劉紅民 1,劉 碩 1,李慶華 2,楊玉芝 2
(1.葉縣畜牧局,河南葉縣467200;2.河南德鄰生物制品有限公司)
益生菌發(fā)酵處理畜禽糞便的技術(shù)與方法
劉紅民 1,劉碩 1,李慶華 2,楊玉芝 2
(1.葉縣畜牧局,河南葉縣467200;2.河南德鄰生物制品有限公司)
糞便惡臭主要來源于飼料中蛋白質(zhì)的代謝終產(chǎn)物,或糞便中代謝產(chǎn)物和殘留養(yǎng)分經(jīng)細(xì)菌分解產(chǎn)生的惡臭物質(zhì)。畜舍臭氣是由糞便厭氧分解、肛門排泄和家畜呼吸產(chǎn)生的。
氣味物質(zhì)主要有碳、氮和硫元素組成,只有少數(shù)的氣體物質(zhì)是無機(jī)化合物,如氨、磷和硫化氫。大多數(shù)的氣味物質(zhì)是低分子脂肪酸、胺類、醛類、酮類、醚類、鹵代羥以及脂肪族的、芳香族的、雜環(huán)的氮或硫化物等有機(jī)物。發(fā)酵過程中蛋白質(zhì)、氨基酸會(huì)因微生物的活動(dòng)而進(jìn)行脫羧作用和脫氨作用,這是發(fā)酵過程臭味產(chǎn)生的主要因素。脫羧作用在pH值4~5的條件下產(chǎn)生胺及硫化物;在高pH值條件下,氨基酸脫氨產(chǎn)生NH3和揮發(fā)性脂肪酸。硫化氫溶于水呈酸性,pH值越高,溶解越多,釋放越少;NH3溶于水呈堿性,pH值越低,溶解越多,釋放越少。許多研究者對(duì)畜禽糞便發(fā)酵產(chǎn)生的惡臭成分進(jìn)行了鑒定,發(fā)現(xiàn)惡臭成分較多,但通常大致分為三類:含硫的化合物(硫化氫、甲硫醇、甲基硫醚),含氮化合物(氮、三甲胺)及碳、氫、氧組成的化合物(低級(jí)醇、醛、脂肪酸等)。其中H2S和NH3是臭味的主要組成成分。研究表明,家畜糞尿中惡臭物質(zhì)有揮發(fā)性脂肪酸、酸類、醇類、酚類、醛類、酮類、脂類、胺類、硫醇類及含氮雜環(huán)化合物等組成,如甲烷、有機(jī)酸、各類醇類、氨、乙烯醇、硫化氫、甲胺、三甲基氨、吲哚、臭味素等,帶有各種臭味和酸味。最臭的9種化合物依次為:甲硫醇、2-丙硫醇、2-丙烯-1-硫醇、2,3-丁二酮、苯乙酸、乙硫醇、4-甲基酚、硫化氫和1-辛烯-3-酮。此外,H2S和NH3等是惡臭物質(zhì)的無機(jī)成分,NH3是由含氮有機(jī)物分解而來,H2S是由含硫有機(jī)物分解而來;二者都和飼料中蛋白質(zhì)含量及家畜消化率有關(guān),一般用H2S、NH3和CO2濃度表示畜舍的臭氣含量。CO2是由家畜呼吸及碳水化合物有氧分解產(chǎn)生的,它表示空氣的污染程度,是一個(gè)間接指標(biāo)。
畜禽體內(nèi)的微生物主要是通過消化道排出體外的,糞便是微生物的主要載體。大量實(shí)踐表明,由于畜禽糞便的堆放,最終會(huì)導(dǎo)致畜禽傳染病和寄生蟲病的蔓延與發(fā)展。糞便中的病原微生物在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)可以維持其感染性,如多殺性巴氏桿菌在室溫條件下的糞便中,其傳染性可維持34d,馬立克氏病毒可維持100d,禽流感病毒在4℃可維持30~35d。據(jù)對(duì)局部環(huán)境污染較為嚴(yán)重的規(guī)?;B(yǎng)豬場(chǎng)調(diào)查,其傳染性胃腸炎、支原體病的發(fā)病率高達(dá)50%以上。這不僅對(duì)畜禽的生產(chǎn)力水平及生存的條件產(chǎn)生嚴(yán)重影響,更重要的是畜禽糞便能引起人畜共患病的傳播與感染。此外,由于養(yǎng)殖場(chǎng)普遍使用抗生素,造成動(dòng)物體內(nèi)耐藥細(xì)菌數(shù)量增加,隨著污水和糞便的排放,帶有耐藥基因的菌株進(jìn)入環(huán)境,其抗性基因可能通過轉(zhuǎn)化與傳導(dǎo)等作用轉(zhuǎn)移至人類病原菌,威脅人類健康。
3.1益生菌發(fā)酵處理糞便的技術(shù)
