美国畜禽养殖污染防治新技术-鸡粪干燥装置实例

目前，鸡粪的处理和开发利用的主要途径有：加工成再生饲料；加工生产优质鸡粪肥料和复合有机肥料；用作燃料———沼气发酵原料。关于鸡粪的处理技术，国内的传统做法是：将湿粪直接或仅自然风干，或者自然堆肥发酵后作为肥料施用；也有些人直接将鸡粪撒入鱼塘喂鱼。近年来，有人及养殖户采用塑料棚内晾干，地窖或塑料袋中青贮发酵等方式，将鸡粪制成再生饲料。但随着大中型规模化养鸡业的发展，鸡粪处理技术和设施也有了突飞猛进的发展，现将几种鸡粪处理技术归纳如下：

1.干燥处理

干燥是鸡粪处理的一个主要的方式，其目的不仅在于减少鸡粪中的水分，而且还要达到除臭和灭菌（如一些致病菌和寄生虫等）的功效。因此，干燥鸡粪能有效降低鸡粪对环境的污染。干燥后的鸡粪具有多种途径，如可作为燃料燃烧、加工成颗粒肥料或作为畜禽的饲料等。国外鸡粪干燥技术的研究始于20世纪60年代后期，而我国始于20世纪90年代末。目前主要的干燥方法有太阳能干燥、气流干燥、笼舍内干燥、微波干燥、发酵干燥、火力干燥等。

（1）太阳能干燥将鸡粪直接堆放在露天或送到塑料大棚、特定房屋内，在太阳光下晒干，或者加上搅拌机沿棚内两侧铺设的导轨往复运行，其搅拌杆正反转动，反复搅拌，可捣碎、搅拌和推送鸡粪，加快干燥速度，并利用风机强制排湿，粪层厚度小于15cm，可采用“全进全出”成批量或分段干燥的作业方式。

图3-1 搅拌机作业

太阳能干燥采用塑料大棚中形成的“温室效应”，充分利用太阳能来对鸡粪做干燥处理。湿鸡粪装入混凝土槽，搅拌装置沿着导轨在大棚内反复运行，并通过搅拌板的正反转动来捣碎、翻动和推送鸡粪。利用大棚内积蓄的太阳能使鸡粪中的水分蒸发出来，并通过强制通风排除大棚内的湿气，从而达到干燥鸡粪的目的。在利用太阳能做自然干燥时，有的采用一次干燥的工艺，也有的采用发酵处理后再干燥的工艺。在后一种工艺中，发酵和干燥分别在两个大槽中进行。鸡粪从鸡舍铲出后，每次送到发酵槽中，发酵槽上装有搅拌机（见图3-1），定期来回搅拌，每次能把鸡粪向前推进2m。经过20天左右，将发酵的鸡粪向前推送到腐熟槽内，在槽内静置10天，使鸡粪的含水量降为30%～40%。然后，把发酵鸡粪转到干燥槽中，通过频繁地搅拌和粉碎再将鸡粪干燥，最终可获得经过发酵处理的干鸡粪产品。这种产品用作肥料时，肥效比未经发酵的干燥鸡粪要好，使用时也不易产生问题。

（2）气流干燥有些鸡粪加水冲刷清粪，需要格栅和分离机分选出鸡毛等杂物后，经压滤机脱水，再用气流干燥机进一步干燥。另外，鸡粪中含有大量没有吸收的营养物质，鸡粪经高温处理后，作为肥水剂或培养基使用，可增加鸡粪的附加值。

（3）笼舍内干燥笼舍内干燥是国外先进技术：日本名古屋举办的第十八届国际养鸡博览会上展出鸡粪在鸡笼内进行初步蒸发干燥所需的鸡笼结构，其主要采用乳头式饮水器加防滴漏水杯水槽，平时不用水冲洗组合饮水器和鸡食槽，鸡粪中不掺入水分，笼内设置通风管，利用冷暖空气降低鸡粪含水量，高床式鸡舍使鸡粪掉落在笼下的栅条形等木架上，分层堆积干燥，使鸡粪含水量在70%以下，不黏手。目前美国针对笼养鸡也采用类似方法，使鸡粪自由掉落在鸡粪排污槽内，控制舍内饮水装置，减少漏水，利用禽舍通风技术降低鸡笼下面鸡粪排污槽内鸡粪的含水量（见图3-2）。

