微生物巢糞污處理技術的調查分析及前景展望

惠慶亮，牛書玉，李有志

（1.山東省威海市文登區葛家畜牧獸醫工作站，山東 威海 264400；2.山東省獸藥質量檢驗所，山東 濟南）

畜禽養殖污染治理工作是現階段廣大畜禽養殖產業所關心的問題，眾多畜禽養殖場（戶）在國家政策和省內養殖污染治理嚴峻形勢下，相應配建了堆糞場、雨污分流和三級沉淀池及其它養殖糞污無公害處理的設施設備，畜禽養殖糞便污染問題得到了很大程度的改善。可是隨著長時間的積累，受土地消納能力的限制，糞污的處理成為最終難以解決的難題。自2012 年以來，山東各地引進異位發酵床技術，經省內專家多方面努力，不斷改進研發出微生物巢糞水處理技術，廣泛應用于規模養殖場取得了顯著的效果，現將微生物巢糞污處理技術和推廣前景分析如下。

1 微生物巢糞污處理技術原理

經專家各方實踐和研究，將發酵床核心技術專門用于畜禽糞污的處理，即將畜禽養殖和發酵床分離，在畜禽舍外建設專業用于發酵糞污的發酵床。利用木屑、鋸末、農作物廢棄物（稻殼、秸稈等）等吸水性和透氣性特質，按C/N 比（大于25:1）合理地配制床料，將收集的糞便和污水充分攪拌后均勻噴灑在床料上，添加專用高效復合菌劑（CM 菌劑），制成消納糞污的微生物反應堆。當把一定量的糞水注入反應堆后，微生物把糞水中含碳氮的大分子有機物分解掉，并逐漸轉化為腐殖酸、氨態氮和硝態氮等易于植物吸收的營養物質，同時釋放出大量熱能（最高溫度可達到80 ℃），整個反應堆儼然一個巨大蓬松的蜂巢，巢系統始終保持著動態膠著性，微生物巢糞污處理技術的概念[1]由此而來。就這樣，定期噴灑糞污，經過巢體持續的發酵，其中的固體物質被分解成易于吸收的營養物質，液體物質通過高溫蒸發掉。待巢體出巢后，添加輔料經過堆肥、陳化達到腐熟，制作成有機肥，供苗木、花卉和林果等經濟作物種植使用，完成畜禽糞污科學高效的綜合處理，不僅有效解決了糞污水處理的難題，還“變廢為寶”制作成有機肥用于銷售和種植，額外提高經濟效益，實現了農牧的循環利用。

2 微生物巢糞污處理技術的應用

通過對山東多地區不同畜禽養殖糞污無害化處理和綜合利用的考察學習中可知：

2.1 微生物巢糞污處理技術在養牛生產應用中具有很強的可行性

在生態環境治理的大趨勢下，部分規模養牛場將牛舍與發酵床分離，采用機械或人工清糞（視規模而定），牛舍內設地下污水收集設施，尿液隨漏縫地板落下，通過斜坡，收集到污水貯存池。收集的糞便和污水通過充分攪拌后，定期噴淋在發酵床的墊料上，完成微生物巢糞污處理過程。據報道，養牛場的發酵床按每頭牛配套3.3 m3，長度和數量結合養殖規模進行確定，高度、寬度為1.8 × 4 m，墊料高度保持在1.5～1.7 m 為宜[2]。實踐證明，該技術發酵過程動態可持續、操作簡單、易于建造，不僅解決了同位發酵床專用牛舍模式引發犢牛腹瀉、皮膚病、趾蹄病及乳房疾病的風險，而且實現了牛場糞污資源的高效循環利用，是推動養殖業綠色可持續發展一項重要措施。

2.2 微生物巢糞污處理技術在養豬生產中已經得到了很大的推廣

該技術目前已在全國20 多個省應用推廣，已示范應用1 000 余家規模化養殖場，其中養豬場占60 %，特別適合于以利用“水泡糞”工藝處理糞便污水。在山東畜禽糞污治理專家的精心研究下，微生物巢糞污處理技術在養豬生產中取得十分成熟的技術理念，它要求處理糞污在COD≥8 000 mg/L，是針對高濃度養殖糞污處理的一項技術[3]。據報道，按年出欄1 000 頭豬場日產糞水 5～10 t 計算，需配套微生物巢約 300～600 m3，每立方米墊料處理豬場糞水量高達30 kg。在威海市文登區山東省黃泥灣農業科技有限公司的養豬場調研可知：432 m3的微生物巢，物料80 t 每天可蒸發糞水量可達7 t。出巢后的巢料經腐熟制作有機肥高于國家肥料標準，用于種植的有機食品：小米、高粱及瓜果蔬菜，作為無公害食品獲得了較高的經濟效益，實現了“種養結合”的農牧循環模式[4]。

