牛糞本身是一種很好的有機肥料來源，除富含大量有機質(zhì)和氮磷鉀及其它微量元素等植物必要的營養(yǎng)元素外，還含有各種生物酶和微生物。牛糞制成肥料后，能起著化肥不可替代的作用，有利于提高土壤的有機質(zhì)和肥力，改良土壤結(jié)構(gòu)，改善土壤理化環(huán)境和微生物環(huán)境。但是，若將未經(jīng)堆肥腐熟的糞便直接施入農(nóng)田則危害極大，將會消耗作物根際土壤中的氧，產(chǎn)生高溫灼傷作物根系（俗稱“燒苗”），并產(chǎn)生病原菌有害物質(zhì)，不僅無法達(dá)到應(yīng)有的增肥效果，而且還會導(dǎo)致土壤、水體、大氣及農(nóng)產(chǎn)品二次污染，給食品安全生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境帶來嚴(yán)重隱患。所以牛糞必須經(jīng)過堆肥腐熟穩(wěn)定和無害化處理后才能施用。牛糞堆肥后可以根據(jù)需要進一步加工成粉狀有機肥和顆粒狀有機肥產(chǎn)品，或者摻入化肥制成各種有機無機復(fù)混肥產(chǎn)品，實現(xiàn)商品化生產(chǎn)。

   1 牛糞堆肥與制肥生產(chǎn)工藝

   1.1 原料好氧堆肥工藝

          傳統(tǒng)的堆肥為自然堆肥法，無需設(shè)備但占地大，腐熟慢，品質(zhì)差、效率低、勞動強度大、周圍環(huán)境惡劣?，F(xiàn)代好氧堆肥是利用堆肥設(shè)備和發(fā)酵菌種使牛糞等在有氧條件下利用好氧微生物作用達(dá)到穩(wěn)定化、無害化、進而轉(zhuǎn)變?yōu)閮?yōu)質(zhì)肥的方法。比較而言，好氧堆肥具有工藝簡單、投資少、運行費用低的特點，能有效殺滅病原微生物，是一種安全、有效、經(jīng)濟的合理處置方式。

         一般情況下，牛糞原料碳氮比19-23:1，基本適合堆肥要求，但牛糞的水分狀況差別則很大。規(guī)模飼養(yǎng)場牛糞水分高達(dá)60-80%，堆肥前需采取措施降低水分至50-60%。牛糞水分調(diào)整建議采用回料摻混方式降低水分，即向高水分的牛糞料堆中添加已經(jīng)發(fā)酵好的低水分牛糞物料（水分約30%），兩種干濕料混合后可有效降低總體堆肥原料水分，該預(yù)處理方式的優(yōu)點是原料獲取容易，處理成本低。如果鮮牛糞水分高達(dá)80%以上，降低水分的方式還可以采用牛糞固液分離和添加輔料調(diào)節(jié)水分等方法。

       比較適宜的牛糞好氧堆肥工藝方式主要有一下兩種：

      （1）條垛式堆肥工藝：將水分調(diào)整合適的物料按照一定高度和寬度分層鋪成條垛狀，條垛平行排列在露天或室內(nèi)的平坦的堆肥場上，最好采用高效率的專業(yè)翻堆機騎跨在料堆上連續(xù)翻堆作業(yè)。料堆界面形狀為類半圓形：寬2-3米，高0.8-1.5米，長度不限。該工藝特點：機械翻堆作業(yè)機動性強，采用條垛料堆利于堆肥后期的水分散失；對土建要求低，不需配套發(fā)酵槽，可在室外堆制，節(jié)省建筑投資；堆肥場地面積需要相對大一些；北方地區(qū)室外堆肥冬季保溫性差，堆肥周期需要延長；露天堆肥時雨季料堆易受影響，建議有條件的可以加蓋遮雨棚。

