一、生物有机肥的生产过程与常规的有机肥有何不同?
生物有机肥工厂化生产一般都经过规范的发酵过程。工厂化生产有机肥都选择腐熟效率高的非病原发酵菌种进行接种,然后经过科学稳定的发酵过程生产出优质的有机肥。生产过程可控、快速。施用这种有机肥病、虫、草害少。传统农家有机肥生产不接菌种让可发酵有机物以环境中固有菌群进行发酵堆制,生产时间长,菌群和发酵过程无法控制,由于堆制时病原菌同步生长,肥堆外围温度多在50℃以下,病菌、虫卵、杂草种子无法杀灭仍然存活,产品质量比较差,施用于农田后病、虫、草害较多。
未腐熟的农家肥
生物有机肥的生产是将工厂化经腐熟菌剂发酵生产出的有机肥中,添加田间具有某些特定功能的微生物,如固定氮素、溶解磷化物、溶钾保钾、提高中微量元素利用率、预防某些病害、提高作物品质等的微生物,不再二次发酵。
多数企业经过复合后,为了提高微生物菌剂的菌含量和与有机肥的相容性,往往在已生产出的有机肥基础上再添加一定的营养,接种具有某种特定功能的微生物菌种进行二次发酵,提高生物有机肥的品质,强化该菌种在使用中的特定功能和环境适应能力。
也有一些企业采用有机肥腐熟发酵的过程中,同时接种某种在田间发挥作用的微生物与有机肥腐熟过程一道发酵,省去二次发酵。采用这种方法的,应注意接入的某些在田间发挥作用的微生物菌种与有机肥腐熟菌的相容性。还要注意,加入的在田间发挥作用的菌种是否耐受有机肥腐熟过程中的高温。
一般来说生物有机肥的品质和功效比常规有机肥要好。
二、固态生物有机肥的生产工艺设备有哪些?各有什么优缺点?
利用农业废弃物制备生物有机肥最主要的工艺过程是发酵。发酵效率的高低,生物有机肥的质量好坏与设备密不可分。发酵设备主要有以下5种类型。
(1)平面条垛式翻抛:物料置于水泥地坪,根据温度变化不定期地以自由走动的翻抛机翻拌并堆积成垛。自由走动翻抛机一般由拖拉机配上滚动翻抛齿改装而成。动力大多是柴油,翻拌成本高。由于堆垛低,摊置面积大,土地利用率低目前仅在交通不便,能提供大量土地供其翻拌的地区采用。平地条垛式翻抛最不利因素是保温困难。只有广东、海南等少数南方地区可以全年生产。在南嶺以北或长江流域冬季会有2个月至4个月因温度不够而发酵不透或根本不发酵的现象发生,难以满足养殖业每天有大量排泄物需要及时处理的要求。养殖业排泄物不及时处理将会污染大气,给周边居民生活质量造成极大的负面影响。此技术的优势是易上马、投资少、水分蒸发快。缺点是占地面积大,不保温,动力成本较高,粉尘大,劳动条件较差。
(2)塔式多层翻斗发酵:此工艺将需处理物料运至高塔最高端翻斗中,经一定时间发酵后倾出物料至下层翻斗。依次逐层翻斗发酵,逐层翻转直至地面,发酵完毕。翻斗个数根据发酵时间长短和需氧情况而定,一般5~8层翻斗。该工艺的优点是节约土地,动力消耗低。缺点是碳钢设备易腐蚀,用不锈钢翻斗可克服腐蚀,但造价高。该工艺最大缺点是臭气漂浮远,空气的污染难以解决,极大地影响了周边相当大范围内的空气质量。
(3)槽式发酵:槽式发酵分为静态槽和动态槽(即物料在槽中不动为静态发酵,物料在槽中随着物料的翻拌向一个方向移动为动态槽发酵)。静态槽因效率低、能耗高已逐步被淘汰。
动态发酵槽
动态槽是以砖砌成1米多高的槽墙,槽墙之间相距数米,槽长约60米左右,就可保证充分发酵和物料干燥。槽墙中应配有钢筋以防进料后因物料张力造成墙体外移。翻拌机置于槽墙之上作来回翻抛。如果定向翻抛,物料随翻抛方向定向移动。随着翻抛的进行,向物料输送充足的氧气,使物料中的微生物呼吸充分,减少异味产生。到了发酵后期,由于发酵热的作用可以使物料逐步干燥,达到国家肥料标准的水分要求。省去了烘干设备和烘干过程,节约了能源和人工成本。该工艺的优点是劳动力消耗低,易于操作,效率高,1~3人可以操纵全厂数百吨物料的进料、翻拌、出料等操作。另外,就是保温好,大江南北、黄河流域的广大地区全年可以发酵生产。即使在高寒地区,可以挖地槽代替槽墙,既保温又节省了基建材料费。槽式发酵易实现物料一条龙处理,从原料预处理,如破碎、配料到调节pH,经主发酵到干燥,筛分到称量到包装都可在一条生产线上完成。槽式发酵的缺点是需要一定长度的土地。在土地长度受限的地区,在主发酵结束后应运入仓库保存一定时日让其进入后发酵,以使产品质量得到保证。缺点是开始建厂时需增加一次性建槽成本。
