牛粪本身是一种很好的有机肥料来源，除富含大量有机质和氮磷钾及其它微量元素等植物必要的营养元素外，还含有各种生物酶和微生物。牛粪制成肥料后，能起着化肥不可替代的作用，有利于提高土壤的有机质和肥力，改良土壤结构，改善土壤理化环境和微生物环境。但是，若将未经堆肥腐熟的粪便直接施入农田则危害极大，将会消耗作物根际土壤中的氧，产生高温灼伤作物根系（俗称“烧苗”），并产生病原菌有害物质，不仅无法达到应有的增肥效果，而且还会导致土壤、水体、大气及农产品二次污染，给食品安全生产和生态环境带来严重隐患。所以牛粪必须经过堆肥腐熟稳定和无害化处理后才能施用。牛粪堆肥后可以根据需要进一步加工成粉状有机肥和颗粒状有机肥产品，或者掺入化肥制成各种有机无机复混肥产品，实现商品化生产。

   1 牛粪堆肥与制肥生产工艺

   1.1 原料好氧堆肥工艺

          传统的堆肥为自然堆肥法，无需设备但占地大，腐熟慢，品质差、效率低、劳动强度大、周围环境恶劣。现代好氧堆肥是利用堆肥设备和发酵菌种使牛粪等在有氧条件下利用好氧微生物作用达到稳定化、无害化、进而转变为优质肥的方法。比较而言，好氧堆肥具有工艺简单、投资少、运行费用低的特点，能有效杀灭病原微生物，是一种安全、有效、经济的合理处置方式。

         一般情况下，牛粪原料碳氮比19-23:1，基本适合堆肥要求，但牛粪的水分状况差别则很大。规模饲养场牛粪水分高达60-80%，堆肥前需采取措施降低水分至50-60%。牛粪水分调整建议采用回料掺混方式降低水分，即向高水分的牛粪料堆中添加已经发酵好的低水分牛粪物料（水分约30%），两种干湿料混合后可有效降低总体堆肥原料水分，该预处理方式的优点是原料获取容易，处理成本低。如果鲜牛粪水分高达80%以上，降低水分的方式还可以采用牛粪固液分离和添加辅料调节水分等方法。

       比较适宜的牛粪好氧堆肥工艺方式主要有一下两种：

      （1）条垛式堆肥工艺：将水分调整合适的物料按照一定高度和宽度分层铺成条垛状，条垛平行排列在露天或室内的平坦的堆肥场上，最好采用高效率的专业翻堆机骑跨在料堆上连续翻堆作业。料堆界面形状为类半圆形：宽2-3米，高0.8-1.5米，长度不限。该工艺特点：机械翻堆作业机动性强，采用条垛料堆利于堆肥后期的水分散失；对土建要求低，不需配套发酵槽，可在室外堆制，节省建筑投资；堆肥场地面积需要相对大一些；北方地区室外堆肥冬季保温性差，堆肥周期需要延长；露天堆肥时雨季料堆易受影响，建议有条件的可以加盖遮雨棚。

     （2）太阳能发酵槽式堆肥工艺：将水分调整合适的物料通过布料车或铲车铺放在太阳能堆肥车间发酵槽内。发酵槽的适宜高度1.0-2.0米，宽度6-20米，长度50-200米不等，可按照参考养牛场占地面积和地块形状来确定。该工艺特点：可实现发酵槽一端进料另一端出料的连续式发酵工艺，也可以实现满槽式批次发酵工艺；采用强制性机械翻抛增氧和管路通风充氧曝气；太阳能堆肥车间具有较好的升温和保温效果及调控功能，一年四季都可以进行堆肥生产。考虑到牛粪的物料特性，为节省投资，南方地区也可以以遮雨棚替代太阳能堆肥车间。

        根据牛粪原料水分情况，可以选择上述一种堆肥工艺，也可以将两种堆肥工艺结合起来堆肥。如先将牛粪移至条垛堆肥场区，加入菌种进行条垛式发酵，以降低水分，再通过槽式堆肥方式完成高温堆肥，无害化后进行二次发酵陈化并进一步促使有机养分进一步腐殖质化和矿质化，彻底陈化腐熟。两种工艺结合设备投资略增，但堆肥效率和品质有所提高。

