摘要:為提高規(guī)?;i場(chǎng)糞污與病死豬尸體無(wú)害化處理效率,本文根據(jù)生物發(fā)酵處理技術(shù)特點(diǎn),分別從發(fā)酵設(shè)施建造、發(fā)酵床制作、堆肥發(fā)酵進(jìn)行分析,歸納出規(guī)模化豬場(chǎng)糞污與病死豬尸體生物發(fā)酵處理技術(shù)措施,以期為畜禽養(yǎng)殖廢棄物的無(wú)害化處理和資源化利用提供參考。
關(guān)鍵詞:規(guī)?;i場(chǎng);糞污;病死豬;生物發(fā)酵技術(shù)
近年來(lái),養(yǎng)豬業(yè)逐漸向規(guī)模化集約化方向迅速發(fā)展,規(guī)模化養(yǎng)豬有助于提升養(yǎng)殖收益,但規(guī)模化養(yǎng)豬同時(shí)會(huì)增加生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。規(guī)模化養(yǎng)殖模式密度大,養(yǎng)殖過(guò)程中產(chǎn)生的污水、糞便、尿液及病死豬等有機(jī)廢棄物增加,這些有機(jī)廢棄物的消納、處理和環(huán)境污染等問(wèn)題成為養(yǎng)豬業(yè)面臨的一大難題。
動(dòng)物糞污資源化利用方式主要有好氧堆肥發(fā)酵處理、厭氧發(fā)酵處理(沼氣化)、發(fā)酵床養(yǎng)殖[1]。病死豬無(wú)害化處理方式主要有深埋處理法、焚燒法、化制法、發(fā)酵法、化學(xué)處理法[2]。傳統(tǒng)模式將養(yǎng)豬場(chǎng)糞污與病死豬分開處理,而生物發(fā)酵處理技術(shù)是將養(yǎng)豬場(chǎng)產(chǎn)生的污水、糞便、尿液及病死豬等有機(jī)廢棄物與輔料混合發(fā)酵,通過(guò)發(fā)酵降解、高溫殺菌等轉(zhuǎn)化為可利用的有機(jī)肥。
1 發(fā)酵設(shè)施建造
1.1 選址
生物發(fā)酵池的建設(shè)要符合畜禽標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)建設(shè)要求,要選在離生活區(qū)相對(duì)較遠(yuǎn)的地方,位于養(yǎng)殖場(chǎng)下風(fēng)處,設(shè)置養(yǎng)殖廢棄物和尸體運(yùn)輸通道和防疫設(shè)施。
1.2 布局
生物發(fā)酵池應(yīng)根據(jù)規(guī)模豬場(chǎng)場(chǎng)地面積和飼養(yǎng)數(shù)量而定。形狀一般為長(zhǎng)方形或正方形,也可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)為其他形狀;根據(jù)地下水位高低可設(shè)置為地上或半地上,可以是單體發(fā)酵池或并列發(fā)酵池;發(fā)酵池深度一般在1.2 m以上,長(zhǎng)度根據(jù)規(guī)模豬場(chǎng)實(shí)際情況設(shè)定,發(fā)酵原料層厚度在1~1.2 m;生物發(fā)酵池應(yīng)做好防滲處理,上方需要建設(shè)配套的遮雨棚防止雨水進(jìn)入發(fā)酵池[3]。
2 發(fā)酵床制作
2.1 原料
生物發(fā)酵床的主要原料為豬糞便,另外需添加碳源,如作物秸稈、木屑等[4]。發(fā)酵原料應(yīng)無(wú)腐爛、污染、發(fā)霉、異味;降解慢、碳氮比高的原料優(yōu)先選擇,且碳氮比應(yīng)該大于25:1。
2.2 發(fā)酵菌種
通常在糞便堆肥過(guò)程中主要使用的菌種有芽孢桿菌、霉菌、假單胞菌等,動(dòng)物尸體堆肥過(guò)程中主要使用芽孢桿菌[5]。
發(fā)酵菌種含酵母菌、枯草桿菌和芽孢桿菌等,如嗜熱好氧桿菌(thermoaerobium)、東方伊薩酵母(issatchenkia orientalis)、枯草芽孢桿菌(bacillus subtilis)、硝化細(xì)菌(nitrifying bacteria)、雙歧桿菌(bifidobacterium)、嗜熱古菌(pyrococcus horikoshii)等[6]。
