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        規(guī)模養(yǎng)豬場(chǎng)微生物巢技術(shù)的應(yīng)用
        ——以山東省黃泥灣農(nóng)業(yè)科技有限公司為例

        2021-02-07 04:57:42惠慶亮牛書玉魏茂蓮李有志
        養(yǎng)殖與飼料 2021年2期

        惠慶亮 劉 鵬 牛書玉 魏茂蓮 李有志*

        1.山東省獸藥質(zhì)量檢驗(yàn)所,濟(jì)南250022;2.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,濟(jì)南250022;3.山東省威海市文登區(qū)葛家畜牧獸醫(yī)工作站,山東威海264400;4.山東省威海市文登區(qū)張家產(chǎn)畜牧獸醫(yī)工作站,山東威海264400

        位于威海市文登區(qū)張家產(chǎn)鎮(zhèn)的山東省黃泥灣農(nóng)業(yè)科技有限公司,飼養(yǎng)六和集團(tuán)的合同豬,每批豬苗1 900 頭,入場(chǎng)后先在1 棟內(nèi)保育30 d,然后分開(kāi)到2 棟內(nèi)飼養(yǎng),每棟950 頭左右,飼養(yǎng)周期為5個(gè)月,每年可出欄2 批,約3 600 頭。為了真正做到養(yǎng)殖糞污資源化利用,實(shí)現(xiàn)“農(nóng)牧結(jié)合、種養(yǎng)平衡”,該公司引進(jìn)了“微生物巢”糞污水處理技術(shù)。該技術(shù)是農(nóng)業(yè)農(nóng)村部2018年發(fā)布的“十項(xiàng)重大引領(lǐng)性農(nóng)業(yè)技術(shù)”,養(yǎng)殖場(chǎng)不用再設(shè)置排污口,從根本上解決了糞污水處理難的問(wèn)題。本文將介紹該公司(規(guī)模養(yǎng)豬場(chǎng))應(yīng)用微生物巢技術(shù)處理糞污水的情況,以期為養(yǎng)殖場(chǎng)(戶)改建和新建糞污水處理設(shè)施提供幫助。

        1 微生物巢技術(shù)處理糞污水流程

        此技術(shù)最早源于日本的異位發(fā)酵床技術(shù),于2014年由課題組劉務(wù)彪等創(chuàng)新發(fā)明了一整套基于生物有氧發(fā)酵原理的復(fù)合微生物巢處理糞水的專利處理方式[1],解決了養(yǎng)殖糞污水處理和臭味問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)糞污水的“無(wú)害化、資源化、零排放”目標(biāo)。該技術(shù)適用于傳統(tǒng)養(yǎng)豬場(chǎng)(戶)糞污改建和中小規(guī)模的養(yǎng)豬場(chǎng)。

        將2 棟豬舍生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的糞尿統(tǒng)一排入糞污收集池中,池內(nèi)設(shè)有切割攪拌機(jī),糞污經(jīng)攪拌后通過(guò)管道泵入到陽(yáng)光棚內(nèi)發(fā)酵槽上噴淋機(jī)的收集桶內(nèi)。發(fā)酵槽內(nèi)鋪設(shè)有谷殼、秸稈、木屑、蘑菇下腳料等農(nóng)產(chǎn)品廢棄物。均勻?qū)⒓S污水噴灑在發(fā)酵槽的墊料上,然后用電噴霧器將專用高效微生物菌劑均勻噴灑在糞污上,堆積發(fā)酵60~90 h 后,反應(yīng)堆表面20 ㎝以下溫度達(dá)到60 ℃以上,制得微生物巢。經(jīng)行走式翻拋機(jī)翻堆,噴淋機(jī)往返式噴淋糞污水,補(bǔ)充添加墊料,翻拋機(jī)往返式翻耕混合墊料,如此往復(fù)循環(huán),完成糞污水一級(jí)發(fā)酵處理,將污水以蒸發(fā)方式無(wú)味揮發(fā)。清除的墊料自然堆放發(fā)酵,經(jīng)多次翻堆降溫最終腐熟生產(chǎn)成生物有機(jī)肥料。

        2 微生物巢技術(shù)的配套設(shè)施建設(shè)

        2.1 糞污收集池

        糞污收集池建在豬舍和發(fā)酵槽中間,呈圓柱形,直徑為3.6 m,深4 m,高出地面20 cm,池周用磚砌成,再用混凝土水泥在池周墻上做防滲面,內(nèi)有切割攪拌機(jī);池口用塑料薄膜遮擋,起到防雨和防溢流的作用。