1.2 商品有机肥制肥工艺

      堆肥后的牛粪实现了无害化和稳定化处理，达到了作为有机肥资源化利用的基本条件，但还没有达到进入市场商品化销售的程度，其应用效果和使用范围尚有一定的局限，因此有必要将堆肥物料通过后续的制肥供给进一步加工成为具有商品性质的粉状或颗粒状的有机肥和有机无机复混肥等产品。

     国内外在有机肥生产和应用方式上有较大不同。国外通常的做法是利用专用撒肥施到种植地块，原因是农场自身附属有堆肥场所和大面积的种植地，可以实现种养物料的小范围的自我循环。我国国情则不一样，绝大部分的堆肥加工厂是独立运营的，没有自身的种植地块，有的还独立于奶牛场，往往产品销售半径几十到几百公里不等，有的更远达数千公里，这就要求有机肥产品必须具有耐储存、易运输的特点，达到市场商品流通储运的要求。

    由于堆肥产品总体养分偏低，只能作一部分底肥使用，与现有的农艺种植习惯和作物需肥特性存在差异。所以有必要将有机肥中加入一部分氮、磷、钾大量元素肥料制成商品有机-无机复混肥。有机-无机复混肥基于有机肥和无机肥的双重特性，即具有有机肥的肥效长、改良土壤、活化土壤中无机养分的特点，又具有无机肥料养分高、肥效快的特点，优势互补，弥补了各自缺陷，达到肥料速效与长效合一。因此，有机肥厂的规划设计时通常将有机-无机复混肥作为主导产品，兼顾生产有机肥产品。

       有机肥产品可以制成颗粒状，也可以制成粉状，取决于市场需求。为了均衡养分，适合运输和储存，建议将有机无机复混肥加工成颗粒状产品，颗粒形状有圆柱形、圆球状。成品颗粒含水率要求为：有机肥≤30%，有机-无机复混肥≤12%

      商品有机肥制肥工艺主要包括：

     （1）粉状有机肥料生产线：

           翻堆机----铲车----铲车料仓----皮带输送机----粉碎机----皮带输送机----滚筒筛----皮带输送机----自动包装机----成品

      （2）粒状有机肥料（生物有机肥、复混肥料）生产线：

          翻堆机----铲车----自动配料仓----粉碎机----搅拌机----造粒机----筛分机----包膜机----包装机

         单条生产线设备生产能力以1吨-10吨/小时为宜，过小则达不到经济规模，过大则增加原料和成本运储难度。

2 设备配置与功能特点

    在确定了有机肥产品及有机-无机复混肥产品加工工艺后，设备配套的合理性就显得十分重要。设备配置的原则是：设备布局流畅，结果紧凑，尽量节省空间，降低建筑土建投资；适应牛粪物料特性，设备结实耐用，维修量小，系统耗能低，运行成本低；设备操作方便，尽量减少人工操作的误差，减轻劳动强度。一下是根据多个有机肥工程实践经验总结后提出的设备配置建议，分别介绍如下：

    2.1 好氧堆肥发酵设备

        2.1.1 条垛翻堆机

             条垛翻堆作业建议采用专业的翻堆机，替代高强度人工翻堆或铲车翻堆。机械化高效连续翻堆作业可显著改善三角形或梯形料堆的通风供氧，从而加快物料发酵腐熟和去除水分。该翻堆机一般应具有破碎、搅拌、翻抛和堆垛功能。其结构特点表现为：翻抛滚筒可液压升降，便于调节地隙；滚筒螺旋叶片可拆卸，维修更换便捷；采用液压马达驱动履带，附着力好，接地比压下，地面通过能力强；采用履带行走占地少，转弯灵活，可以原地掉头，提高物料堆放场地利用率。

    2.1.2 槽式堆肥设备

           包括槽式翻抛机、布料机、移行机及太阳能发酵车间等。

          槽式翻抛机工作幅宽以6米以上为宜，强烈建议不要选择6米一下的槽式翻堆机。一般料层高度0.8-2.0米。翻抛机可在发酵槽轨道上行走，边走边对物料进行翻抛，破碎和混合，促使物料快速发酵，升温，使物料内部的水分能够快速蒸发散失。翻抛机应能实现快速空驶移动，具有自动控制作业功能。翻抛机配套布料机和移行机可以显著提高作业效率。布料机可以将发酵原料均匀地分层铺洒在发酵槽内。移行机可将翻抛机和布料机从一下发酵槽移到另一个发酵槽轮流作业，提高设备利用率，实践证明，效果很好。

