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雞糞資源再利用的途徑及技術(shù)發(fā)展

發(fā)布時(shí)間:2010-08-19

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提要本方通過雞糞加工利用的研究實(shí)踐及對國內(nèi)外有關(guān)技術(shù)成果的分析，綜合評述了雞糞作為資源再利用的途徑、處理工藝和設(shè)施的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢；并就我國如何進(jìn)一步應(yīng)用物理、化學(xué)、生物等綜合工程技術(shù)手段，深化和加快“雞糞再利用技術(shù)”的研究開發(fā)等有關(guān)問題，進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞雞糞資源再利用技術(shù) 處理加工

一、引言

隨著當(dāng)代技術(shù)的進(jìn)步，對雞糞的處理，正在從長期沿襲的僅僅作為農(nóng)家糞肥就近施用的方式，擴(kuò)展到加工轉(zhuǎn)化為燃料、商品化肥料、飼料產(chǎn)品。所有一切使雞糞作為資源而多途徑、多層次再利用(包括旨在防止污染環(huán)境的無害化處理)的工藝及相應(yīng)的設(shè)施系統(tǒng)，我們稱之為雞糞“資源再利用技術(shù)(Resource recycling technology)”。60年代末以來，日趨嚴(yán)重的禽畜糞便污染環(huán)境的困擾和糧食、飼料短缺的威脅，促進(jìn)了國外對糞再利用技術(shù)的開發(fā)。歐洲、北美的一些國家和日本的養(yǎng)雞企業(yè)逐漸配備雞糞處理設(shè)施：興辦雞糞加工廠，其規(guī)模較大者年產(chǎn)干雞糞產(chǎn)品達(dá)數(shù)千至萬噸；以干燥裝置為主體型式多樣的雞馘蛔工設(shè)備，在70年代相繼投入使用［1］，爾后直至80年代末，化學(xué)生物發(fā)酵處理雞糞等技術(shù)也得到較廣泛應(yīng)用［2］［4］［6］。我國自80看作工，采用太陽能、氣流、高溫快速等方式干燥與膨化、微波、發(fā)酵、熱噴處理加工雞糞的研究應(yīng)用，至今已初見成效。一引進(jìn)中小型雞糞處理加工廠(車間)已出現(xiàn)。堿場雞糞連續(xù)機(jī)械化加工生產(chǎn)線已建成抽產(chǎn)，一些大中城市的養(yǎng)雞企業(yè)已著手配備雞糞處理設(shè)施，商品化雞糞肥料和再生飼料已小批投入市場。這一切，標(biāo)志我國對雞糞資源再利用技術(shù)的研究、開發(fā)已進(jìn)入起步階段。

為推進(jìn)我國雞糞再利用技術(shù)的進(jìn)一步深化和擴(kuò)展，本方擬對近期一些國內(nèi)外技術(shù)成果及發(fā)展趨勢進(jìn)行分析，并探討如何選擇適用技術(shù)，解決當(dāng)前存在的問題。

二、雞糞的資源價(jià)值與利用途徑

(一)作為植物營養(yǎng)資源的開發(fā)

1.加工成商品化優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料。據(jù)華南農(nóng)業(yè)大學(xué)測定，廣州地區(qū)籠養(yǎng)蛋雞糞的植物營養(yǎng)成份(干基)為：全氮(N2)3.23-3.36%，磷(P2O5)3.95-5.3%，鉀(K2O)2.27-2.57%，腐殖酸15.9-21.9%。經(jīng)干燥或發(fā)酵、防霉、除臭處理，可加工成商品肥料，包括純雞糞和以雞糞為主配制的復(fù)合有機(jī)肥、或分別用于果樹、蔬菜、花栽等專用有機(jī)肥系產(chǎn)品。由于肥效一般比較高，有利于改良土壤，且價(jià)格比化肥低，施用方便，頗受用戶歡迎。如廣州生產(chǎn)的用于菜田的大包裝干雞糞肥，銷往香港，售價(jià)1200港元/噸(1990年11月)。

