【博龍畜牧機械】罐式高溫好氧發酵技術和設備的應用現狀與前景
發布時間：2022-01-13
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行業分析
作為農業循環經濟的核心，我國畜牧產業已經從數量、規模發展階段進入到質量效率提升、布局優化和完善的階段。其中，畜禽養殖糞便的合理化處理（利用）是養殖業治理和規范的重中之重，要綜合考慮以下幾個方面因素：種植業特別是作物種植的需要；土壤改良及環境保護需要；資源轉化的利用率和經濟性。
在兼顧環保和種植業對生物肥料的需要并改變糧食增產過度依賴化肥、而化肥大量施用對土壤和生態產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眼點。
好氧發酵技術和設備的發展歷程
傳統的好氧發酵即肥料化利用方式主要是堆肥，即簡單初步調控好氧微生物生存環境、通過其繁殖實現的發酵過程，常見有條垛式、溝槽式(配合翻拋)等，各自有優缺點及適用范圍。近幾年，一種把發酵過程整體放在容器中，專業為好氧微生物規模繁殖提供良好條件、滿足并完善好氧微生物的需要、促進好氧發酵過程的有效進行，從而實現糞便批量且快速發酵轉化為有機肥料的方式越來越多地得到應用。
早在上世紀末，我國就有人在利用高溫好氧發酵罐對畜禽糞便進行發酵制作有機肥料方面做了探索和實踐，依據好氧菌的繁殖代謝原理，制作出了罐式好氧發酵設備，可以說是目前高溫好氧發酵罐的雛形。據了解，日本、韓國及我國臺灣很早就開始規模應用這種罐式高溫好氧發酵技術對畜禽養殖糞便等有機廢棄物進行處理利用。國內(大陸地區)盡管早就有嘗試，但規模應用開始于近兩三年時間。設備生產企業也隨著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)從事高溫好氧發酵罐生產的企業有近百家，加上一些銷售公司采用OEM方式定制，市場上品牌及型號超過了二百個。而在三四年前，這個數字還是個位數。
困擾發酵罐生產應用的因素和亟待解決的問題
設備缺乏權威標準，用戶選擇時無從參考
雖然罐式高溫好氧發酵技術以前有過應用嘗試，但是一直沒有得到大力發展，相應的設備也沒有得到普及和充分完善；近幾年剛剛開始規模應用，限于多方面因素，目前尚沒有權威性的國家標準或者行業標準出臺，這就導致設備的生產制造缺乏規范，質量和性能難以得到有效控制和保證。
商家過分宣傳，用戶難以準確判斷
發酵罐應用起步雖然晚，但是恰逢當前的特殊形勢，市場需求突然增加，但是由于信息不對稱，眾多廠商的宣傳令人眼花繚亂，用戶難以做出準確判斷,感覺無從下手。例如：有的宣稱自己的設備“無排放”，有的宣傳“使用我的設備發酵得到的肥料每噸價格(比用其他設備)高若干元”等等，甚至個別廠家宣稱自己的設備是“一比一模仿發達國家生產的”等等。針對這些說法，用戶需要知道的是，由于物料在發酵過程中是呈弱堿性的，而在這種pH值環境下,蛋白質中的部分NH4+分解產生游離狀態的NH3，可見發酵過程中首先是會有氨氣產生的；另一方面，因物料的成分差別及罐體內部物理環境的不同，以好氧發酵為主的過程可能會伴有其它小級別的比較復雜的生化反應。因此，大規模生產中排出的尾氣不會像實驗室試驗一樣僅僅只有二氧化碳和水蒸氣。發酵產物的售價會不會因菌種不同而不同呢？如果從發酵過程、發酵產物及應用來分析，似乎是個比較復雜的問題，涉及到很多專業知識。實際上用戶完全可以通過實地考察來驗證，例如因為運輸費用的原因，各地有機肥料的市場價格有比較大的差別，但是在同一地區，價格是有可比性的。對此有疑問的用戶完全可以通過走訪當地使用不同設備的廠家來進一步了解情況、自己做出判斷。至于說“一比一仿制于某某國家或者地區的”，這種說法更是需要推敲，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、是不是研發或者加工能力方面實力雄厚的公司在運營？理智分析，市場容量的預期往往會影響制造廠家的研發和改進熱情，進而左右他們的投入及產品技術含量。因此，切記不要盲從，還是應該讓事實來說話。改革開放40年來，我國的工業生產能力和水平舉世矚目，對于這些國內需求量大、技術要求并不難理解的設備，我們的研發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，關注設備或者產品本身的質量，比關注產地或者出處，更有現實意義。
產品需要遵從基本規律不斷完善和優化
充分滿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，切不可盲人摸象，顧此失彼。特別需要指出的是，個別廠家片面增加設備容積、自以為“容積大了,處理能力就一定會大”，向客戶宣傳“我的產品發酵罐內部容積大，總價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”兩個截然不同的概念，會嚴重誤導用戶。
發酵腐熟產物的檢測技術和方法手段不能滿足需要
根據目前現行的《NY525-2012國家有機肥標準》，發酵腐熟的產物需經過檢測，符合該標準的規定，才能定義為有機肥或者進行下一步深加工。但目前一方面檢測機構不足、用戶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，常規的檢測技術和手段時效性不強，從送樣到拿到檢測報告常常需要2~3周甚至更長時間，會給肥料工業化規模生產帶來諸多不便之處。
