文│李有志 馮濤 薄永恒（山東省獸藥質(zhì)量檢驗(yàn)所、山東省畜產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)測(cè)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）

微生物巢技術(shù)是針對(duì)高濃度養(yǎng)殖糞污處理研發(fā)的一項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，具有獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)（發(fā)明專利：一種利用復(fù)合微生物巢處理糞水的方法ZL2014 1 96029.6）。該技術(shù)無須固液分離，具有投資少、無臭味、資源化、零排放等顯著優(yōu)點(diǎn)。

本文旨在提供一種高濃度養(yǎng)殖糞污微生物巢處理技術(shù)，從概念提出入手，深入闡述了反應(yīng)機(jī)理，詳細(xì)敘述了整個(gè)工藝流程，對(duì)涉及的發(fā)酵槽、墊料和操作等技術(shù)指標(biāo)做了詳細(xì)介紹，提出了技術(shù)使用中的關(guān)鍵控制點(diǎn)和注意事項(xiàng)。

一、概念與機(jī)理

微生物巢技術(shù)是在養(yǎng)殖舍外建設(shè)微生物發(fā)酵槽，在發(fā)酵槽內(nèi)鋪設(shè)墊料，通過添加專用型高效復(fù)合菌劑，制成消納糞污的微生物反應(yīng)堆。糞污均勻噴灑到反應(yīng)堆上，通過翻拋機(jī)翻拌，好氧發(fā)酵實(shí)現(xiàn)無害化的一種糞污資源化處理技術(shù)。

該技術(shù)是基于生物發(fā)酵原理的好氧生物處理，它以蜂巢概念為基本模型，利用鋸末、稻殼和作物秸稈等農(nóng)作物下腳料為礎(chǔ)料，當(dāng)把一定量的糞水注入反應(yīng)堆后，微生物把糞水中含碳氮的大分子有機(jī)物分解掉，并逐漸轉(zhuǎn)化為腐殖酸、氨態(tài)氮和硝態(tài)氮等易于植物吸收的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)釋放出大量熱能（最高溫度可達(dá)到80℃），巢系統(tǒng)始終保持著動(dòng)態(tài)膠著性，整個(gè)反應(yīng)堆儼然一個(gè)巨大蓬松的蜂巢。經(jīng)過微生物巢的持續(xù)分解，新加入糞水的固形物被微生物有效“吃掉”，液體則以高溫蒸發(fā)模式蒸發(fā)掉，從而實(shí)現(xiàn)了養(yǎng)殖場(chǎng)糞水的持續(xù)清理。微生物巢活性降低后，整個(gè)巢又是最好的有機(jī)肥資源，可供苗木、花卉和林果等經(jīng)濟(jì)作物使用，從而實(shí)現(xiàn)了資源和效益的最大化。

二、主要技術(shù)工藝

該工藝規(guī)定了微生物巢技術(shù)的選址布局、建設(shè)要求、微生物巢制作、微生物巢管理、有機(jī)肥制作等方面的要求。

1.選址與布局。微生物巢技術(shù)建設(shè)一般為地上式，選擇養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)隔離區(qū)的空閑區(qū)域，選址與布局應(yīng)符合NY/T 682-2003要求。

2.設(shè)施建設(shè)。

（1）陽光棚建設(shè)。陽光棚檐高不低于4米，結(jié)構(gòu)形式宜為輕鋼結(jié)構(gòu)，建筑材料應(yīng)采用防腐材料。屋頂應(yīng)采用透光、防水材料，并設(shè)計(jì)一定數(shù)量的透氣窗，周邊用保溫隔熱材料制成卷簾，以保證冬季保暖。

（2）集污池建設(shè)。集污池宜建在靠近微生物巢的位置，要配套相應(yīng)的防雨、防滲、防溢流設(shè)施，建設(shè)要求按照GB/T 26624-2011執(zhí)行。