2.利用其稀釋養(yǎng)分(培植藻類、浮萍、鳳眼蘭和水浮蓮等水生植物。

(二)作為動(dòng)物營養(yǎng)資源的開發(fā)棗處理加工成再生飼料

據(jù)分析，雞糞中粗蛋白質(zhì)的含量約相當(dāng)于豆餅的57-66%，而高于糧食、牧草等常規(guī)基礎(chǔ)飼料；粗脂肪、鈣、磷的含量也較高(見表1)。此外，還含有8-10%共17種氨基酸(其中產(chǎn)蛋雞糞的粗蛋白質(zhì)中含胱胺酸4.51%、賴氨酸2.01%、精氨酸4.38%)和鎂、鈉、鐵、銅、錳、鋅等微量，B族維生素的含量比原飼料高得多，總消化養(yǎng)分(TDM)占干物質(zhì)的52?0%，對飼喂反芻家畜，其消化能約7.8-10.2MJ/kg干物質(zhì)［3］。

經(jīng)過長期的研究和實(shí)踐，人們已真正認(rèn)識到，只要經(jīng)過適當(dāng)?shù)募夹g(shù)處理，雞糞完全可以成為質(zhì)優(yōu)、價(jià)廉、量大的飼料資源。據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織1980年出版物估計(jì)，全世界一年可收集并加工成飼料的雞糞(設(shè)占總量的1/4)，可滿足6150萬頭高產(chǎn)奶牛(平均年耗粗蛋白質(zhì)800kg/頭)或2.89億頭育肥肉牛對粗蛋白質(zhì)的需要［2］。我國現(xiàn)雞約21.5億只，若收集其中一半雞糞加工為飼料(概算一只雞日排糞干物質(zhì)含量為27.5g)則可得粗蛋白質(zhì)(高雞糞中干物質(zhì)的25%)527萬噸，相當(dāng)于1146萬噸豆餅所提供的粗蛋白質(zhì)。事實(shí)上，雞糞飼料已在北美、歐洲和亞洲廣泛利用。文獻(xiàn)［2］、［3］列出的國外飼喂各種動(dòng)物的日糧配方中雞糞飼料的適宜配比(干基)為：奶牛25-30%、肉牛25-40%、泌乳綿羊20-30%、肥羔(羊)25-30%、魚18-42%。我國近幾年來，滬、津、京、哈爾濱、大連、昆明、西安、廣東、內(nèi)蒙、四川、山東、吉林等地分別用經(jīng)處理的雞糞滲入常規(guī)飼料喂養(yǎng)畜禽和魚類的試驗(yàn)，已見成交其中部分實(shí)例見表2。

(三)廉價(jià)熱能資源的開發(fā)棗用作燃料

含水率20%的干雞糞的發(fā)熱量(QYdw)約為12.5MJ/kg，相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)煤的40%。國外(如荷蘭、日本)有的雞場，將含水率30%以下的干雞糞直接(或壓制成條狀或塊狀后)在專用的爐內(nèi)燃燒，為雞舍供暖、孵化、育雛，或與“火力干燥機(jī)”配套，用于干燥雞糞。雞糞允厭氧發(fā)酵可產(chǎn)生沼氣。按其中含總固體(TV)的產(chǎn)沼氣率為386L/kg［7］，每只雞日排糞中含TV22.5g計(jì)，則可產(chǎn)沼氣8.7L。含60%CH4、40%CO2的沼氣發(fā)熱量約為21.5MJ/m3，則10萬只雞發(fā)酵年產(chǎn)的沼氣作燃料相當(dāng)于232噸標(biāo)準(zhǔn)煤。此外，沼渣又是一種無臭，無寄生蟲和致病菌的優(yōu)質(zhì)肥料。

三、處理加工工藝及設(shè)施

對鮮雞糞(生糞)處理加工的預(yù)期目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)：1.無害化椛泵鴆≡凹納?卵)抑制真菌毒素，除臭，以防止傳播疾病及污染環(huán)境，2.高效化椉跎儆鶚?，提高利硬[Ч?肥效或消化率)。3.商品化椉庸こ殺閿謚嬖聳?、抠p斗攀諧〉牟貳９諭庀鐘屑Ψ啻矸椒ê芏啵饕校?/P>

(一)脫水干燥這是減少有機(jī)氮分解成無機(jī)氮及氮的游離擴(kuò)散導(dǎo)致的營養(yǎng)損失、抑制微生物生長，殺蟲滅菌(如加熱干燥)的最基本的手段，也是其它處理工芤(如發(fā)酵處理)不可缺少的配套工序。露天攤曬干燥速度慢，營養(yǎng)損失大，又污染環(huán)境，故不應(yīng)采用。近二十年來，國內(nèi)外應(yīng)用的干燥技術(shù)及設(shè)備頗多［8］，可供參考選用的。

