季節設備表現。這一點(diǎn)非常重要且關(guān)鍵！很多時(shí)候，到場(chǎng)觀(guān)察的設備可能正處于理想的運行情況下，但是如果是環(huán)境不理想，比如寒冷季節呢？這個(gè)切忌想當然，一定要從實(shí)際處理能力(處理量)和發(fā)酵質(zhì)量(即腐熟料的質(zhì)量)兩方面入手，了解真實(shí)的情況。
(5)設備運行的穩定性及廠(chǎng)家的售后服務(wù)質(zhì)量。需要了解設備出現故障的幾率以及出現故障后廠(chǎng)家的維修保證能力和水平。
毫無(wú)疑問(wèn)，作為一種新型處理方式，高溫好氧發(fā)酵罐的出現為養殖糞污處理提供了新的思路和體驗，發(fā)展應用的前景廣闊且值得期待，但是當前供應廠(chǎng)商魚(yú)龍混雜，提供的產(chǎn)品良莠不齊。因此，在尚沒(méi)有明確標準可參考、也沒(méi)有特別值得信賴(lài)的品牌出現之前，選擇發(fā)酵罐時(shí)一定要慎之又慎，切不可草率決定，以免帶來(lái)后期隱患。目前個(gè)別廠(chǎng)商急功近利，不從根本上下功夫、提升產(chǎn)品性能，而是把精力和工作放在了所謂的營(yíng)銷(xiāo)上，這一點(diǎn)是很值得警惕的。
總體上，從傳統的堆肥到集約、有效的罐式發(fā)酵，我國養殖業(yè)的糞污肥料化利用正走上一條適合規模生產(chǎn)并能夠復制的道路，結合種植行業(yè)對肥料的迫切需要、對土壤改良的要求和環(huán)保產(chǎn)業(yè)對大氣及環(huán)境治理的需要，有效轉化且排放低微生物滅活的罐式高溫好氧發(fā)酵技術(shù)將會(huì )在生產(chǎn)中越來(lái)越得到重視，相應的設備也必將在應用中進(jìn)一步得到完善和提高。
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