        2.2 陽(yáng)光棚建造

        將陽(yáng)光棚建在豬舍西邊的空地上,地面用混凝土水泥進(jìn)行防滲處理,高出地面20 cm,南北長(zhǎng)90 m,東西寬16 m,兩側(cè)建有1.2 m 高的磚砌混凝土水泥圍墻,以圍墻為基四周采用鋼結(jié)構(gòu)框架,從地面到鋼架頂部高8 m,頂部用透光性能好、防水的玻璃鋼遮擋,東、西兩側(cè)用透光塑料薄膜遮擋。在陽(yáng)光棚內(nèi)建有堆糞場(chǎng)和2 個(gè)發(fā)酵槽。

        2.3 發(fā)酵槽建設(shè)

        發(fā)酵槽建在陽(yáng)光棚內(nèi),以東墻為邊,向西建有2個(gè)發(fā)酵槽。每個(gè)發(fā)酵槽長(zhǎng)60 m、寬3 m、高1.2 m,圍墻厚度約24 cm。槽墻用磚混凝土水泥砌成,槽墻上鋪設(shè)有翻拋機(jī)的軌道。

        2.4 儀器與設(shè)備

        配有切割攪拌機(jī)(30 kW)、翻拋機(jī)(20.5 kW)、噴淋機(jī)(2.8 kW)、移位機(jī)、泥漿泵、自動(dòng)噴灑計(jì)量裝置、連接管道、溫濕計(jì)等,并配備相應(yīng)設(shè)施的電氣控制和電路控制系統(tǒng)。

        3 微生物巢技術(shù)應(yīng)用操作要點(diǎn)

        3.1 發(fā)酵床的制作

        養(yǎng)殖場(chǎng)根據(jù)周邊農(nóng)場(chǎng)種植情況,選用通透性、吸水性較好的墊料載體。墊料的碳氮比(C/N)要求應(yīng)大于25∶1,優(yōu)先選擇碳氮比高的原料,參見(jiàn)表1。

        發(fā)酵床多以秸稈、稻殼、花生殼、玉米芯等農(nóng)場(chǎng)下腳料為底料,厚度為70~100 cm;上層墊料為木屑、粗糠或食用菌下腳料,厚度為15~20 cm。市場(chǎng)木屑價(jià)格在600~900 元/t,為了降低成本,場(chǎng)主將每年修剪果樹(shù)的樹(shù)枝、樹(shù)干和樹(shù)葉粉碎后代替部分木屑。木屑粒徑最好為5~10 mm、2.5~5 mm、20~30 mm。

        3.2 菌種的選擇

        菌種為日本進(jìn)口液態(tài)菌種——高效復(fù)合微生物菌種,主要由具有較高蛋白酶活性以及代謝生豬養(yǎng)殖排泄的臭味物質(zhì)的枯草芽孢桿菌、放線菌和光合細(xì)菌及霉菌混合制成的高效復(fù)合微生物菌種,可以有效轉(zhuǎn)化養(yǎng)殖糞污水中的臭味物質(zhì)。使用的菌種主要有2 種:一種為一代菌種,每噸44 萬(wàn);一種為常用菌種,每噸10 萬(wàn)。物料首次用一代菌種以1∶200 倍水稀釋均勻噴灑在物料上,維持加菌時(shí)用常用菌料1∶200 倍水稀釋均勻噴灑。

        3.3 微生物巢的制作

        在配置好的發(fā)酵床物料上,均勻噴灑含有一代菌種的糞污水至含水率45%~55%,然后將其堆積60~90 h,當(dāng)墊料表面20 cm 以下溫度達(dá)60 ℃以上時(shí),便制得微生物巢。

        3.4 微生物巢的維護(hù)

        一次性發(fā)酵:微生物巢制成后,每天翻拋1~2次,翻拋深度應(yīng)達(dá)到反應(yīng)槽底部;翻拋機(jī)翻拋過(guò)程中自動(dòng)噴灑糞水,添加糞水的量控制在20 kg/m3,糞水均勻噴灑在墊料表面,控制濕度在55%~65%。微生物巢功能的發(fā)揮主要依賴于微生物的作用,巢內(nèi)初期微生物數(shù)量較低,隨著糞水的添加,巢內(nèi)養(yǎng)分增多,微生物迅速繁殖,細(xì)菌、真菌數(shù)量快速增加,大量微生物分解糞尿及填料中的有機(jī)物釋放的熱量,導(dǎo)致巢體溫度迅速升高達(dá)70~80 ℃,持續(xù)高溫使得水分蒸發(fā)較快,填入的豬糞污水被微生物快速分解和消耗[2]。此時(shí)需要控制巢體溫度,當(dāng)溫度高于70 ℃時(shí),加大翻拋頻次,以增加填料的透氣性,增加糞水的添加頻次或添加量;當(dāng)溫度低于50 ℃以下時(shí),降低糞水噴灑量或減少翻拋頻次。正常情況下,菌種需2~3 d 用稀釋好的常用菌種均勻噴灑1 次。但隨著巢體主要營(yíng)養(yǎng)成分含量降低,可被微生物利用的養(yǎng)分逐漸減少,微生物的群落結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,此時(shí)則需通過(guò)翻堆、添加新鮮墊料及補(bǔ)充菌種量來(lái)調(diào)整微生物群落結(jié)構(gòu),使巢體恢復(fù)分解能力,提高糞尿降解的效率,降低“死床”風(fēng)險(xiǎn)。若是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)臭味時(shí)[3],即可更新出料。