图3-2 笼养粪便处理

在国外最近推出的新型笼养设备中，都配置了笼内鸡粪干燥装置，适用于多层重叠式笼具。在这种饲养方式中，每层笼下面均有一条传送带承接鸡粪，并通过定时开动传送带来刮取并收集鸡粪。这种鸡粪干燥处理方法的核心就是直接将气流引向传送带上的鸡粪，使鸡粪在产出后得以迅速干燥。为了实现这一目标，有几种不同的处理工艺。加拿大一个养鸡场建造了一个粪便干燥室，把鸡舍排风管排出的热风全部集中到干燥室，干燥室中有从上到下交叉的8层输送带，鸡粪从最上层的输送带逐层下降到最下层，鸡粪就干燥了。另外，干燥室安装有—个大风机，把干燥过程中挥发出的水分抽出来。此种方法干燥后的鸡粪可以直接装包。美国目前通过改造鸡舍通风技术直接在鸡舍内将鸡粪干燥、装包，并在通风位置布设测臭气装置，监测结果显示臭味明显减少，其鸡舍的通风设施如图3-3所示。

图3-3 美国鸡舍通风措施

（4）微波干燥采用大型微波设备干燥鸡粪，利用微波的热效应提高鸡粪温度，蒸发其中的水分，同时利用微波的强大电场能破坏多种高分子的结构，引起蛋白质、核酸及生理活性物质的变性，达到杀菌灭虫的效果。微波干燥速度快，除臭和杀菌效果好，国外有很多微波干燥的例子，我国上海也曾试用过这一方法。采用微波干燥设备处理鸡粪是将鸡粪干燥处理后，经冷却、粉碎、搅拌、造粒等工艺，分别制成粉状或颗粒肥（饲）料。

（5）发酵干燥将含水量在70%以上的鲜鸡粪进行水分调节，用于自然干燥、烘干，加入木屑、秸秆（小麦秸秆、玉米秸秆）等使其含水量降至65%左右，然后进行有氧发酵处理。所谓有氧发酵处理粪便是在有氧条件下，利用自然微生物或接种微生物将有机物转化为二氧化碳与水，在适宜的温度、湿度及供氧充足的条件下，好气菌迅速繁殖，将粪中的有机物质大量分解成易被消化吸收的形式，同时释放出硫化氢、氨气等气体，在45～55℃下处理12h左右，可获得除臭、灭菌、灭虫的优质有机肥料和再生饲料的方法。为了完善粪便有氧发酵处理技术，减少处理中氨气的损失，各国科学家对除臭剂的选择、除臭技术及减少氨气损失的方法进行了大量的研究，并取得了显著成效。简单的有氧发酵处理主要是在粪床上搅拌或用铲土机堆捣后进行堆积发酵，发酵一般在20天左右，这一方式的温度高达70℃，可将致病菌和虫卵杀死。经过这一有氧发酵后，将鸡粪制成粉状肥料或加工成颗粒状肥料，用作花木和农田的有机肥，使用起来既卫生又方便。此方法的优点是投资少、方法简单易学，缺点是占地面积大、冬季发酵效率降低及辅料成本高。因此，一些发酵装置如雨后春笋般发展起来。

塔式发酵罐是一种立式、筒状发酵装置，如图3-4所示。罐体内层可以转动，起到搅拌作用，鸡粪与辅料从顶端加入，罐内安装加热装置，可对物料加热，罐内发酵温度可达到45～65℃，冬天也能正常发酵。发酵罐内层与外层之间有保温材料，释放出的气体经喷淋除臭达到无气味污染。此设备最大体积可达100m³，发酵周期为一周，每天可处理10万只鸡的排泄物。此设备的优点是处理量大，无二次污染；缺点是投资大，主设备价格在100万元以上。

图3-4 塔式发酵罐

卧式双层发酵罐为高温发酵处理装置，如图3-5所示。该发酵罐利用导热油进行加热，罐内具有搅拌装置。鸡粪与辅料（锯末等）、耐热益生菌混合后装入发酵罐，经80℃发酵8h，即可完成发酵。此类发酵罐的最大处理能力为100m³，每班次耗电2000kW。该装置的优点是发酵时间短，处理效率高，每台50m³发酵罐每天可处理100万只鸡的排泄物；缺点是电能消耗高，需要铺设专用电缆，主设备造价100万元左右。