（3）發(fā)酵槽建設(shè)。發(fā)酵槽位于陽光棚中部位置，可以按處理規(guī)模設(shè)多個(gè)發(fā)酵槽，每個(gè)槽建議寬度5～10米、高度1.5～2米、長(zhǎng)度60～100米。槽邊用磚砌成，混凝土水泥防滲地面，發(fā)酵槽兩邊設(shè)置翻拋機(jī)軌道。

（4）儀器設(shè)備。翻拋機(jī)、移位機(jī)、攪拌機(jī)、泥漿泵、卷繞式等濃度自動(dòng)噴灑計(jì)量裝置、溫度計(jì)、鏈?zhǔn)綕窳戏鬯闄C(jī)、連接管道等。配套設(shè)置相應(yīng)的電氣控制、電路控制系統(tǒng)，具體按GB 5226.1執(zhí)行。

（5）糞污的收集與貯存。養(yǎng)殖場(chǎng)糞污通過管道或其他方式集中到集污池中，集污池應(yīng)有微生物巢設(shè)計(jì)處理規(guī)模1.5倍以上的貯存空間。 集污池應(yīng)設(shè)置循環(huán)攪拌裝置，確保糞污均勻，不產(chǎn)生沉淀。

3.微生物巢制作。

（1）物料選擇。礎(chǔ)料選擇的原則：稻殼、鋸末以及當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物秸稈、下腳料等，價(jià)格低廉、供應(yīng)穩(wěn)定。單一物料無腐爛、無霉變、無污染、無異味、無生物安全隱患。

礎(chǔ)料碳氮比（C/N）應(yīng)大于25∶1，優(yōu)先選擇碳氮比高的原料作礎(chǔ)料，原料碳氮比見表1。

表1 主要墊料原料碳氮比

（2）原料準(zhǔn)備。底料為稻殼、玉米芯、作物秸稈的粉碎物，粒度5～10毫米、2.5～5毫米，厚20～30微米。

墊料為鋸末、粗糠或食用菌廢棄物的粉碎物，粒度5～10毫米、2.5～5毫米，厚20～300微米。

混料為麩皮、海藻粉或豆粕粉，粒度5～10毫米、2.5～5毫米，厚20～300微米。

（3）均勻物料。每立方米墊料原料添加復(fù)合微生物菌劑0.5～2千克，混勻用來制作微生物巢墊料，墊料濕度以40%～50%為宜。

均勻混料。每立方米混料原料添加復(fù)合微生物菌劑0.3～1千克，混勻用來制作微生物巢混料，混料濕度以40%～50%為宜。

分層墊料。在反應(yīng)池底層鋪墊100～160厘米厚的底料，然后在底料層上表面鋪設(shè)8～20厘米厚的墊料，上層鋪設(shè)制作好的均勻混料。

（4）物料組合。見表2。

（5）微生物巢。配制好的發(fā)酵物料，在未加入糞水之前，噴灑清水至含水率45%～55%，進(jìn)行堆積發(fā)酵。堆積發(fā)酵60～90小時(shí)后，反應(yīng)堆表面20厘米以下的溫度達(dá)到60℃以上，制得微生物巢。

4.微生物巢管理。

（1）工藝管理。 反應(yīng)堆每天翻拋1～2次，翻拋深度應(yīng)達(dá)到反應(yīng)槽底部，夏季可適當(dāng)增加翻拋次數(shù)，冬季可適當(dāng)減少翻拋次數(shù)。

翻拋機(jī)翻拋過程中自動(dòng)噴灑糞水，每立方米反應(yīng)堆添加糞水宜控制在13～20千克，密切觀察微生物巢反應(yīng)情況，避免死床情況出現(xiàn)。

（2）濕度管理。 糞污應(yīng)均勻噴灑在反應(yīng)堆墊料表面。翻拋應(yīng)在糞水噴灑后一段時(shí)間進(jìn)行，反應(yīng)堆含水率控制在50%～65%。