     （2）太陽能發(fā)酵槽式堆肥工藝：將水分調(diào)整合適的物料通過布料車或鏟車鋪放在太陽能堆肥車間發(fā)酵槽內(nèi)。發(fā)酵槽的適宜高度1.0-2.0米，寬度6-20米，長度50-200米不等，可按照參考養(yǎng)牛場占地面積和地塊形狀來確定。該工藝特點：可實現(xiàn)發(fā)酵槽一端進料另一端出料的連續(xù)式發(fā)酵工藝，也可以實現(xiàn)滿槽式批次發(fā)酵工藝；采用強制性機械翻拋增氧和管路通風(fēng)充氧曝氣；太陽能堆肥車間具有較好的升溫和保溫效果及調(diào)控功能，一年四季都可以進行堆肥生產(chǎn)?？紤]到牛糞的物料特性，為節(jié)省投資，南方地區(qū)也可以以遮雨棚替代太陽能堆肥車間。

        根據(jù)牛糞原料水分情況，可以選擇上述一種堆肥工藝，也可以將兩種堆肥工藝結(jié)合起來堆肥。如先將牛糞移至條垛堆肥場區(qū)，加入菌種進行條垛式發(fā)酵，以降低水分，再通過槽式堆肥方式完成高溫堆肥，無害化后進行二次發(fā)酵陳化并進一步促使有機養(yǎng)分進一步腐殖質(zhì)化和礦質(zhì)化，徹底陳化腐熟。兩種工藝結(jié)合設(shè)備投資略增，但堆肥效率和品質(zhì)有所提高。

1.2 商品有機肥制肥工藝

      堆肥后的牛糞實現(xiàn)了無害化和穩(wěn)定化處理，達(dá)到了作為有機肥資源化利用的基本條件，但還沒有達(dá)到進入市場商品化銷售的程度，其應(yīng)用效果和使用范圍尚有一定的局限，因此有必要將堆肥物料通過后續(xù)的制肥供給進一步加工成為具有商品性質(zhì)的粉狀或顆粒狀的有機肥和有機無機復(fù)混肥等產(chǎn)品。

     國內(nèi)外在有機肥生產(chǎn)和應(yīng)用方式上有較大不同。國外通常的做法是利用專用撒肥施到種植地塊，原因是農(nóng)場自身附屬有堆肥場所和大面積的種植地，可以實現(xiàn)種養(yǎng)物料的小范圍的自我循環(huán)。我國國情則不一樣，絕大部分的堆肥加工廠是獨立運營的，沒有自身的種植地塊，有的還獨立于奶牛場，往往產(chǎn)品銷售半徑幾十到幾百公里不等，有的更遠(yuǎn)達(dá)數(shù)千公里，這就要求有機肥產(chǎn)品必須具有耐儲存、易運輸?shù)奶攸c，達(dá)到市場商品流通儲運的要求。

    由于堆肥產(chǎn)品總體養(yǎng)分偏低，只能作一部分底肥使用，與現(xiàn)有的農(nóng)藝種植習(xí)慣和作物需肥特性存在差異。所以有必要將有機肥中加入一部分氮、磷、鉀大量元素肥料制成商品有機-無機復(fù)混肥。有機-無機復(fù)混肥基于有機肥和無機肥的雙重特性，即具有有機肥的肥效長、改良土壤、活化土壤中無機養(yǎng)分的特點，又具有無機肥料養(yǎng)分高、肥效快的特點，優(yōu)勢互補，彌補了各自缺陷，達(dá)到肥料速效與長效合一。因此，有機肥廠的規(guī)劃設(shè)計時通常將有機-無機復(fù)混肥作為主導(dǎo)產(chǎn)品，兼顧生產(chǎn)有機肥產(chǎn)品。

       有機肥產(chǎn)品可以制成顆粒狀，也可以制成粉狀，取決于市場需求。為了均衡養(yǎng)分，適合運輸和儲存，建議將有機無機復(fù)混肥加工成顆粒狀產(chǎn)品，顆粒形狀有圓柱形、圓球狀。成品顆粒含水率要求為：有機肥≤30%，有機-無機復(fù)混肥≤12%