2.3 微生物巢糞污處理技術在養禽生產應用中逐漸發揮了重大作用

隨著養禽業規模化集約化程度的不斷提高，養殖糞污的總量也日益增長，但單位面積內消納養殖糞污的耕地有限，這就需要探索一種節約化、長效化的糞污生態化治理模式。山東臨沭縣作為養禽大縣，大力推廣應用了微生物巢糞污處理技術：要求每100 只雞（鴨）0.33 m3計算發酵床的規模面積；墊料以鋸末（≥60 %）為主，搭配稻殼或就地取材農作物秸稈及蘑菇下腳料等；墊料厚度要求1.2～1.8 m 等[5]。微生物巢技術對禽糞污的處理和消納能力達到20 kg/m3·d 以上，據養禽廢水處理標準看，其廢水的COD、BOD、TN、NH4+～N、TP 均達到GB18596-2001《畜禽養殖業污染物排放標準》，有效降低了禽糞污的面源性污染，并“變廢為寶”取得了明顯的經濟效益和社會效益。

2.4 微生物巢糞污處理技術促進糞污有機肥加工行業的發展，提高畜禽糞污的資源化利用水平

隨著中、小型規模養殖的發展，畜禽糞污產生量大且集中，而大多數養殖者沒有與飼養規模相配套的消納土地，農牧分離、種養脫節，也無法再次申請辦理建設畜禽糞污無害化處理和綜合利用的土地，在中央和省環保治理的高壓政策下，畜禽糞污的集中處理成為現代化畜牧業發展的必然產物。養殖者將畜禽養殖糞污委托給畜禽糞污有機肥加工廠（主業性）進行專業的技術處理并制作成有機肥，收取加工費或委托加工廠銷售有機肥獲取利潤，從而完成畜禽糞污的高效資源化利用。而微生物巢糞污處理技術，相對投資成本低、技術標準易于掌握，操作簡單，成為有機肥加工廠的主要生產線和部分生產線，例如山東省威海市文登區威海七彩陽光生態農業科技有限公司和煙臺福祖畜牧養殖有限公司。

3 微生物巢發酵技術應用前景

微生物巢糞污處理技術作為2018 年農業農村部十項重大引領性農業技術，得到了山東各地區大力推廣應用。研究發現：微生物巢可以大幅減少畜禽糞水中大腸桿菌和蛔蟲卵數量，蛔蟲卵死亡率≥95 %，糞大腸桿菌≤105 個/log，同時可以有效減少畜禽養殖場周圍的蚊蠅等蟲害[1]，它還創新性地利用含有光合細菌群、酵母菌群、枯草芽孢桿菌群、放線菌群、硝化細菌、反硝化細菌等多個生理菌群，壓制了臭味細菌的生長空間令其他雜菌難以生長繁殖，達到了消除惡臭的目的，其對畜禽糞污無害化處理效果得到了肯定，實現了畜禽糞污水的零排放。現將微生物巢發酵技術應用前景分析如下：

3.1 加大對利用生物技術處理糞便的支持力度

當前，大多數養殖場土地資源有限，在土地規劃利用上能專用于畜禽糞污處理的場所較小，在一定程度上限制了畜禽糞污的資源化利用，在保證復合微生物處理技術有效處理畜禽糞污的同時，鼓勵科研部門和企業加大對微生物技術處理畜禽糞便的研究和應用，逐步提高該技術在單位土地面積上的糞污處理能力。

3.2 政府應當增加對該技術的鼓勵政策和資金支持

在基層推廣應用中發現：微生物巢技術前期的建造成本相對較高，即1 千頭合同豬場建設陽光棚、發酵槽、集污池等基礎設施投資在30 萬以上，4 萬只蛋雞場基礎設施投資也在40 萬元以上，1 千頭的奶牛場預計基礎設施投資200 萬元，再加上菌種（約10～20 萬/t）、墊料（稻殼、木屑等）和機械設備（翻拋機、噴灑機、移位機等）的投入，造成多數中、小規模的養殖場不得不放棄了應用。引導補貼政策和資金投入，保障養殖場順利建設完成、加工處理并取得經濟效益，成為該技術成功推廣的先決條件。目前，優先鼓勵資金雄厚、耕地充足“種養結合”的家庭農場模式使用微生物巢糞污處理技術。

3.3 各級政府應當出臺土壤有機質提升補貼的政策和項目

實施農民施用有機肥長期補貼，調動農民施用有機肥的積極性，促進有機肥產業科學、健康有序發展，進而帶動微生物巢等糞污處理技術的應用。據報道，有機肥長期使用可以改良土壤，抑制病原菌、減輕病蟲害、優化農產品品質等長效作用。但長期以來，農民多采用傳統方法厭氧堆積發酵畜禽糞污，這樣成本低，但面源性污染大，給社會穩定和生態環境安全帶來很大隱患；并且有機肥肥力釋放慢，在一定程度上影響了大眾對有機肥的認可，造成有機肥銷售難、推廣難的現象。

3.4 走“政府+養殖場+有機肥加工企業+種植業”集中處理模式

在政府的作用下，將微生物巢糞污處理技術作為主導技術和協助技術，將企業、養殖業、種植業有效結合，引導各項資金進行微生物巢技術的科技創新和應用，以便追求到畜禽糞便處理與利用的最高效益，使微生物巢技術更加標準化、精細化化和多元化，更加符合現代化農業發展的要求。