        表1 主要墊料原料碳氮比

        3.5 有機(jī)肥的制作

        巢體出料后尚未到達(dá)腐熟,應(yīng)堆積二次發(fā)酵。研究表明,堆料中氧含量保持在5%~15%比較適宜,當(dāng)氧氣含量低于5%會(huì)導(dǎo)致厭氧發(fā)酵,而氧氣含量高于15%時(shí)則會(huì)使堆體墊料溫度降低,降低好氧發(fā)酵菌種的活性[4]。通過(guò)合理翻堆可以增加墊料與氧氣的接觸量,給微生物菌種提供良好的有氧環(huán)境。一般情況下,堆積2 d 左右溫度便可達(dá)到高溫期,經(jīng)過(guò)翻堆、降溫、充氧,反復(fù)持續(xù)5~6 次大概20~30 d,溫度降至35 ℃以下時(shí),腐熟完成。經(jīng)安全檢測(cè),制作的肥料中未檢出大腸桿菌菌群,24 h 與48 h 的種子發(fā)芽率平均為87.9%和99.4%,與對(duì)照組相比無(wú)顯著差異[3],可用作生物有機(jī)肥。

        3.6 有機(jī)肥的含量指標(biāo)

        采集本場(chǎng)有機(jī)肥樣品檢測(cè),有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到60%、氮磷鉀含量達(dá)8.74%,并且每克肥料中含有益菌32 億個(gè),均高于國(guó)家有機(jī)肥產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)NY525-2012(有機(jī)質(zhì)含量≥45%,總養(yǎng)分(N+P2O5+K2O)≥5%,水分≤30%,pH 為5.5~8.0),并且原臭味完全消失,有特殊香味,松散呈深褐色至黑色,達(dá)到了糞污水的無(wú)害化處理,直接用于本農(nóng)場(chǎng)種植稻谷、玉米、小麥、高粱、瓜果及蔬菜等使用。

        4 討 論

        該公司(規(guī)模養(yǎng)豬場(chǎng))每次構(gòu)建2 個(gè)微生物巢約240 m3,大概有80 t 物料,每天可蒸發(fā)糞污水6 t。其生產(chǎn)的有機(jī)肥用于種植各種農(nóng)作物、蔬菜和瓜果,其產(chǎn)品經(jīng)化驗(yàn)其營(yíng)養(yǎng)成分均高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),被定為有機(jī)產(chǎn)品,可獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益,實(shí)現(xiàn)了“種養(yǎng)結(jié)合”的農(nóng)牧大循環(huán)模式。

        微生物巢技術(shù)是異位發(fā)酵床技術(shù)的應(yīng)用和創(chuàng)新。據(jù)場(chǎng)主實(shí)踐證明,通過(guò)分析各種農(nóng)作物墊料的C/N 比,根據(jù)物料含量的不同配比構(gòu)建微生物巢,可控制有機(jī)肥的生產(chǎn)量,如:若急需使用有機(jī)肥種植農(nóng)作物時(shí),以玉米、高粱、玉米芯等易發(fā)酵物料為巢料,發(fā)酵時(shí)間可以控制在30 d 左右,快速生產(chǎn)有機(jī)肥料;若是不急需使用有機(jī)肥,以稻殼、花生殼、木屑等耐發(fā)酵物料為墊料,墊料可使用2年以上。

        總之,微生物巢技術(shù)是目前生態(tài)處理養(yǎng)殖糞污水的最佳模式,也是農(nóng)作物種植與畜禽糞污綜合利用的最佳結(jié)合。本技術(shù)設(shè)施改造簡(jiǎn)單,生產(chǎn)工藝可操作性強(qiáng),是值得大力推廣和應(yīng)用的污水處理技術(shù)。

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