      商品有機肥制肥工藝主要包括：

     （1）粉狀有機肥料生產(chǎn)線：

           翻堆機----鏟車----鏟車料倉----皮帶輸送機----粉碎機----皮帶輸送機----滾筒篩----皮帶輸送機----自動包裝機----成品

      （2）粒狀有機肥料（生物有機肥、復(fù)混肥料）生產(chǎn)線：

          翻堆機----鏟車----自動配料倉----粉碎機----攪拌機----造粒機----篩分機----包膜機----包裝機

         單條生產(chǎn)線設(shè)備生產(chǎn)能力以1噸-10噸/小時為宜，過小則達(dá)不到經(jīng)濟規(guī)模，過大則增加原料和成本運儲難度。

2 設(shè)備配置與功能特點

    在確定了有機肥產(chǎn)品及有機-無機復(fù)混肥產(chǎn)品加工工藝后，設(shè)備配套的合理性就顯得十分重要。設(shè)備配置的原則是：設(shè)備布局流暢，結(jié)果緊湊，盡量節(jié)省空間，降低建筑土建投資；適應(yīng)牛糞物料特性，設(shè)備結(jié)實耐用，維修量小，系統(tǒng)耗能低，運行成本低；設(shè)備操作方便，盡量減少人工操作的誤差，減輕勞動強度。一下是根據(jù)多個有機肥工程實踐經(jīng)驗總結(jié)后提出的設(shè)備配置建議，分別介紹如下：

    2.1 好氧堆肥發(fā)酵設(shè)備

        2.1.1 條垛翻堆機

             條垛翻堆作業(yè)建議采用專業(yè)的翻堆機，替代高強度人工翻堆或鏟車翻堆。機械化高效連續(xù)翻堆作業(yè)可顯著改善三角形或梯形料堆的通風(fēng)供氧，從而加快物料發(fā)酵腐熟和去除水分。該翻堆機一般應(yīng)具有破碎、攪拌、翻拋和堆垛功能。其結(jié)構(gòu)特點表現(xiàn)為：翻拋滾筒可液壓升降，便于調(diào)節(jié)地隙；滾筒螺旋葉片可拆卸，維修更換便捷；采用液壓馬達(dá)驅(qū)動履帶，附著力好，接地比壓下，地面通過能力強；采用履帶行走占地少，轉(zhuǎn)彎靈活，可以原地掉頭，提高物料堆放場地利用率。

    2.1.2 槽式堆肥設(shè)備

           包括槽式翻拋機、布料機、移行機及太陽能發(fā)酵車間等。

          槽式翻拋機工作幅寬以6米以上為宜，強烈建議不要選擇6米一下的槽式翻堆機。一般料層高度0.8-2.0米。翻拋機可在發(fā)酵槽軌道上行走，邊走邊對物料進行翻拋，破碎和混合，促使物料快速發(fā)酵，升溫，使物料內(nèi)部的水分能夠快速蒸發(fā)散失。翻拋機應(yīng)能實現(xiàn)快速空駛移動，具有自動控制作業(yè)功能。翻拋機配套布料機和移行機可以顯著提高作業(yè)效率。布料機可以將發(fā)酵原料均勻地分層鋪灑在發(fā)酵槽內(nèi)。移行機可將翻拋機和布料機從一下發(fā)酵槽移到另一個發(fā)酵槽輪流作業(yè)，提高設(shè)備利用率，實踐證明，效果很好。

2.2 商品有機肥加工生產(chǎn)線設(shè)備

 2.2.1 配料粉碎混合系統(tǒng)

         本系統(tǒng)作用是將堆肥后的物料和氮磷鉀無機肥料及其他添加物等各種原料按一定比例進行粉碎、配比和混合。根據(jù)多年經(jīng)驗，設(shè)備配套建議如下；采用立式粉碎機粉碎牛糞堆肥物不易粘壁，不易堵塞，多層紊流鏈錘結(jié)構(gòu)改善粉碎性能；采用連續(xù)式自動配料系統(tǒng)適合有機原料的動態(tài)計量及配料控制；混合作業(yè)配置雙軸連續(xù)式混合機，密封性好，粘濕物料不易在攪拌軸根部粘附。

 2.2.2 制粒成型系統(tǒng)