2.3 發(fā)酵床
將豬糞與等量的碳源物質(zhì)充分混合均勻后鋪放于發(fā)酵池。
應(yīng)該選擇高效、安全的微生物菌種,且有效活菌數(shù)量應(yīng)≥5×109 /g[7];使用前將發(fā)酵菌種按要求與適量米糠等營(yíng)養(yǎng)添加劑按比例預(yù)混合均勻進(jìn)行活化和擴(kuò)培。將墊料鋪放于發(fā)酵池內(nèi),墊料添加預(yù)混合后的菌種2 ~3 kg/m3并混勻,并使發(fā)酵床墊料含水量為60%左右,混合好的發(fā)酵墊料用手能捏成團(tuán),放開后自動(dòng)散開,手中潮濕即可。
3 堆肥發(fā)酵
發(fā)酵床添加菌種完畢后,進(jìn)行墊料的發(fā)酵,發(fā)酵堆體的溫度在50 ℃以上并維持此溫度3 d后方可使用。
3.1 病死豬處理
養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)死亡的豬及時(shí)撿拾出圈舍,由官方獸醫(yī)進(jìn)行初步判斷(確認(rèn)非重大動(dòng)物疫病或人畜共患病死亡),方可運(yùn)送至處理區(qū),病死豬的運(yùn)送按《病死動(dòng)物無(wú)害化處理技術(shù)規(guī)范》(農(nóng)醫(yī)發(fā)〔2013〕34號(hào))的要求執(zhí)行。
從發(fā)酵床的一端開始,在墊料中挖開一道可以容納病死豬的溝槽,深度距離底部地面20 cm以上;將病死豬尸體均勻地平鋪于開好的溝槽內(nèi),尸體層應(yīng)≤30 cm,尸體層上下墊料層厚度應(yīng)≥30 cm;一個(gè)溝槽填滿后,再開第二個(gè)溝槽,溝槽間隔應(yīng)大于30 cm,依次直至填滿整個(gè)發(fā)酵床;體重小于30 kg的豬尸體可直接埋入溝槽,對(duì)于體重大于30 kg的豬尸體要進(jìn)行分解或破碎處理后再埋入發(fā)酵床[8]。
3.2 發(fā)酵床管理
發(fā)酵處理設(shè)施應(yīng)該設(shè)置明顯的警示標(biāo)識(shí);定期檢查發(fā)酵床溫度、濕度情況,保持發(fā)酵床濕度在60%左右,發(fā)酵床內(nèi)部溫度應(yīng)不小于50 ℃;發(fā)酵處理過(guò)程中應(yīng)定期翻堆,一般夏季每隔6 d翻堆1次,冬季每隔15 d對(duì)病死豬掩埋區(qū)域進(jìn)行1次深翻;對(duì)于未分解的大塊骨頭定期檢出;根據(jù)發(fā)酵處理情況及時(shí)補(bǔ)充發(fā)酵床墊料,發(fā)酵床墊料損失不超過(guò)20 %;對(duì)發(fā)酵床池周邊環(huán)境進(jìn)行定期消毒,并做好發(fā)酵床管理記錄。
3.3 發(fā)酵過(guò)程檢測(cè)
生物發(fā)酵過(guò)程受到化學(xué)、物理、生物因素的影響,其中最主要的影響因子有pH值、溫度、濕度、碳氮比(C/N)等。
溫度直接反映了發(fā)酵床微生物活性及物料轉(zhuǎn)化,溫度的變化情況對(duì)生物發(fā)酵過(guò)程至關(guān)重要,同時(shí)發(fā)酵過(guò)程中的高溫也是殺滅有害菌的重要因素。pH值不影響發(fā)酵床中有機(jī)質(zhì)的降解,但pH值對(duì)微生物的生長(zhǎng)至關(guān)重要[9]。濕度是生物發(fā)酵得以進(jìn)行的重要指標(biāo),濕度過(guò)高則堆肥過(guò)程中的溫度難以維持;濕度過(guò)低,發(fā)酵床溶解性養(yǎng)分減少,影響微生物的生長(zhǎng),導(dǎo)致有機(jī)物分解過(guò)程減慢。碳源、氮源是微生物生長(zhǎng)所必需的,碳氮比是生物發(fā)酵性能的重要參數(shù),碳氮比過(guò)低會(huì)降低發(fā)酵床有機(jī)物的降解速度。生物發(fā)酵無(wú)害化處理技術(shù)通過(guò)發(fā)酵降解、高溫殺滅有害病原微生物(如大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等),而病原微生物的滅活效率則是衡量生物發(fā)酵處理病死動(dòng)物及堆肥品質(zhì)的關(guān)鍵。因此,在生物發(fā)酵過(guò)程中應(yīng)檢測(cè)發(fā)酵床的溫度、pH值、濕度、碳氮比(C/N)、病原微生物數(shù)量。
