單昊書，熊 鋒，代春華，張亦飛，何榮海

（1.鎮(zhèn)江市動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心，江蘇鎮(zhèn)江 212009；2.江蘇大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，江蘇鎮(zhèn)江 212013；3.江蘇科化環(huán)保設(shè)備有限公司，江蘇鎮(zhèn)江 212009）

采用微生物發(fā)酵法處理畜禽糞便是實(shí)現(xiàn)畜禽糞便資源化利用的有效途徑[1-2]。傳統(tǒng)農(nóng)家畜禽發(fā)酵多采用大棚堆肥發(fā)酵法或者垛形堆肥法，導(dǎo)致發(fā)酵需要占用較大面積，且內(nèi)部通氧不足，翻料困難、熱量易散失，發(fā)酵溫度低，影響了發(fā)酵菌種的生長(zhǎng)繁殖，使得發(fā)酵周期延長(zhǎng)[3-5]。采用固態(tài)發(fā)酵技術(shù)，既能實(shí)現(xiàn)畜禽就地發(fā)酵處理，節(jié)約發(fā)酵占地面積，又能高效快速地腐熟畜禽糞便，從而實(shí)現(xiàn)畜禽糞便的高效資源化利用，有效防治畜禽養(yǎng)殖糞污給環(huán)境帶來的污染，使得畜禽糞便變廢為寶，對(duì)推動(dòng)農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖污染治理具有重大意義[6-11]。

1 多層固態(tài)發(fā)酵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

多層固態(tài)發(fā)酵系統(tǒng)主要包含以下組成部分：

（1）儲(chǔ)料池。將畜禽糞便積累，從而使得畜禽糞便可以自然流動(dòng)到攪拌器。

（2）攪拌器。將畜禽糞便、秸稈、菌菇渣充分?jǐn)嚢?，調(diào)節(jié)畜禽糞便發(fā)酵物的水分。

（3）發(fā)酵系統(tǒng)。畜禽糞便在發(fā)酵系統(tǒng)中的多層料箱中進(jìn)行發(fā)酵，帶孔柵板和通氣管為發(fā)酵糞便提供氧氣，鏈輪連接的可翻動(dòng)?xùn)虐鍖?shí)現(xiàn)發(fā)酵物的均勻翻料。

（4）輸送帶。用于畜禽糞便發(fā)酵有機(jī)肥的運(yùn)輸裝車。

多層固態(tài)發(fā)酵系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 多層固態(tài)發(fā)酵系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)

多層固態(tài)發(fā)酵系統(tǒng)是集目前國(guó)內(nèi)同類型產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，克服一些不足之處研制出來的，產(chǎn)品整體性能結(jié)構(gòu)能適應(yīng)我國(guó)目前中小型養(yǎng)殖戶畜禽糞便治理的需要，具有操作方便、節(jié)能、占地面積小、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)先進(jìn)等特點(diǎn)，完全可滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求。

2 多層固態(tài)發(fā)酵系統(tǒng)生產(chǎn)有機(jī)肥的應(yīng)用研究

在多層固態(tài)發(fā)酵系統(tǒng)設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行畜禽糞便微生物發(fā)酵技術(shù)的研究，主要分為發(fā)酵原料水分調(diào)質(zhì)、后續(xù)發(fā)酵工藝2個(gè)部分內(nèi)容進(jìn)行研究。

2.1 發(fā)酵原料水分調(diào)質(zhì)研究

針對(duì)不同畜禽糞便種類、不同輔料添加量、發(fā)酵基質(zhì)水分控制等3個(gè)方面進(jìn)行了研究。畜禽糞便種類分為豬糞、雞糞，豬糞與雞糞混合（比例4∶1）；添加輔料為粉碎的菌菇渣、玉米秸稈、草木灰（比例為7∶2∶1）；水分調(diào)質(zhì)至50%～65%。

豬糞發(fā)酵調(diào)質(zhì)方案見表2，雞糞發(fā)酵調(diào)質(zhì)方案見表3，豬糞雞糞混合發(fā)酵調(diào)質(zhì)方案見表4。

表2 豬糞發(fā)酵調(diào)質(zhì)方案

表3 雞糞發(fā)酵調(diào)質(zhì)方案

表4 豬糞雞糞混合發(fā)酵調(diào)質(zhì)方案

豬糞中含水量大，且纖維素含量較高，所以輔料用量不宜過高，A2、A3中外觀蓬松且無水滴，適宜在多層固態(tài)發(fā)酵設(shè)備中進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵工藝采用A2、A3設(shè)計(jì)組。