         本系統(tǒng)的作用是將粉碎配料混合完備后的物料制成顆粒。制粒可采用攪齒式造粒機，其優(yōu)點是造粒速度較快，效率很高。缺點是強制擠壓力較小，需要配合大功率粉碎設(shè)備。也可選用平模制粒機，其優(yōu)點是：原料適應(yīng)性廣，尤其適合有機物料，對原料密度、原料水分要求寬泛，原料不需要烘干；壓輥直徑大，模板可正反面使用，物料均布于壓縮室內(nèi)，造粒穩(wěn)定，顆粒成型率高，成品顆粒外觀均勻不易破碎；整個制粒成型過程不加水，節(jié)省后續(xù)顆粒烘干成本；原料粉碎細(xì)度要求不高，制粒原料（堆肥后）一般不需要粉碎，細(xì)小石子能直接碾碎。其缺點是維護成本很高。由于牛糞纖維含量高，建議不要選用圓盤造粒機。

2.2.3 篩分及回料系統(tǒng)

        從制粒成型系統(tǒng)輸出的顆粒料，粒徑有一定差異，需要篩分分級。選用的回轉(zhuǎn)式是篩分機要求振動小、噪音低、換篩方便，且裝有篩面清理裝置。

       建議配備自動回料系統(tǒng)，篩分不合格的大、小顆粒物料，經(jīng)過皮帶輸送機輸送倒出來，重新粉碎后送至制粒機繼續(xù)造粒，有助于提高生產(chǎn)線的連續(xù)作業(yè)能力。

2.2.4 顆粒烘干系統(tǒng)

        本系統(tǒng)作用是將篩分后的顆粒和進一步去除水分，到達(dá)有機肥含水率的標(biāo)準(zhǔn)要求。顆粒烘干一般采用高效率的滾筒式烘干機，烘干同時改善顆粒成型。

2.2.5 顆粒冷卻系統(tǒng)

       本系統(tǒng)的作用是實現(xiàn)烘千后顆粒物料的冷卻，有助于顆粒儲存保質(zhì)。從烘干機輸出的熱顆粒物料從上方進入到逆流冷卻器內(nèi)，干燥空氣在冷卻風(fēng)機的作用，由冷卻器的下部進入，與由上部落下的濕熱顆粒進行充分的冷熱交換。經(jīng)過冷卻后的顆粒溫度與環(huán)境溫度之差小于 5°C。具有氣動系統(tǒng)控制的擺動式翻板卸料機構(gòu)，卸料速度可調(diào)，卸料均勻、流暢。與滾簡冷卻機冷卻有機肥相比，逆流冷卻器的優(yōu)點是：占地少，價格低，冷卻效果好。

2.2.6 包膜系統(tǒng)

   顆粒冷卻后，做生物有機肥，或者復(fù)合微生物肥料，或者特殊有機肥料，可以通過自吸噴霧設(shè)備，向包膜機中噴酒附著物，以提高產(chǎn)品外觀或者內(nèi)在品質(zhì)。

2.2.7 成品打包系統(tǒng)

         冷卻后的顆粒物料，經(jīng)過斗式提升機輸送進入到成品倉內(nèi)。顆粒物料通過自動打包稱實現(xiàn)定量稱量和包裝。自動包裝秤，采用微電腦控制，可實現(xiàn)多量程的計量，具有稱量精度高、自動夾包、縫包、自動去皮重和檢測功能，其優(yōu)點是人工打包所不能比擬的。

2.2.8  控制系統(tǒng)

        整個生產(chǎn)線設(shè)備眾多，為保證連續(xù)化生產(chǎn)的正常有序，控制系統(tǒng)推薦采用中央控制室集中顯示、集中控制和現(xiàn)場控制相結(jié)合的方式，在控制室里設(shè)置控制柜、帶有模擬屏的操縱臺和計算機系統(tǒng)。通過模擬屏可對設(shè)備實現(xiàn)啟停操作，對于相距較遠(yuǎn)的制粒機等設(shè)備配備有現(xiàn)場控制柜，便于現(xiàn)場操作。通過計算機按配方實時控制配料混合系統(tǒng)，可動態(tài)監(jiān)測設(shè)備運行狀態(tài)，具有配方和批次的設(shè)置、修改、存儲功能，具有各種不同物料和總產(chǎn)量的班、日、月報表生成和打印功能，方便生產(chǎn)管理。