1、加熱快速干燥〓采用回轉(zhuǎn)圓筒為代表的高溫快速干燥設(shè)備，歐、美、澳洲一些國家、日本和我國都有生產(chǎn)和應(yīng)用［1］，可使含水率70%以上的濕雞糞烘干機(jī)快速連續(xù)干燥至15%以下，同時(shí)完成滅菌除臭、產(chǎn)品營養(yǎng)損失小6%。這類設(shè)備適用于大中型雞場。

2.在塑料大棚內(nèi)利用太陽能加熱、機(jī)械攪拌干燥通過往復(fù)行走、正反轉(zhuǎn)動(dòng)的攪拌機(jī)搗碎、翻動(dòng)和推送雞糞，并強(qiáng)制通風(fēng)排濕，分段分批干燥，或同時(shí)進(jìn)行發(fā)酵，這類設(shè)施在日本有幾個(gè)廠家成套制造，應(yīng)用頗多。圖1為我國研制的9JGZ-4.6型太陽能設(shè)備示意圖［9］。這種設(shè)施不耗燃料，運(yùn)行成本較低，但受季節(jié)、地區(qū)天氣的制約，需與其它工藝設(shè)備組合，才能保證連續(xù)生產(chǎn)。

3.在保溫室內(nèi)以多層傳送通風(fēng)型式進(jìn)行連續(xù)干燥〓美國這種干燥裝置如圖2所示，雞糞在多層傳送帶上被擺耙齒搗碎，并被來自相禽雞舍或經(jīng)其它熱源加熱的低溫?zé)犸L(fēng)連續(xù)干燥。日本也有類似的裝置，不過傳送帶上有篩網(wǎng)孔，頂層用發(fā)酵過的干糞與鮮糞混合，上四層發(fā)酵，下四層干燥，室溫保持在40℃左右。這類裝置結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，但與相同處理量的其它設(shè)備比較，占地面積較大，宜在中小型雞場使用。

4.雞舍(籠)內(nèi)干燥〓近幾年來，這種方式日益受到重視。1988年以來，有關(guān)國際博覽會上展出的養(yǎng)雞設(shè)備中，中許多都配有舍(籠)內(nèi)干燥雞糞的裝置。主要形式為在每層雞籠組間(或后下方)加設(shè)通風(fēng)管道，利用雞體散熱或其它方式預(yù)熱的暖空氣干燥雞糞。如圖3所示。此外，雞籠與地面間設(shè)備柵格狀的分層堆糞架，或旋轉(zhuǎn)式網(wǎng)狀接糞器漏飲水器，防止雞糞加濕，以利于蒸發(fā)干燥。

(二)膨化處理我國一般采用簡易價(jià)廉的螺桿式膨化機(jī)，其原理是籍助于螺桿的擠壓，使雞糞受到加溫、壓力變化的作用而膨化、疏松，并且滅菌，宜作飼料。但生產(chǎn)率低，機(jī)械故障較多，只宜于小批量處理。

(三)熱噴處理熱噴處理是將預(yù)干至含水率約16-30%的雞糞，裝入壓力窗口內(nèi)，經(jīng)受短時(shí)間的低、中壓蒸汽處理，然后突破減壓至常壓噴放，所得的熱噴物料已不含蟲菌且細(xì)碎、膨松、無臭味，有機(jī)物消化率也提高了13.4-20.9%［10］既可直接飼喂也可進(jìn)一步干燥、配混、制粒。因此，是目前比較成熟的適宜于大批量轉(zhuǎn)化為再生飼料的技術(shù)(圖4)。此外還有超高頻電磁波(微波)處理，也能使水分迅速蒸發(fā)和殺滅細(xì)菌。

(四)化學(xué)藥劑處理

鮮雞糞(或雞墊草)用化學(xué)藥劑處理，方法簡易，能可靠地滅菌，保存養(yǎng)分，提高消化率。許多研究者提出了各種有效的配方，但考慮到成本和使用者的安全，以推薦含甲醛、丙酸醋酸的配方為宜。

(五)生物發(fā)酵處理

目前應(yīng)用于雞糞處理的生化技術(shù)主要是好氧發(fā)酵：即在供氧條件下，微生物迅速繁殖，使物料溫度逐漸升高至70-80℃，雞糞中的有機(jī)物料被氧化、分解，釋放出H2S、NH3等氣體，還使部分非蛋白氨轉(zhuǎn)化為可消化蛋白，因而發(fā)酵后可得到無臭、無蟲(卵)及病原菌的優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料和再生飼料。80年代以來，國外彩和此法者逐漸增多。