雞糞中氮含量較高，可適度增加輔料用量來提高碳源，試驗(yàn)采用B3、B4進(jìn)行下一步研究。

豬糞與雞糞混合，可為微生物發(fā)酵提供更多的營(yíng)養(yǎng)，農(nóng)業(yè)廢棄物輔料消耗量也增大，若水分過低將會(huì)導(dǎo)致發(fā)酵周期太長(zhǎng)，故試驗(yàn)采用C2、C3進(jìn)行下一步研究。

2.2 畜禽糞便生產(chǎn)有機(jī)肥發(fā)酵工藝研究

針對(duì)不同接種量、不同發(fā)酵時(shí)間進(jìn)行方案設(shè)計(jì)、以最高發(fā)酵溫度、發(fā)酵料有機(jī)質(zhì)、味道為指標(biāo)優(yōu)化最佳的發(fā)酵工藝。按上述試驗(yàn)設(shè)計(jì)，將水分調(diào)質(zhì)好的畜禽糞便運(yùn)輸至多層固態(tài)發(fā)酵系統(tǒng)中進(jìn)行6 d發(fā)酵，在不同接種量下記錄該過程中最高發(fā)酵溫度及有機(jī)質(zhì)含量。

不同接種量對(duì)發(fā)酵效果的影響見表5。

表5 不同接種量對(duì)發(fā)酵效果的影響

由表5可知，畜禽糞便經(jīng)過發(fā)酵后溫度都達(dá)到70℃以上，整體外觀為黑褐色、無臭味。最高發(fā)酵溫度為豬糞和雞糞混合發(fā)酵組，可達(dá)到82.1℃，在此溫度基本可以殺滅有害病菌及雜草籽，并且菌種接種量越大，最高發(fā)酵溫度越高，變化不明顯，因此從成本上考慮添加1.0‰～1.5‰的發(fā)酵菌劑即可達(dá)到高溫殺滅病害微生物的要求。經(jīng)過6 d時(shí)間翻堆發(fā)酵，6組試驗(yàn)有機(jī)質(zhì)含量都達(dá)到了60%，其中豬糞與雞糞混合組有機(jī)質(zhì)含量最高，雞糞組次之，豬糞組最低，試驗(yàn)結(jié)果表明雞糞與豬糞的混合發(fā)酵改善了發(fā)酵基質(zhì)成分組成，更加適宜微生物生長(zhǎng)。微生物菌劑添加量2‰時(shí)，由于微生物繁殖自身消耗，導(dǎo)致各組有機(jī)質(zhì)含量普遍低于其他組，故微生物菌劑添加量1.5‰時(shí)即可滿足發(fā)酵要求。試驗(yàn)發(fā)酵菌劑添加量1.5‰，探討不同發(fā)酵時(shí)間對(duì)發(fā)酵效果的影響。

不同發(fā)酵時(shí)間對(duì)發(fā)酵效果的影響見表6。

由表6可知，經(jīng)過6 d發(fā)酵后，發(fā)酵料中有機(jī)質(zhì)含量基本保持不變，溫度一直處于下降趨勢(shì)，說明畜禽糞便經(jīng)過多層固態(tài)發(fā)酵設(shè)備處理后，不同發(fā)酵組畜禽糞便都能夠在較短的6 d時(shí)間內(nèi)完成腐熟除臭，且有機(jī)質(zhì)含量高達(dá)66%以上。從不同畜禽糞便種類分析可知，用豬糞和雞糞混合發(fā)酵的整體 溫度高，且有機(jī)質(zhì)含量高，雞糞發(fā)酵組有機(jī)質(zhì)含量也普遍高于豬糞組。從相同發(fā)酵組進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比，表明發(fā)酵基質(zhì)水分含量為50%～60%時(shí)，可以很好地對(duì)畜禽糞便進(jìn)行發(fā)酵腐熟。試驗(yàn)設(shè)計(jì)未在冬季進(jìn)行，受環(huán)境溫度影響，冬季發(fā)酵時(shí)間可以延長(zhǎng)至12 d左右。

3 結(jié)語

畜禽糞便種類不同，其碳氮含量也不同；碳氮比例對(duì)于廢棄物發(fā)酵速率和效果影響巨大。已對(duì)不同發(fā)酵工藝進(jìn)行了研究，但還未就發(fā)酵原料具體成分進(jìn)行檢查，下一步工作可對(duì)發(fā)酵成分進(jìn)行具體分析，從而進(jìn)一步提高畜禽糞便資源化處理的發(fā)酵效率。

表6 不同發(fā)酵時(shí)間對(duì)發(fā)酵效果的影響