（3）溫度管理。每天測(cè)定反應(yīng)堆溫度，控制反應(yīng)堆表面20厘米左右部位溫度在55～75℃。

溫度過低或過高時(shí)可通過以下方式處理：加大翻拋的頻次，增加墊料的透氣性；通過調(diào)節(jié)糞污的添加頻次或添加量，保持反應(yīng)堆碳氮比在合理范圍；補(bǔ)充墊料和復(fù)合菌劑，使反應(yīng)堆始終保持合理的厚度和反應(yīng)效率。

5.墊料和菌劑補(bǔ)充。

（1）墊料補(bǔ)充。當(dāng)墊料減少量達(dá)到10%或技術(shù)指標(biāo)要求補(bǔ)充時(shí)，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充墊料。加入的新墊料應(yīng)與反應(yīng)堆墊料充分混合，均勻一致。

（2）菌劑補(bǔ)充。根據(jù)復(fù)合菌劑說明書要求或按技術(shù)指標(biāo)需要補(bǔ)充時(shí)，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充菌劑。

6.微生物巢失活。微生物巢按使用目標(biāo)差異分為兩種類型，一種是以生產(chǎn)有機(jī)肥為目的，使用周期一般在2個(gè)月左右；另一種是純粹以處理糞污為目的，使用周期可達(dá)2年以上。

（1）判斷指標(biāo)。到達(dá)2個(gè)月左右的使用時(shí)間后，停止墊料和菌種補(bǔ)充，等待糞污處理能力下降。

高溫段明顯上移到表層，處理糞污能力降低，反應(yīng)堆墊料水分達(dá)到70%以上，反應(yīng)堆出現(xiàn)臭味。

（2）失活處理。微生物巢失活后，應(yīng)把堆料整體從發(fā)酵槽出清，堆料是生產(chǎn)有機(jī)肥的最佳原料，可以出售或堆積生產(chǎn)有機(jī)肥。（3）安全性檢測(cè)。經(jīng)試驗(yàn)，制作的肥料中未檢出大腸桿菌菌群，24小時(shí)與48小時(shí)的種子發(fā)芽率平均為87.9%和99.4%，與對(duì)照組相比無顯著差異。

表2 物料組合

三、討論與建議

通過本技術(shù)的應(yīng)用，建立了微生物巢技術(shù)進(jìn)行養(yǎng)殖糞污高效處理的技術(shù)規(guī)范，構(gòu)建了微生物巢處理糞污的工藝流程和管理關(guān)鍵參數(shù)體系，提出了進(jìn)行糞污處理過程中的墊料、濕度和溫度管控措施。但在技術(shù)推廣應(yīng)用中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1.正確選擇處理對(duì)象。微生物巢技術(shù)是針對(duì)高濃度養(yǎng)殖糞污處理的一項(xiàng)技術(shù)，一般要求處理糞污在COD≥8000毫克/升，以生豬“水泡糞”工藝、奶牛場(chǎng)和鴨場(chǎng)等糞污為主。糞污濃度過低不利于為微生物提供足夠的氮源，處理效率低。

2.合理設(shè)計(jì)發(fā)酵槽數(shù)量。按該技術(shù)目前的糞污處理能力，單位發(fā)酵槽的墊料容量以1000立方米為宜，平均處理能力為每立方米墊料日處理20千克糞污，可以根據(jù)養(yǎng)殖場(chǎng)日產(chǎn)生糞污量計(jì)算發(fā)酵槽數(shù)量。

3.堅(jiān)持源頭減量的原則。養(yǎng)殖場(chǎng)應(yīng)加大對(duì)先進(jìn)技術(shù)的推廣應(yīng)用，積極做好糞污源頭減排，嚴(yán)格控制養(yǎng)殖用水量，力求把糞污控制在較低水平，從而為后續(xù)處理打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

該技術(shù)已成功入選“2016年山東省泰山產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍人才工程”項(xiàng)目，團(tuán)隊(duì)在中國(guó)工程院院士印遇龍的帶領(lǐng)下，將主要從復(fù)合菌劑優(yōu)化、發(fā)酵墊料本地資源化、水蒸氣回收利用、熱能循環(huán)利用等方面開展重點(diǎn)攻關(guān)，以期提高技術(shù)的整體處理能力和效率。