益生菌發(fā)酵劑是復(fù)合微生物菌群“生態(tài)發(fā)酵劑”。它是由好氧微生物和厭氧微生物、酵母菌類、光合細(xì)菌類、發(fā)酵用的絲狀菌類、革蘭氏陽性菌、放線菌組成,具有凈化環(huán)境、除臭的功能?!吧鷳B(tài)發(fā)酵劑”降解臭氣的方法具有物理、化學(xué)法無可比擬的優(yōu)越性,益生菌除臭基本上分三個(gè)過程,首先是部分臭氣由氣相轉(zhuǎn)換為液相的傳質(zhì)過程;第二是溶于水的臭氣通過微生物的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜被微生物吸收,不溶于水的臭氣溶性物質(zhì)再滲入細(xì)胞;第三是臭氣進(jìn)入細(xì)胞后,在體內(nèi)作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)分解、利用,使臭氣得以去除。
從益生菌除臭的原理得知,益生菌除臭是多種微生物共同作用的結(jié)果。多種微生物共同作用更有利于吸收分解產(chǎn)生的SO2、H2S、CH4等具有惡臭的有害氣體。同時(shí)這些微生物又可以產(chǎn)生無機(jī)酸,形成不利于腐敗微生物生活的酸性環(huán)境,并從根本上降解分解時(shí)產(chǎn)生惡臭氣體的物質(zhì)。
3.2益生菌發(fā)酵處理糞便的工藝流程與方法
小型規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)和散養(yǎng)戶沒有發(fā)酵罐,可采用的工藝流程如下:畜禽糞便→添加輔料→接種發(fā)酵劑→堆積→發(fā)酵→利用。發(fā)酵方法如下動(dòng)物糞便單獨(dú)或按一定的比例秸稈混合,即發(fā)酵物水分應(yīng)控制在40%~50%,以手握成團(tuán),用力擠壓沒有水滲出指縫,松開手輕扣即松即可;1 m3發(fā)酵物加200~300g發(fā)酵劑,混合攪拌均勻密閉堆積發(fā)酵,夏、秋季堆高0.5~0.8m,發(fā)酵7~10d,冬、春季堆高0.8~1.2m,發(fā)酵15~30d。發(fā)酵完成后,物料疏松,無原有臭味,略有氨味,肥堆表面均勻分布白色菌絲,表示完全腐熟,烘干后利用。
中大型養(yǎng)殖企業(yè)可采用快速無害化發(fā)酵機(jī),工藝流程如下:畜禽糞便→添加輔料→預(yù)熱罐→發(fā)酵罐→接種發(fā)酵劑→快速發(fā)酵→堆積二次發(fā)酵→利用。發(fā)酵方法如下:動(dòng)物糞便單獨(dú)或按一定的比例與秸稈混合,即發(fā)酵物水分應(yīng)控制在40%~50%為宜,以手握成團(tuán),用力擠壓沒有水滲出指縫,松開手輕扣即松即可;將發(fā)酵物輸送到預(yù)熱罐,待溫度達(dá)到40℃后輸送到發(fā)酵罐,按1m3發(fā)酵物加200~300g發(fā)酵劑,混合攪拌均勻快速發(fā)酵15h,輸出到發(fā)酵池進(jìn)行二次堆積發(fā)酵,發(fā)酵完成后,物料疏松,無原有臭味,略有氨味,肥堆表面均勻分布白色菌絲,表示完全腐熟,后烘干制作顆粒有機(jī)肥。遂平縣某20萬只蛋雞場(chǎng)就是采用此方法,效果比較理想,一是消除了糞便的臭味,二是消滅了糞便中的病原體,又提高了土壤肥力。
總之,畜禽糞便不加處理,必引發(fā)空氣、水環(huán)境和土壤的污染,可致使農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)滯后甚至受到破壞,益生菌發(fā)酵技術(shù)對(duì)畜禽糞便的發(fā)酵處理是遵循“資源化、減量化、無害化、生態(tài)化”的原則,使畜禽糞便得到多層次的循環(huán)利用,有效地解決了養(yǎng)殖業(yè)環(huán)境污染問題,應(yīng)大力推廣。□
S851.2+4
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1004-5090201504-0043-02
2015-03-25)