猪粪发酵棚 猪粪棚式袋装发酵法无害化处理

　　摘要　棚式袋装发酵法猪粪无害化处理技术具有投资运行成本低、堆肥质量较高、工艺简便易行等优点，要注意原辅材料选择、混合物料水分的调节、通气的控制、发酵菌剂的使用等关键生产工艺的控制。该技术对改善猪场环境卫生，促进生猪健康生长起到了重要作用，推广应用前景广阔。
　　关键词　猪粪；无害化处理；棚式袋装发酵法
　　
　　随着我国畜牧业的迅速发展，规模化养殖场畜禽粪便数量迅速增加。据调查，2000年全国畜禽粪便产生量达19亿吨，是当年全国工业废弃物产生量的2.4倍，到2001年，畜禽粪便全国年产出量为21.44亿吨，畜禽污水产出量为124.42亿吨，不经过处理排放量达97.7%。一些地区养殖总量已经超过当地负荷警戒值，已对大气、土壤、地下水和地表水全方位污染。就我市而言，按现有饲养量估算，2005年全市畜禽粪尿年产量约为661.3万吨，其中猪粪尿224.0万吨，这些粪便若不能得到及时有效的处理，将占用和污染农田、污染水体、产生恶臭并造成生物污染。然而，畜禽粪便的合理利用则又是很好的有机肥料。因此，对畜禽粪便进行资源化、无害化、减量化和防止环境污染迫在眉睫。
　　作为我市最大的有机肥源――猪粪，本是一种很好的农家肥，是培肥改土的优质有机肥。但如果直接施用新鲜猪粪便，必将产生作物伤根、病害、草害等负面影响。而按传统的自然堆沤发酵处理，又存在着堆沤时间长，效果差，既占场地，又对周围环境造成污染，且粪便呈烂湿状，具恶臭，难以运输，也很难直接施用。因此，我们经1年多时间的试验探讨，摸索出适宜有一定规模的养猪场的粪便无公害化处理或工厂化生产有机肥的配套技术――棚式袋装发酵法，具体介绍如下。
　　
　　1原辅材料堆场建造及前处理技术
　　
　　1.1原辅材料堆场建造
　　年出栏1 000头左右猪场，每天产生猪粪1.2t左右。这些粪便由于含水量高，黏性重，通气性差，不能直接发酵，首先应进行前处理后才能进入发酵阶段。
　　原辅材料堆放场建造面积可根据1 000头猪场7~10d的粪便累计储量来确定，按8~12t计算，确定堆放场建造面积为60m2左右。层架采用钢结构，水泥瓦片（亦可用竹棚），棚高3m左右，三面墙体高3m，剩余一面作物料进出通道，地板浇注混凝土，棚内一角砌一猪粪储集池，大小可依猪场10d的粪便量进行设计，其余作其他材料的堆场和安装搅拌机作配料搅拌用空间（尽可能利用地形高低差，使物料进出方便）。
　　
　　1.2前处理技术
　　首先在猪粪中添加占发酵猪粪总量30%左右统糠或无毒无害的木屑或茹渣等辅料，以起到调节水分、通气、碳氮比和酸碱度的作用，使猪粪的含水量控制在60%，碳氮比在20~40之间，pH值7.5左右。同时添加占发酵物料总量0.2%~0.6%的发酵菌剂 。添加料必须和猪粪混合均匀（可选用土建砂浆搅拌机等设备），然后进行装袋，包装袋可选用回收的旧塑料编织袋（但不能用有复膜的编织袋），每袋装约六分袋左右，然后送发酵温室塑料棚堆制发酵。其处理程序如下：
　　
　　
　　
　　2发酵温室塑料棚的建造及发酵技术的应用
　　
　　2.1发酵温室塑料棚的建造
　　猪粪发酵是无害化处理的主要环节，通过高温（55~65℃）发酵，猪粪中病原菌、虫卵和杂草种子被杀灭，有机质腐殖化，其中养分变成易被农作物吸收的形态。为达到上述目的，必须建造合适的发酵场所。
