堆肥三要素之二——透气性控制
2012-07-17 10:33 荷斯坦奶农俱乐部网 访问量:574 | [ 字号:大 中 小 ] |
周学彬 上海牧冠企业发展有限公司
保持适当的水分和孔隙率是平衡堆肥过程的重要手段。
堆肥三要素
利用畜禽粪便来制作有机堆肥时,当进入发酵过程后,堆肥的水分、透气性、温度就成为关键控制因素。通常把水、气、温称为堆肥三要素!三者相互影响、互为关联。我们应当这么来理解:通透性的调节是基础、水分调节是关键、温度调节是保证!
保持适当的水分和孔隙率是平衡堆肥过程的重要手段。要保证足够的生物稳定性,必须有足够的水分含量,但不能高到由于自由通气孔隙量减少而导致氧气传输量下降的状态,进而降低生物活性。
另外,适当的水分和自由通气孔隙量有利于生产干燥的堆肥产品,易于储存和运输。当然在实际操作中是不可能使所有的控制因素同时达到最佳的,所以有时需要相互协调。
容重
水分调节可改善通气性,同时也可调节容重。相同的水分条件下,容重(比重)越小,堆肥化过程中的温度上升越快。
在现场,可以参考容重判定通气性的改善效果。例如,通过在一定容积的水桶中装满材料,计量重量,能够简便的测定容重。
粒径
堆肥物料的分解主要发生在颗粒的表面或接近颗粒表面的地方,由于氧气可以扩散进入包裹颗粒的水膜,所以这些地方有足够的氧气保证有氧代谢的需求。
在相同体积或质量的情况下,小颗粒要比大颗粒有更大的表面积。所以如果供氧充足,小颗粒物料一般降解的要快一些。实验证明,将堆肥物料加以粉碎后,可以使降解速率提高2倍以上。
一般推荐的颗粒粒径为1.3~7.6mm,这个区间的下限适用于通风或连续翻堆的堆肥系统,上限适用于静态堆垛或其他静态通风堆肥系统。
对湿基质进行结构调整时,调理剂的粒径大小也会起到非常重要的作用。如果调理剂粒径过小,会导致难以达到预期的自由通气孔隙,并可能使混合基质固相体积不易达标。例如,有些堆肥系统由于使用粒径很小的木屑(粉末状),导致混合基质呈饱和泥状,由于缺少空隙而易发生厌氧反应。
为规范调理剂的使用,美国等地规定木屑应不少于总固相的65%,95%可以通过12mm筛,而通过2.33mm的应小于50%;有些地方规定粗木屑占总固相的50%~70%,95%可以通过12.5mm筛,通过4.75mm的应小于20%。同时,对粒径大的颗粒进行限制是为了避免最后的产品颗粒过大而需过筛。如果堆肥产品应用于园艺或在草坪、花园上施用时粒径一般不要大于10mm。
总之,小颗粒调理剂如木屑等易于生物降解,但从结构角度来看,应避免使用过多的小颗粒。
透气性
堆肥过程中,透气性即物料的供氧状况是通过温度和气味来反映。堆肥温度的异常变化或有臭味、异味产生,就说明透气性发生了问题。
工业化堆肥一般不太可能通过空气的自然渗透来满足堆肥有机物生化反应对氧气的需要,必须采取相应的辅助增氧措施,目前常用的是采用翻堆或强制通风(曝气)方式。
通过翻堆或强制通风,不仅可以提供堆肥生化反应所需的氧气;而且还能由于散热而将水分带走。所以堆肥化过程不仅是堆肥有机物氧化还原的过程,同时也是堆肥水分逐渐散失的过程,这一点对高水分的有机物料尤为重要,有利于降低后期干燥成本。
条垛式堆肥由于堆体与空气的接触面大,一般通过翻堆就能满足其透气性需要。但由于堆高不高(约50cm),所需占地面积较大。而山东某牧场使用德国进口的自走式条垛翻堆机,由于堆高2米,且宽近4米,用户发现其顶部和侧面升温较好,但中部及底部升温较差!虽经加强通风(加装鼓风机),但效果仍未满意。
槽式堆肥则由于堆体大特别是堆高,与空气接触面相对较小,需要采用翻堆或(和)强制通风的办法来满足其供氧需要。
翻堆和强制通风的频率及次数应该视物料性质和堆温变化来确定,正常情况下只需每天翻堆一次,强制通风也可采取间歇式方式,每天上午及下午各一次,每次10~30分钟,通风流量参照每分钟每立方需0.05~0.2m3的值,并根据物料性质、混合物物料比重等确定。
而现场执行的情况,往往与专家学者所描述的有所不同!通常前3天堆料才能堆满一个槽,然后第4天才铺上辅料开始第一次翻堆,由于翻堆前这3~4天属于厌氧发酵,升温慢!且有臭味!这一翻堆,温度下降、臭味外溢!往往又等3~4天升温后,才敢翻第二次,结果是时间拉长,效果不佳!由于怕破坏槽的土建及翻堆机的刀具,一般离地约10cm,加上槽立面3侧(两旁及后端)均为死角。
若是使用鼓风机来加强通风的用户,则是面临易堵塞通风口及风量不均匀的问题!查看大多数学者的研究报告,一般都是不超过1立方的小堆体。如此,才易控制风量、风速及确保试验进行和成功!而这与现场大堆体的实际状况差别很大。也就是为何大家看了许多报告,但帮助不大的原因。
固液分离后的渣,水分虽然高达75%,但由于透气性较佳,配合使用易利捷,完全可以直接使用。就能节约调整材的成本!
【下一篇将继续与大家探讨温度】
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