(4)透气不透水棚布覆盖堆垛中心管道鼓风发酵:该发酵是在多孔管道上放置物料形成堆垛,对管道鼓风使发酵物料呼吸达到发酵目的。该发酵工艺需要在堆垛外覆盖透气不透水材质的雨布,以防雨天淋湿,同时可防止灰尘飞扬造成的污染。该方法的优点是不需要建屋顶可露天操作,但需要透气不透水雨布覆盖,具有此功能的雨布造价高。缺点是动力成本高,保温差,没有物料翻拌,发酵菌体与物料混合差,在有冬季的地区不能全年生产。由于堆体不高,占用土地面积大,土地利用率低。
(5)发酵罐式反应器发酵:该发酵工艺是从液体发酵罐中受到启发,利用与液体发酵罐相似的装置进行固体发酵。发酵罐有两种,一种为静态,与直立液体发酵罐相似,可以开口,可以封闭,但都需要较大的功率搅拌,还要通风;还有一种是罐体本身可以滚动,为了避免物料外泄和纯菌发酵多为封口鼓风。此工艺的优点是土地利用率高,发酵配上加温易于控制,发酵时间较短。缺点是投资成本高,厂房、设备价格高。另外能耗高,维持成本高,不太适合于农村废弃物处理和大综肥料生产,仅适用于利润高的精细发酵产品生产。一般需要后熟过程,占用一定的厂房。
以上各种发酵工艺在建厂房时宜用透明塑酯瓦,不适合用彩钢瓦。透明塑酯瓦利于阳光透过,对物料加温干燥有利,也不易锈蚀,一般使用年限可达15年以上。彩钢瓦不透光,升温慢,特别易腐蚀,一般3~5年就锈蚀了。我国大部分地区在北回归线的发酵厂房宜南北走向,有利于光照加温和光时间。厂房内的地坪,可依据所选地块地下水位高低决定是否做水泥地坪。地下水位高,甚至地坪有水渗出的地块宜用水泥浇注密实地坪。地下水位低的不做水泥地坪也可,仅将土夯实夯平即可。(黄为一)
三、农村生产生物有机肥控制指标主要有哪几项?如何测量?
农村生产固态生物有机肥最重要的控制指标包括水分含量、温度和pH。如果能控制这三项指标,发酵过程和干燥程度就能顺利进行,使产品质量基本达到要求。
温度测定可选压力表式温度计,可以插入堆料的不同深度测定不同深度的温度。压力表式温度计表头数字显示清晰,易于较远距离观测。
pH的测定可用医药公司出售的pH试纸,当发酵堆料潮湿时可用p试纸直接与料接触测试。当堆料较干时,必须用纯净水拌湿堆料后测试,或将堆料放入纯净水中摇匀,然后测定此水的pH,测得的pH应在6.0~7.0。
发酵料的含水量测定比较繁杂。首先称一定量的堆料,并记录下重量,然后放入烘箱烘干,至烘后重量不变为止。没有烘箱的可以用小火在锅中慢炒,炒至重量不再减少为止,然后再次称重并记录。将原始重量减去烘干后重量,再除以原始重量计算得出水分含量,一般以百分比表示。需注意此过程不能炒焦。
堆料水分含量一般控制在60%左右,易于发酵。控制水分在60%左右的简易方法是:用手抓湿堆料,用力握紧,似乎有水滴出,但又没有水滴下,手感十分潮湿,此时的堆料含水大概在60%左右,此法欠精确,只是估计的测定方法。发酵至堆料水分下降到30%以下为合格产品。
若是用液体菌种发酵应该让拌有液体菌种的堆料总水分含量控制在60%左右;若是用固体菌种,发酵堆料的水分也应是加菌种后的控制量,即60%左右。发酵前应将原料、水、菌种拌均匀,让其发酵升温,使堆料温度升至60℃以上维持6天以上。温度如果上不去可继续翻抛,每次翻抛后观察温度上升情况,南方一般静置2天温度就上升,北方静置时间随季节不同而不同,秋冬季节有时需5~7天才会升温。如果达不到60℃,则继续翻抛后观察温度上升,直至60℃维持6天以上。如果堆料达60℃又有6天以上视干燥程度继续翻抛,每翻抛一次水分都有不同程度的下降,直至含水达30%以下为合格成品。
生物有机肥还有一些指标需测定,比如有机质、碳氮比、氮、五氧化二磷、氧化钾等。建议送当地土肥部门实验室测定。测试过程需要收取一定的费用。生产能力达到年产5000吨至万吨的水平、财力又允许的村办肥料厂也可购天平、烘箱、消化装置及定氮仪、滴定管、三角瓶、烧杯等,建一个从原料到产品全程控制的化验室,对企业发展是有利的。