異位發酵床技術及在豬場糞污處理效果分析

袁雪波 張護 李志雄*（云南省紅河州畜牧技術推廣站 661199）

近年來我國生豬養殖業迅猛發展，2017年出欄達6.88億頭，生豬糞污產生量占畜禽養殖業污染的80%以上，其帶來的環境面源污染問題日益突出。為此，國內學者和養殖企業開展了大量研究工作。微生物異位發酵床養殖技術具有低污染和環保等特點，已成為農業部推薦模式之一。本文就異位發酵床技術及其應用效果進行分析。

1 異位發酵床的引入

對于發酵床，國內相關的研究報道主要集中在原位發酵床技術，該技術在生產中存在很多問題，制約了其推廣應用。首先是原料問題，鋸末和谷殼用量大，來源有限，是限制大面積推廣的瓶頸。其次，原位發酵床飼養密度為集約化豬場70%，豬舍難以實施完整的消毒程序。最后，原位發酵床夏季豬舍易出現高溫高濕，墊料在發酵后存在大量的真菌毒素，豬接觸給生長帶來影響[1]。針對這些問題，國內專家和生產企業研究探索將畜禽養殖與發酵床分離，建立使用異位發酵床養殖模式。該技術的應用能很好地解決原位發酵床存在的諸多問題。

2 異位發酵床的原理

在處理豬糞污上，異位與原位發酵床基本原理相似，即利用活性強大的微生物復合菌群，持續和穩定地將豬糞轉化為有機肥，實現無污染、零排放目標。異位發酵床一般由發酵池、墊料、菌劑、糞污管道、機械翻堆設備、防雨棚等組成，利用谷殼、鋸末、秸稈粉等作基質原料，加入微生物菌劑，充分混合攪拌，鋪在發酵池內，將豬糞污通過管道噴灑在發酵床上，利用機器翻堆，使墊料和糞污攪拌混合，多次導入糞污循環進行發酵，最終轉化變成有機肥[2]。

3 異位發酵床技術工藝與管理

3.1 設備與技術工藝

異位發酵床設備主要有糞污攪拌機、切割泵、自動噴淋機、翻堆機等。基本工藝流程是：豬舍內產生的糞便和尿液，經內設的排糞溝進入集糞池，在集糞池內由切割攪拌機攪拌控制沉淀，然后通過糞污切割泵進行打漿并抽送至噴淋池，由噴淋機將糞污漿噴灑在發酵舍內的異位發酵床面上。添加適量的菌劑，開動依軌道行走的翻堆機進行翻耙，使糞污和墊料混合進行發酵，分解糞尿，消除產生的臭味。噴淋機不斷噴淋糞污，翻堆機在移位軌道上往返式翻耙混合的墊料，如此往復循環進行，完成糞污的混合處理，最終發酵后的墊料達到一定腐熟程度變成有機肥使用。

3.2 床體設計

床寬一般4～5m、長50～70m、高 0.7～0.8m。發酵床為長方形，在污道一邊設有出料口，安裝閘板，另外3邊為水泥墻面，在縱向墻體上部安裝軌道式翻堆機，并在一側安裝直徑20cm左右的糞污管道，管道每間隔6～8m連接安裝1個噴頭噴灑糞污，床體底部為混凝土地面，需達到防滲漏標準。床上方2m高處安裝防雨頂棚，兩側一般安裝塑料薄膜卷簾，用于防雨和冬季發酵床保溫[3]。每頭豬約需0.2～0.3m2床體面積，豬場根據豬場規模大小決定建設面積。

3.3 床體制作

異位發酵床主料要求選擇吸水性和通透性較好的原料做載體，可因地制宜選擇墊料資源，如鋸末、木屑、菌糠、谷殼、秸稈粉等，比例占物料70%以上，輔助原料常用的有餅粕、麥麩、過磷酸鈣、生石灰等，主要是用以調節物料含水量、pH、C/P、C/N、通透性，占比不超過30%[3]。物料應提前攪拌混合均勻后再進行鋪設，厚度50cm左右，配成的物料C/N 控制在 40～60∶1， C/P 控制在 80～140∶1， pH 為 6～8[4]。 首次使用要先在床體表面噴灑嗜熱型菌種，用翻堆機將菌種與床體物料充分混合，然后噴灑糞污，床體開始進行發酵。

3.4 發酵床管理

床體制作完成后，間隔4～5d噴灑添加一次糞污，要防止單次過量添加形成 “死床”。開始兩周每日用翻堆機翻動4次床體，以后每日2次即可。發酵過程中能不斷蒸發糞污中的水分，當發酵池里面發酵基質的高度沉降20～25cm時，需要補充發酵基質原料[4]。床體可反復使用，使用期限一般2～3年為宜。

4 異位發酵床在豬場中應用效果

4.1 降低糞污的產生和排放

異位發酵床技術最大的優勢就是降低糞污產生，無需大量用水沖刷地面，從而幾乎沒有糞污排出，最大程度減輕了養豬業對周圍環境的造成的面源污染[5]。王遠孝等[6]研究報道，發酵床養豬方式豬舍內臭味低，蚊蠅少。每立方米墊料可降低氨氮排放5kg/年、化學需氧量排放100kg/年。此外，因糞污場內處理不外排，監管比較便利，環評審核容易通過。