图3-5 卧式高温鸡粪发酵罐

双相固体发酵机（见图3-6）是将鸡粪与辅料（麸皮等）、益生菌按一定比例混合后发酵，使其水分含量在60%左右，装入发酵罐内，35～45℃发酵24h，鸡粪变成黄绿色且有微酸香甜的气味时升温至80℃，灭活30min，装入密封袋保存。产品可做有机肥、肥水剂或饲料。该设备适于中小型养鸡场或养猪场使用。(www.xing528.com)

图3-6 双相固体发酵机

另外，还有一种发酵方式为充氧动态发酵机，主要用于生产鸡粪再生饲料，该发酵机采用“横卧式搅拌釜”结构，先将预干燥至含水量为45%的鸡粪、副料（其他饲料）及发酵菌种的混合料装入充氧动态发酵机内，通过在装置内部搅拌混合，充入热空气，使发酵机内温度始终保持在45～55℃，在充氧条件下快速发酵，发酵时间一般8～12h，同时进行装置内高温灭菌杀虫和干燥，制成粉状再生饲料，或者进一步加工成颗粒混合饲料。充氧动态发酵机采用搅拌釜结构，带有搅拌器、隔层热水套、热风供给装置及恒温控制装置等。

（6）快速连续干燥加工由广州市农机研究所、华南农业大学农业工程系联合设计的鸡粪干燥加工生产线是适合大中型养鸡场的配套装置。该加工生产线是将从鸡舍直接送来含水量小于80%的鲜鸡粪干燥、加工成便于储存和运输的商品化系列产品———散碎状、粉状或圆柱颗粒状的有机肥料或饲料。从湿料投放到成品包装的过程为机械连续作业，并配有除尘、废气净化等环境保护设施及余热回收利用等节能装置。经过处理的鸡粪，其养分保存率达90%，总蒸发量达550～650kg/h，设计处理量为湿鸡粪1t/h。

2.燃烧处理

日本将干燥后的鸡粪（含水量小于30%）用作燃料代替重油，这需要专门的燃烧鸡粪的装置。每克含水量为20%的鸡粪的燃烧热为12.5kJ，相当于重油0.3L。荷兰也成功研制出一种富有创造性的鸡粪处理方法，利用一套专门设备将鸡粪压缩脱水，使其体积缩小到原来的1/4，然后再把它制成直径为60mm，长度为200～300mm的粪条。将这些粪条放在燃烧装置内燃烧，产生的热量用于给鸡舍加温，以维持恒定的育雏温度。

3.沼气发酵

沼气发酵也叫厌氧发酵，是利用自然微生物或接种微生物在缺氧条件下将有机物转化为二氧化碳与甲烷的过程。其优点是处理的最终产物恶臭味减少，产生的甲烷可以作为能源使用。缺点是氨气挥发损失多，处理池体积大。为克服这些缺点，美国的俄亥俄州发明了一种厌氧消化器，可以有效地控制恶臭气体产生，大大缩短处理时间，而且其体积是厌氧处理池的百分之一。有学者研究发现，沼气发酵热量为2.3×10⁷J/m³，与城市煤气发热量基本相同，可以用其代替电、石油等能源。据有关报道称，每千克鸡粪可产沼气0.094～0.125m³，鸡粪发酵产生的沼气主要为燃料和照明用。但一次性投资过大，沼气池长期效果受温度影响较大，冬季产气量小，集约化畜禽场远离居民点，使沼气的利用遇到困难。因此，目前有学者研究了可移动的便携式组装沼气装置（见图3-7），可以处理小规模养鸡场的粪污，投资经费低，占地面积少，可以多个养鸡场共同使用。

图3-7 移动的便携式组装沼气装置

4.生化处理

生化处理主要采用一种联合发酵法：鸡粪中掺入一定量水使其成为稀浆状，经72h发酵，然后吸入一套蒸馏装置分解出酒精。酒精分解后剩下的“釜馏物”可放在一个标准甲烷发生器中蒸煮，而后生成甲烷和二氧化碳组成的“生物气体”，该气体经压缩后，由一台改良过的内燃机来发电。上述产气装置和蒸馏装置的废热能够用来加热发酵器、甲烷发生器及包括鸡舍在内的农场建筑物等。