常見的發(fā)酵設(shè)備有糞床(槽)式、水平轉(zhuǎn)筒式和立式幾種，大都帶有攪拌裝置；不加熱，靠自然發(fā)酵，常需十多天以上才能完成。近幾年推出的快速發(fā)酵機(jī)，采用補(bǔ)充加熱、強(qiáng)制通風(fēng)、分層發(fā)酵干燥等結(jié)構(gòu)(見圖5)，可將發(fā)酵過程縮短為4-6天甚至12小時(shí)。我國研制的“充氧動(dòng)態(tài)發(fā)酵機(jī)”，帶有供熱通風(fēng)和攪拌裝置；容量1噸，可使含水率為40-45%的雞糞在8-10小時(shí)內(nèi)完成發(fā)酵干燥及消毒過程。

國外一些雞場采用的“真空發(fā)酵”，實(shí)際上是厭氧發(fā)酵的特例。“青貯”則是將雞糞與飼草等配混后放入容器內(nèi)壓實(shí)、密封，先經(jīng)短暫的需氧發(fā)酵再進(jìn)入長時(shí)間的厭氧發(fā)酵。青貯后部分有效非蛋白氨可轉(zhuǎn)化為真蛋白質(zhì)，且具清香味適口性好，適用于小批量處理作飼料。

四國內(nèi)雞糞肥(飼)料產(chǎn)品工廠化生產(chǎn)實(shí)例

(一)9WJF-800微波處理雞糞成套設(shè)備

這套設(shè)備1986年建成投產(chǎn)，工藝流程為：鮮濕雞糞先攤曬至含水率35%以下，經(jīng)初步粉碎，輸送攤平進(jìn)入微波處理機(jī)干燥、殺蟲滅菌后，再經(jīng)冷卻、粉碎，一部分成為粉狀干雞糞產(chǎn)品；另一部分經(jīng)混合、攪拌，再制成膨化或顆粒配合飼料或顆料花木肥料。經(jīng)測定，這套設(shè)備處理量為1t/h時(shí)，降水幅度為10.45%，蒸發(fā)量104.5kg/h，所得產(chǎn)品質(zhì)量好，已作為商品投放市場。但主設(shè)備降水幅度較小，前期干燥仍要占用較多勞力和場地。

(二)JFGJ-1型雞糞處理加工生產(chǎn)線

我們研究設(shè)計(jì)的這條生產(chǎn)線，采用了高低溫結(jié)合干燥及熱噴處理等技術(shù)，可將含水率75-80%的濕雞糞干燥并加工成粉狀或顆粒狀的有機(jī)(復(fù)合)肥料或飼料產(chǎn)品，生產(chǎn)全過程實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化連續(xù)作業(yè)，并配合了余熱回收裝置。該生產(chǎn)線于1989年8月投產(chǎn)，1990年3月通過星火項(xiàng)目驗(yàn)收。實(shí)測的水分蒸發(fā)量達(dá)668kg/h；生產(chǎn)能力為55.6t.%/h；可滿足規(guī)模為15-20萬只的大型雞場處理雞糞的需要。而且，其產(chǎn)品質(zhì)量好，加工過程粗蛋白損失僅為2.88-4.69%；各項(xiàng)環(huán)境保護(hù)監(jiān)測指標(biāo)均符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；投產(chǎn)初期的純利率已達(dá)13.6%至20.5%，設(shè)備成本回收期為2年。其工藝流程見圖6。

五現(xiàn)存問題及研究解決途徑的探討

當(dāng)前國內(nèi)在這一領(lǐng)域的單項(xiàng)技術(shù)及設(shè)備的研究應(yīng)用已起步并取得實(shí)用性的成果。但配套技術(shù)的系統(tǒng)研究和基礎(chǔ)研究還比較薄弱，形成連續(xù)生產(chǎn)能力并同時(shí)體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會、生態(tài)效益的實(shí)例尚不夠多，因此有必要著重從以下幾個(gè)方面進(jìn)行擴(kuò)展和深化。

(一)處理工藝和配套設(shè)施系統(tǒng)模式的研究設(shè)計(jì)

