異位生物發酵床技術在豬場糞污水處理上的應用

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(1.江山市石明畜業有限公司 浙江江山 324100； 2.江山市石門鎮政府)

江山市石明畜業有限公司成立于2015年10月，位于江山市石門鎮琚家崗村周家山，主要養殖生豬，建有豬舍12000 m2，貯糞池950 m2。現存欄生豬5500頭，年出欄10000頭。公司采用“生豬+異位生物發酵技術+有機肥+種植專業戶(果苗茶牧草)”的技術模式，建有異位發酵床1560 m2，有機肥生產車間4200 m2，利用翻拋機對發酵床墊料進行翻拋，實現豬場糞污零排放。

異位生物發酵床糞污零排放技術源于日本，由福建洛東生物技術有限公司引進和改造，該技術可將豬糞中的污染物全部降解，并產生大量生物熱，同時蒸發豬糞中的水分，實現污染物零排放。江山市石明畜業有限公司是國內異位生物發酵床技術的首家示范場，已經成功使用異位生物發酵床技術，證實了該技術的有效性和可行性，是今后國內養豬環保事業首選的發展方向之一。

1 異位生物發酵床的技術原理

生物發酵床墊料由鋸末和稻殼組成，是微生物進行固態發酵的載體，首先將微生物(納豆芽胞桿菌)接種于發酵床墊料中啟動發酵，然后每天定量添加豬糞。豬糞殘存的主要營養物質是粗蛋白、半纖維素，少量粗脂肪和淀粉，這些營養物質都可以作為納豆芽胞桿菌的發酵底物，豬糞中的營養物在酶的作用下發生一對一的酶促反應，最終將糞便中的可發酵有機物分解，大部分碳水化合物轉化為能量，生物熱不斷在發酵床中蓄積，隨著發酵床的翻動蒸發多余水分；少部分難分解的有機物轉化為墊料組成成分。其原理如圖1。

圖1 畜禽糞尿中的營養成分分解原理示意圖

經過不斷探索和試驗表明，在做好嚴格源頭節水的前提下，可以利用豬糞發酵產生的能量蒸發糞污水中的水分，剩余的墊料廢渣可作為有機肥用于種植業。

本文將石明畜業有限公司的研究數據作出詳細分析，為養豬業者提供參考。

2 發酵床設計和使用方法

2.1工程設計 石明畜業有限公司存欄生豬5500頭，每天產生糞污水50 t，按照日處理50 t的糞污水總量設計發酵床，需要配套1560 m2發酵車間，分成5個發酵槽，每個發酵槽長60 m、寬4.1 m、高1.5 m，發酵車間墊料高度為1.5 m。發酵床墊料組成：鋸末50%，稻殼50%。

2.2墊料啟動發酵 生物發酵床運行前，須先啟動微生物發酵。

第一步，根據發酵床體積計算稻殼、鋸末、洛東U潔菌的用量。1 m3使用洛東U潔菌500 g，玉米粉或米糠1 kg作為稀釋劑。

第二步，將洛東U潔菌與玉米粉或米糠混合均勻。

第三步，如圖2所示，將稻殼、鋸末、洛東U潔菌與米糠層層鋪設均勻。鋪設墊料厚度為1.5 m(稻殼75 cm，鋸末75 cm)，按照先鋪稻殼、再鋪鋸末，后撒菌種的順序鋪設。

圖2 墊料鋪設示意圖

第四步，加水攪拌，調節水分為45%～50%。啟動用水可以直接使用豬場糞污水，也可采用清水，一般加水100 kg/m3干墊料，先加水后翻動，可以使用自動噴污設備計算好用量分幾次加入，邊加水邊攪拌，直至墊料原料、菌種與水充分混合均勻，從感官上看用手緊握墊料，手心有濕氣，但無水滴下，即為水分45%～50%；也可使用水分測定儀測定墊料的含水量。

第五步，升溫發酵。墊料中心溫度達到60℃以上，發酵床即可使用，按設定量添加豬糞污水。

3 異位生物發酵床的指標分析

2017年3月～6月，石明畜業有限公司技術人員對發酵床數據進行了詳細研究，并從發酵體積(分解能力)、墊料發酵溫度、墊料水分含量和除臭等角度綜合分析試驗結果。

3.1生物發酵床體積的變化 對異位生物發酵床進行3個月的體積監測，每月補充墊料(稻殼)100 m3左右。具體結果見表1。

表1 生物發酵床添加主要原料的體積和

監測期間共使用鋸末和稻殼410 m3，平均每天添加豬糞污水50 t，3個月約為4700 t。試驗結果表明，豬糞在生物發酵床內可以有效分解；墊料補充量在正常范圍內。

3.2生物發酵床的溫度

3.2.1溫度連續監測 從2017年3月10日～2017年4月20日使用溫度記錄儀連續記錄發酵床30 cm深度的發酵溫度，每30 min記錄1次數值(翻動墊料時取出記錄儀，翻動后埋入30 cm深度)，結果見圖3。

圖3 試驗第一個月生物發酵床30 cm溫度連續監測結果

發酵溫度連續監測結果表明，墊料30 cm深度發酵溫度基本可達到60℃以上，有時甚至可以到達70℃以上。

3.2.2溫度長期監測 豬場現場操作人員，每天對生物發酵床30 cm和60 cm深度進行一次監測，結果見圖4和圖5。

圖4 試驗全程30 cm溫度人工監測結果

圖5 試驗60 cm溫度人工監測結果(4月5日起)

溫度檢測結果表明，生物發酵床30 cm深度溫度一般在60℃～70℃之間，少數時間會超過70℃；生物發酵床60 cm深度溫度一般在50℃～60℃之間。

試驗結果表明，發酵床溫度可以達到正常發酵溫度水平，且在2個多月發酵時間內保溫穩定。

3.3生物發酵床含水量 整個試驗過程中，生物發酵床墊料的感官濕度一直比較穩定。使用濕度測量儀測定生物發酵床墊料的濕度，數值一般穩定在60%～70%之間(圖6)，屬于正常濕度水平。

圖6 生物發酵床墊料含水量監測結果(4月5日起)

3.4生物發酵床臭氣 生物發酵床在2年的使用過程中，臭氣濃度始終較低，豬糞在微生物的作用下，其中的臭氣被分解。

2017年10月，第三方檢測機構杭州中一監測對豬場臭氣進行了檢測，其結果均低于國家標準。

表2 臭氣檢測結果

表3 硫化氫、氨檢測結果

4 結論

江山市石明畜業有限公司經過2年的實踐，證實異位生物發酵床技術的可行性，該技術處理養豬糞污水可以實現污水零排放，發酵床中心溫度維持50℃～70℃之間，且在運行過程中無臭氣排放。

該技術發酵產生的墊料廢渣符合有機肥的標準。

圖7-圖8是江山市石明畜業有限公司異位生物發酵車間實景圖。

圖7 洛東酵素U潔糞污水零排放處理系統發酵車間

圖8 異位生物發酵車間