4 討論
4.1 生物發(fā)酵原料
生物發(fā)酵床制作所需要的輔料來(lái)源廣泛,種類多。如谷殼、木屑、養(yǎng)殖場(chǎng)動(dòng)物糞便、農(nóng)業(yè)廢棄物等,生物發(fā)酵床制作原料充足,價(jià)格便宜。李亞蘋等[10]以玉米秸稈、木屑、油菜秸稈、米糠為輔料,開展病死豬輔熱好氧發(fā)酵研究,結(jié)果顯示添加玉米秸稈、木屑和油菜秸稈加快了病死豬輔熱好氧發(fā)酵進(jìn)程,且病死豬輔熱好氧發(fā)酵的最佳輔料為木屑。
4.2 生物發(fā)酵菌種
添加微生物菌劑能改善發(fā)酵床堆體的微生物多樣性,能有效促進(jìn)有機(jī)物的降解進(jìn)而促進(jìn)生物發(fā)酵床堆體溫度升高,延長(zhǎng)生物發(fā)酵高溫時(shí)間,減少發(fā)酵所用時(shí)間,促進(jìn)原料腐殖質(zhì)形成。
嵇少澤等[11]從病死豬堆肥發(fā)酵樣品中篩選出能高效降解蛋白質(zhì)及脂肪的菌株,通過(guò)分離純化篩選出10株具有較高蛋白酶活性和脂肪酶活性的菌株,混合后構(gòu)建出5組病死豬堆肥高效降解復(fù)合菌體系。翟偉[12]從病死豬堆肥樣品中篩選出的蛋白酶產(chǎn)生菌和脂肪酶產(chǎn)生菌,具有較強(qiáng)降解能力且互相不存在拮抗性,將復(fù)合菌劑接種病死豬尸體進(jìn)行堆肥應(yīng)用效果評(píng)價(jià),結(jié)果顯示櫻桃樣芽孢桿菌屬(cerasibacillus)和香味菌屬(myroides)主導(dǎo)堆肥前期發(fā)酵和溫度升高,厚壁菌門(firmicutes-unclassified)、假糖球芽孢桿菌(pseudogracilibacillus)屬和芽孢桿菌(bacillus)則主導(dǎo)高溫及腐熟階段有機(jī)質(zhì)的分解。研究結(jié)果表明接種復(fù)合菌劑堆肥后,可以有效提高堆肥溫度,加速豬尸體分解,促進(jìn)腐熟度,有害病原微生物均被完全殺滅,滿足無(wú)害化處理標(biāo)準(zhǔn)的要求。平宇明等[13]研究結(jié)果顯示,厚壁菌門(芽孢八疊球菌屬、微小桿菌屬)、變形菌門(擬產(chǎn)堿菌屬)3種細(xì)菌是以玉米秸稈發(fā)酵為輔料的豬尸體生物發(fā)酵池中的優(yōu)勢(shì)菌群。王吉平等[14]研究結(jié)果表明在生物發(fā)酵法無(wú)害化處理病死豬過(guò)程中芽孢桿菌屬細(xì)菌為關(guān)鍵微生物,且主要功能種群是凝結(jié)芽孢桿菌類。
現(xiàn)階段規(guī)?;B(yǎng)殖場(chǎng)在生物發(fā)酵處理中通常采用商業(yè)復(fù)合菌劑,如群林發(fā)酵劑(主要由細(xì)菌、真菌復(fù)合而成,互不拮抗,協(xié)同作用),VT菌劑系列[5](主要由纖維素分解菌、固氮菌等復(fù)合而成),RW酵素劑(好氧發(fā)酵的菌劑,主要由細(xì)菌、真菌、酵母菌、絲狀菌等菌株及相關(guān)酶類復(fù)配而制成)。
4.3 生物發(fā)酵技術(shù)優(yōu)勢(shì)
生物發(fā)酵技術(shù)處理畜禽養(yǎng)殖廢棄物與病死動(dòng)物主要優(yōu)勢(shì)有輔料來(lái)源廣、種類多、價(jià)格便宜,技術(shù)簡(jiǎn)單、相對(duì)投資小,技術(shù)穩(wěn)定、無(wú)害、不會(huì)造成周圍生態(tài)環(huán)境污染,處理后的廢棄物能夠作為有機(jī)肥資源化利用。因此,生物發(fā)酵技術(shù)是一種較為理想的畜禽養(yǎng)殖廢棄物與病死動(dòng)物無(wú)害化處理技術(shù),也是現(xiàn)階段比較常用的無(wú)害化處理方法,具有較好的使用和推廣價(jià)值?!?/p>
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