近期應(yīng)主要面向集約化養(yǎng)雞場，根據(jù)不同規(guī)模、飼養(yǎng)品種、雞舍類型、集糞清糞方式、原料性狀、雞場所在地區(qū)的自然條件、能源供應(yīng)狀況、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、產(chǎn)品使用對象以及市場需求等各種因素，有針對性地選用適用技術(shù)，制定各種類型的處理系統(tǒng)模式。

(二)干燥工藝設(shè)施的選擇

國內(nèi)現(xiàn)行的熱噴、發(fā)酵、微波等處理工藝都需要預(yù)先將濕雞糞干燥到含水率30-40%。近期建議因地制宜地采用如下措施：

1.通過添加干燥吸濕的調(diào)理劑，如鋸末、硅酸鈣干雞糞等，使含水率略有降低；

2.在氣候溫和干燥的地區(qū)或季節(jié)，在塑料大棚內(nèi)利用太陽能加熱通風(fēng)干燥；

3.在潮濕、多雨或嚴(yán)寒多雪地區(qū)，應(yīng)配備以煤或農(nóng)作物廢棄物為燃料的高效節(jié)能加熱裝置，進(jìn)行高溫快速或高低溫結(jié)合干燥。以前述生產(chǎn)實(shí)例(二)為例，在煤價(jià)昂貴的地區(qū)，生產(chǎn)線的燃料費(fèi)也只占產(chǎn)品值的18%。

4.在加熱發(fā)酵設(shè)備中、增加供熱量同時(shí)解決前、后期干燥問題。

此外，應(yīng)逐步對現(xiàn)有高床式定期清糞的雞舍的部分集糞、通風(fēng)裝置，進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)，或在新建雞舍時(shí)采用前述各種舍(籠)內(nèi)預(yù)干燥設(shè)施。

(三)改進(jìn)配套設(shè)備設(shè)計(jì)，加強(qiáng)制造工藝材料方面的研究

國內(nèi)目前雞糞加工廠的機(jī)械設(shè)備，多是選用(或略加改進(jìn))通風(fēng)設(shè)備或肥(飼)料生產(chǎn)設(shè)備，其性能并非完全適應(yīng)雞糞處理的要求，因此需要認(rèn)真研究設(shè)計(jì)，除提高工藝性能適應(yīng)性外，琿要著重從制造工藝、工工程材料方面采取防粘附、耐磨損、抗腐蝕、提高可靠性和使用壽命的有效措施。

(四)更經(jīng)濟(jì)有效的無害化技術(shù)

目前產(chǎn)品的殺蟲滅菌問題基本解決，并可初步消除惡臭味，但不穩(wěn)定。由于存放點(diǎn)環(huán)境因素及產(chǎn)品本身的物理化學(xué)因素影響，存放一段時(shí)間后，產(chǎn)品又重新產(chǎn)生臭味。在生產(chǎn)過程中的廢氣、粉塵處理方面，一些加工單位由于前期處理靠露天攤曬，也沒有認(rèn)真處理生產(chǎn)中排出的廢氣等，仍然污染環(huán)境。而JFGJ-1生產(chǎn)線采用了干式溫式氧化吸收凈化措施等技術(shù)，效果明顯較好。對此，一方面應(yīng)立即配備有關(guān)設(shè)施，避免生產(chǎn)過程造成的二次污染，同時(shí)要進(jìn)一步研究更為

經(jīng)濟(jì)高效的無害化技術(shù)。

(五)基礎(chǔ)及應(yīng)用基礎(chǔ)的研究

1.與處理加工有關(guān)的雞糞物料特性、生化特性、熱特性和機(jī)械物理特性等的分析研究。

2.處理工藝規(guī)范及其對利用價(jià)值的影響的研究

3.產(chǎn)品使用特性的研究。如用作肥料時(shí)，對不同土壤，不同植物的合理配比施用；用作飼料時(shí)，其營養(yǎng)、能量、各種氨基酸的平衡問題，以求達(dá)到合理有效利用。

(六)單項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)、社會、生態(tài)等效益的循環(huán)利用系統(tǒng)工程的研究

特別應(yīng)強(qiáng)調(diào)的是，應(yīng)用生物技術(shù)，利用某些特殊的添加劑，調(diào)整飼料配方，使禽排出的糞便性狀全然改觀，變成干燥、疏松、無臭適于飼喂。這一技術(shù)已在豬的研究試驗(yàn)中初見成效，如能在雞的飼喂方面取得進(jìn)展，將對雞糞資源化技術(shù)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。文章首發(fā)http://www.r6855.cn/轉(zhuǎn)載請注明出處！

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