5.生物转化

某些低等生物能分解鸡粪中的物质合成生物蛋白和多种营养物质，最终为人类所用。藻类能将畜禽粪便中的氮转化为蛋白质，并且繁殖速度快。沼气发酵后的厌氧发酵液倒入含有藻类的池塘，每年每公顷可产藻类11～15t。藻类可以制成藻粉，藻粉可作为畜禽的饲料。蝇等食粪类昆虫能有效地利用粪便，如每千克新鲜鸡粪能孵化0.5～1.0g蝇卵成蛹。蛹粉是良好的限制性氨基酸的主要来源，其氨基酸质量与肉和鱼粉相同，蛹粉也是雏鸡开食日粮中的蛋白质、氨基酸和矿物质的丰富来源。此外，一些微生物，如细菌和酵母菌通过有氧发酵能有效地利用鸡粪中的尿酸，使发酵终产物的粗蛋白含量达50%，其氨基酸成分与大豆相似，发酵后的鸡粪是很好的畜禽饲料。

6.热喷技术

热喷技术是一种能大批量处理畜禽粪便，使之转化为有机肥的技术。它可在短时间内除臭灭菌、杀虫卵和分解有机质等。热喷工艺是将新鲜鸡粪的含水量控制在30%以下，再装入密闭的膨化（热喷）设备中，加热至200℃，压力为1～1.5MPa，经过3～4min处理，迅速将鸡粪喷出，其容积比原来可增大30%左右。经此法处理的鸡粪饲料膨松适口，富有香味，可使有机质消化率提高10%，病原菌全部被杀死。该设备的优点是可以杀死病原菌，处理效率高；缺点是需要干鸡粪，需要有压力容器操作工。

7.再生饲料

鸡粪的再生利用途径很多，有再生能源的利用，有肥源的利用，也有饲料的再生利用，作为饲料的再生利用是鸡粪利用的主要手段。鸡粪中含有较高的可利用营养物质，这是由于鸡的生理特性决定的，鸡的消化道较短，对饲料的利用率低，一般消化利用率为30%左右，未完全消化的食物随粪便排出

小知识

脱水蛋鸡粪中干物质含量占89.05%±7.7%，粗蛋白占28.0%±3.2%，真蛋白占11.31%±0.41%，可消化蛋白占14.4%，粗纤维占12.7%±1.9%，粗脂肪8%～10%，无氨浸出物22%～46%，同时还含有所有必需氨基酸，其中有0.51%的赖氨酸和1.27%的蛋氨酸，其含量均超过玉米、高粱及大麦等谷物饲料。鸡粪中还含有钙、磷和丰富的铜、铁、锌、锰等微量元素及多种B族微生物，并且维生素B₁₂较多。

鸡粪经适当的加工后便可成为较好的饲料资源。20世纪50年代，国外对鸡粪的再生利用就开展了研究。鸡粪中粗蛋白含量较高，一般为25%～35%，高于一般的能量饲料中的粗蛋白含量，几乎与大豆相当，但鸡粪中真蛋白占粗蛋白的30%～50%，粗蛋白中的尿酸、氨、尿素等不宜被单胃动物所利用，但适宜被反刍动物瘤胃内的微生物直接利用，其消化率为85%左右。鸡粪经发酵处理后，非蛋白氮可被微生物利用合成菌体蛋白，进而被单胃动物利用。

鸡粪喂牛和羊的试验开展较早，有研究发现用鸡粪喂羔羊、犊牛和阉牛效果较好。也有学者发现，用占日粮10%～27%的干鸡粪作为氮补给饲料喂羔羊，其饲养效果等同于苜蓿粉。同时苏联和美国试验证明，在犊牛口粮中添加20%干鸡粪替代大豆粉，对犊牛的增重及胴体均无不良影响。干鸡粪作为饲料中的蛋白源可代替豆饼，保证鱼类正常生长。用鸡粪喂猪早已在我国农村开展。例如，江苏省一农民在10kg的苗猪饲料中加40%发酵鸡粪，苗猪每增重1kg，只需要2.36kg精饲料，节约50%的饲料投入量。日本和服蜀山种鸡场用干燥鸡粪三份加一份猪的混合料喂猪，育成一头猪仅需要混合料90kg，以后饲养量逐年增加，两年多，鸡粪共创造了6万多元的经济效益。鸡粪还能再次为鸡利用。有关报道显示，在常规饲料中加入干鸡粪喂养四周龄的小鸡，其中鸡粪加入量为5%～20%，试验组的体重和胴体质量与对照组无明显差异。总之，在畜禽饲料中添加一定量的鸡粪，对畜禽的体重和胴体质量等指标无明显不良影响，有时反而效果更好，鸡粪作为畜禽饲料来源能够缓解我国粮食不足、饲料缺乏、饲养成本过高的问题，能有效扩大畜牧业生产，取得良好的经济效益和社会效益。