4.2 降低養殖成本

異位發酵床養豬能大大降低了工人的勞動強度和節省用水。吳志娟等[7]報道，1個年出欄萬頭豬場，采取水沖糞模式耗水將近 200 t/d，水泡糞模式100～15t/d，干清糞模式50 t/d，采用發酵床模式，可在干清糞基礎上節約用水80～90%。同時，異位發酵床模式環保設施設備占地面積小，資金投入相對少。以萬頭豬場來算，建設沼氣工程總投資500萬元以上，占地面積達到1.3萬m2以上，而采用異位發酵床一般投資不超過250萬元，占地面積0.25萬m2，投資和占地分別減少50%和80%。

4.3 降低生豬發病率

采用異位發酵床技術，豬與墊料分離，很好地克服了原位發酵床對生豬生長健康的產生的負面影響，育肥豬呼吸道等方面的疾病降低60%以上，成活率提高1%左右，相同體重出欄天數縮短1周，總體效果顯著。

4.4 提高有機肥質量效益

董立婷等[8]研究報道，異位發酵床技術可有效消滅混合墊料中病原微生物，顯著提高墊料的衛生安全系數。發酵后混合墊料中的碳氮比、有機質均下降，總磷、總氮、總鉀均上升，滿足其作為有機肥料的基本要求，提高了糞污資源利用率和經濟效益。據推算，每出欄1頭肥豬可生產發酵基質約200kg，獲純利潤約15元；萬頭豬場如果按12%的配比加工生產有機肥，可產出1.5萬t/萬頭。

5 存在問題及探討

5.1 重金屬殘留

豬糞中含有較高濃度的銅、鋅和砷等重金屬，在發酵床養豬過程中可能導致重金屬元素的堆積，這主要與飼料添加劑有關[9]。發酵對重金屬不能降解，豬排出的金屬元素會殘留在發酵床的墊料中。李娜等[10]研究發現，飼喂高銅飼料的發酵床墊料中沉積了高水平的銅，且第一年的墊料干物質銅含量低于使用3年的墊料。據報道，在日本，發酵床使用年限可達5～10年，但國內實際使用年限2～3年，與控制重金屬殘留有一定關系[2]。

5.2 源頭污水減量控制

異位發酵床處理糞污的容量有限，需要最大程度在養殖源頭減少污水產生量。要求實行完全的雨污分離，采用可減少灑落水的飲水設備，糞污收集管路和收集池要做到防滲防漏。

5.3 糞污過量添加

糞污過量添加會造成發酵床變成 “死床”，喪失發酵能力。要求在設計時就計算好糞污產生量，確定發酵池的建造面積。使用過程中單次糞污不能過量添加，要根據基質原料沉降情況補充填料，并定期翻耙墊料。

6 展望

異位發酵床技術作為一種新改進的豬糞污處理模式，該技術與傳統水沖糞、水泡糞和人工 （機械）清糞等模式相比，不需每天用大量水沖洗圈舍，從源頭上控制糞污的產生量，降低后期處理成本和排污問題。以廣東溫氏集團為代表的大型養殖企業，已經在云南紅河州等地豬場建設應用異位發酵床技術處理糞污，取得較好治污效果。在應用該項技術過程中存在的問題，需進一步研究解決。總之，現代規模化集約化養豬已經向環保、健康、經濟的方向發展，異位發酵床技術遵循變廢為寶，資源循環利用理念，它的環保性、經濟性已經展現，隨著環保壓力加大和相關政策紅線倒逼，這一技術將會逐步得到廣泛應用。

[1]李艷苓,耿兵,朱昌雄.畜禽養殖業面源污染微生物發酵床控制技術應用與防治建議[J].中國豬業,2017（7）:25-29.

[2]王浠.畜禽養殖污染治理生物發酵床技術適用性研究[D].北京,清華大學,2016.

[3]劉波,陳倩倩,陳崢,等.飼料微生物發酵床養豬場設計與應用[J].家禽生態學報,2017,38（1）：73-78.

[4]劉波,戴文霄,余文權,等.養豬污染治理異位微生物發酵床的設計與應用[J].2017,32（7）：697-702.

[5]胡海燕,于勇,徐晶,等.發酵床養豬廢棄墊料的資源化利用評價[J].植物營養與肥料學報,2013,19（1）：252-258.

[6]王遠孝,李娜,李雁,等.自然發酵床的研制[J].畜牧與獸醫,2008,40（3）：31-34.

[7]吳志娟,李文剛,焦福林,等.規模化豬場的糞便處理與利用[J].2017（6）：46-48.

[8]董立婷,朱昌雄,張麗,等.微生物異位發酵床技術在生豬養殖廢棄物處理中的應用研究[J].農業資源與環境學報,2016,33(6)：540-546.

[9]薄錄吉,李彥,張英鵬,等.我國規模化養豬場糞便重金屬污染特征與農用風險評價[J].農業機械學報,2018,49(1)：258-267.

[10]李娜,艾磊,沈曉昆,等.發酵床豬舍的環境管理[J].畜牧與獸醫,2008,40(6)：49-52.