大形勢下潛在市場需要激發企業的進入熱情
目前進入的生產企業已經近百家，并且其中絕大部分是一兩年內剛剛進入的。盡管事關環保大計、發酵罐被認為是朝陽行業，但是短期內魚龍混雜的行業狀態必將導致競爭的加劇，行業的洗牌與產品的完善一直在同步進行中，特別是短時間內巨大的市場需求可能會更進一步加劇企業洗牌的激烈度和規模，紛繁無序的狀態可能仍將持續且緩慢改觀。可以預見的是，未來一段時間內，行業內出現一些有影響力的品牌，注重產品質量、重視研發和服務的企業會脫穎而出；那些希望在大環境中“賺一票就走”的企業會逐漸被市場淘汰。但是，不可忽視的是，當前的旺盛市場可能會延長這個過程，盡管只是時間問題。
罐式高溫好氧發酵設備的合理選擇
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，盡管從研發完善上，需要從千頭萬緒中篩選技術細節和方案，工作量繁瑣巨大。但是在應用方面，帶著挑剔的眼光來旁觀、成為使用專家并不難。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境。使用者只須牢牢把握這個原則，去仔細了解自己關注的設備是怎樣落實就夠了。比如,同樣的壓力下，怎樣才能保證加入大量的(氧氣)空氣？相應的各個環節和細節是怎樣落實的？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,特別是進一步了解一下，季節變化及外界環境不同的情況下，其設計對性能的保持有沒有影響？在機械設計方面，關注一下關系平穩運行的相關細節，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后，需要關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，即詳細了解各廠家產品的設計和制造工藝，看看它們有沒有區別。這些區別對發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題和答案再跟進深挖一下。
第三，不要想當然地認為設備的罐倉容積決定了處理能力，因為良好的環境需要綜合性因素來實現。可以逆向考慮一下：假如真的是這樣，理論上設備可以任意做成需要的規格了，為什么那些進入行業久、產品賣得多的廠家反而沒有這樣做呢？
第四，從產品的設計制造及維護保養角度出發，考慮萬一設備出現故障的情況下，維修是不是相對簡單方便？例如，發酵罐的主軸和棘輪是非常重要的組件，日常運轉中承受著巨大的扭力，目前綜合平衡材料與成本方面不可能保證其不出現問題，那么，萬一出現損壞？維修工作怎樣進行？是不是需返廠？現場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家，實際上，沒有哪一個認真做事的廠家會無條件答應。而且，當前情況下，如果原料中重金屬含量超標，設備廠家也是無能為力的。因為盡管發酵是一個生化反應過程，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物理過程，是無法改變其性質的。未來，隨著科技進步，也許會有更好的方案或者工藝，但是現在，這樣的要求是沒有實際意義的。
后充分利用對使用現場的考察。
(1)設備真實的處理能力。即每天加入原料的準確數量，這個不要依靠咨詢，而是要盡可能多地做一些調查工作，切實掌握真實可靠的數據。
(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酵。
(3)設備的實際耗電量。一方面，可以咨詢使用單位，因為很多單位都是為發酵罐單獨架設電源，理論上能夠掌握設備的耗電量。另一方面，通過觀察正在運行設備的電流表、根據上面顯示的工作電流數值，計算設備的瞬時功率，也能初步了解設備的實際耗電量。
(4)寒冷季節設備表現。這一點非常重要且關鍵！很多時候，到場觀察的設備可能正處于理想的運行情況下，但是如果是環境不理想，比如寒冷季節呢？這個切忌想當然，一定要從實際處理能力(處理量)和發酵質量(即腐熟料的質量)兩方面入手，了解真實的情況。
(5)設備運行的穩定性及廠家的售后服務質量。需要了解設備出現故障的幾率以及出現故障后廠家的維修保證能力和水平。
毫無疑問，作為一種新型處理方式，高溫好氧發酵罐的出現為養殖糞污處理提供了新的思路和體驗，發展應用的前景廣闊且值得期待，但是當前供應廠商魚龍混雜，提供的產品良莠不齊。因此，在尚沒有明確標準可參考、也沒有特別值得信賴的品牌出現之前，選擇發酵罐時一定要慎之又慎，切不可草率決定，以免帶來后期隱患。目前個別廠商急功近利，不從根本上下功夫、提升產品性能，而是把精力和工作放在了所謂的營銷上，這一點是很值得警惕的。
總體上，從傳統的堆肥到集約、有效的罐式發酵，我國養殖業的糞污肥料化利用正走上一條適合規模生產并能夠復制的道路，結合種植行業對肥料的迫切需要、對土壤改良的要求和環保產業對大氣及環境治理的需要，有效轉化且排放低微生物滅活的罐式高溫好氧發酵技術將會在生產中越來越得到重視，相應的設備也必將在應用中進一步得到完善和提高。
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