2.2 商品有机肥加工生产线设备

 2.2.1 配料粉碎混合系统

         本系统作用是将堆肥后的物料和氮磷钾无机肥料及其他添加物等各种原料按一定比例进行粉碎、配比和混合。根据多年经验，设备配套建议如下；采用立式粉碎机粉碎牛粪堆肥物不易粘壁，不易堵塞，多层紊流链锤结构改善粉碎性能；采用连续式自动配料系统适合有机原料的动态计量及配料控制；混合作业配置双轴连续式混合机，密封性好，粘湿物料不易在搅拌轴根部粘附。

 2.2.2 制粒成型系统

         本系统的作用是将粉碎配料混合完备后的物料制成颗粒。制粒可采用搅齿式造粒机，其优点是造粒速度较快，效率很高。缺点是强制挤压力较小，需要配合大功率粉碎设备。也可选用平模制粒机，其优点是：原料适应性广，尤其适合有机物料，对原料密度、原料水分要求宽泛，原料不需要烘干；压辊直径大，模板可正反面使用，物料均布于压缩室内，造粒稳定，颗粒成型率高，成品颗粒外观均匀不易破碎；整个制粒成型过程不加水，节省后续颗粒烘干成本；原料粉碎细度要求不高，制粒原料（堆肥后）一般不需要粉碎，细小石子能直接碾碎。其缺点是维护成本很高。由于牛粪纤维含量高，建议不要选用圆盘造粒机。

2.2.3 筛分及回料系统

        从制粒成型系统输出的颗粒料，粒径有一定差异，需要筛分分级。选用的回转式是筛分机要求振动小、噪音低、换筛方便，且装有筛面清理装置。

       建议配备自动回料系统，筛分不合格的大、小颗粒物料，经过皮带输送机输送倒出来，重新粉碎后送至制粒机继续造粒，有助于提高生产线的连续作业能力。

2.2.4 颗粒烘干系统

        本系统作用是将筛分后的颗粒和进一步去除水分，到达有机肥含水率的标准要求。颗粒烘干一般采用高效率的滚筒式烘干机，烘干同时改善颗粒成型。

2.2.5 颗粒冷却系统

       本系统的作用是实现烘千后颗粒物料的冷却，有助于颗粒储存保质。从烘干机输出的热颗粒物料从上方进入到逆流冷却器内，干燥空气在冷却风机的作用，由冷却器的下部进入，与由上部落下的湿热颗粒进行充分的冷热交换。经过冷却后的颗粒温度与环境温度之差小于 5°C。具有气动系统控制的摆动式翻板卸料机构，卸料速度可调，卸料均匀、流畅。与滚简冷却机冷却有机肥相比，逆流冷却器的优点是：占地少，价格低，冷却效果好。

2.2.6 包膜系统

   颗粒冷却后，做生物有机肥，或者复合微生物肥料，或者特殊有机肥料，可以通过自吸喷雾设备，向包膜机中喷酒附着物，以提高产品外观或者内在品质。

2.2.7 成品打包系统

         冷却后的颗粒物料，经过斗式提升机输送进入到成品仓内。颗粒物料通过自动打包称实现定量称量和包装。自动包装秤，采用微电脑控制，可实现多量程的计量，具有称量精度高、自动夹包、缝包、自动去皮重和检测功能，其优点是人工打包所不能比拟的。

2.2.8  控制系统

        整个生产线设备众多，为保证连续化生产的正常有序，控制系统推荐采用中央控制室集中显示、集中控制和现场控制相结合的方式，在控制室里设置控制柜、带有模拟屏的操纵台和计算机系统。通过模拟屏可对设备实现启停操作，对于相距较远的制粒机等设备配备有现场控制柜，便于现场操作。通过计算机按配方实时控制配料混合系统，可动态监测设备运行状态，具有配方和批次的设置、修改、存储功能，具有各种不同物料和总产量的班、日、月报表生成和打印功能，方便生产管理。