　　按1 000头猪场建造发酵温室塑料棚2幢，长12m，宽6cm，支架用热镀锌管（亦可用竹片），温室顶部、端墙及侧面采用0.15mmPEP米可多塑膜覆盖，使太阳能透过以提高发酵棚内温度，加快发酵物料起始温度的提高，两边侧面可自由进行卷膜（与蔬菜塑料温室大棚相同），棚的一端装有可左右推拉的门，以便发酵物料的进出。在门顶上方和另一端安装换气扇多1台，以便物料发酵时产生的水蒸气等气体散发排出。地面用混凝土浇注成中高边低，棚四周砌有排水沟。在棚内地板辅放长2m、宽1m、木条间隙8cm左右的垫板，以利于通气。
　　
　　2.2发酵技术的应用
　　发酵物料在发酵温室棚内，通过发酵微生物的作用，逐渐发酵腐熟。其发酵操作程序为：混合均匀的发酵物料经袋装，进入发酵温室塑料棚，在棚内竖立站起叠加3~4层进行堆制。开始时将塑料棚全部封闭，以利于发酵物料起始温度的迅速提高，待经过约24h左右后，当棚内温度达45℃进入高温发酵阶段时，则可将棚的两侧塑料膜卷起20~40cm，并开启换气扇，进行抽风换气、通氧排湿。7~8d后，待发酵物料与自然空气温度相近时，即可进行翻包。翻包时，依次将原表层的放在底层，底层堆在最表层。由于经过发酵，袋内发酵物料菌丝生长，使物料成团，因此在翻包时应压碎，以利于进一步通气好氧发酵。经翻包后，再依次封闭、升温、卷膜、换气约5~7d，此时发酵物料已基本腐熟。然后移出发酵棚，在仓库内倒袋堆置7d左右完成后熟。这样猪粪无公害化处理全结束。物料发酵程序如下：
　　
　　
　　
　　3猪粪腐熟度的评价
　　
　　对猪粪腐熟度的评价：一是物理性指标，熟腐的猪粪，其颜色为棕褐色，基本没有臭味，物料温度接近气温，松散度好；二是化学性指标，即水分含量在25%以下，氮磷钾总养分含量4%~5%左右，pH值7.5~8.0，有机含质量大于50%，大肠杆菌值≤10-1，寄生早卵死亡率在95%~100%。凡达到上述指标的都属于发酵完全。
　　
　　4棚式袋装发酵法的优缺点及关键参数的控制
　　
　　4.1棚式袋装发酵法的优缺点
　　采用该法无害化处理猪粪或生产有机肥，其优点：一是投资、运行成本低。此法利用太阳能和生物好氧发酵自身产生的热量自然干燥，与塔式发酵法、条垛发酵法、槽式发酵法和直接烘干法相比，可免去发酵、翻抛、烘干设备，投资成本低，运行和维护费用省；二是堆肥质量较高。采用该法进行发酵，较好地解决了堆肥发酵过程中开始起温、通气问题，从而有利于高温好氧堆肥有机物料分解过程，达到高氧气吸收率，可降解挥发性固体大量减少，具有堆制时间较短、保肥性较好、除臭效果好、无害化程度高、产品质量较优等特点；三是该技术工艺简便易行，适合于中小型商品有机肥生产企业和养猪场的粪便无公害化处理。缺点是发酵占用场地较大，发酵物料装袋、发酵堆包翻包较费工费时。
　　
　　4.2棚式袋装发酵法关键参数的控制
　　微生物的活动是堆肥发酵腐熟的动力。因此，控制与调节堆肥中微生物的活动，是获得优质堆肥的关键，在发酵腐熟过程中物料的选择，混合物料水分的调节，发酵通气的控制和发酵菌剂的使用则是生产工艺的关键。
　　4.2.1原辅材料选择。不同物料其有机质、C/N、pH值是不同的，而有机质含量高低影响堆料温度物通风供氧。有机质含量过低，分解产生的热量不足以促进和维持堆肥中嗜热性细菌的增殖，肥堆难以达到高温阶段，影响堆肥的卫生无害化效果。而且，由于有机质含量低，将影响堆肥产品的肥效和使用价值。有机质含量过高，则需要大量供氧，这会给通风供氧造成实际困难，有可能因供氧不足造成部分嫌气条件。另外，微生物的生长繁殖需要适宜的C/N和pH值。通常最适宜的有机质含量为55%左右，C/N为20，pH值为6~8。因此，可选择不同物料和配合比例加以调整。在生产实际中，猪粪以干清粪为好，以利于肥分的保持和水分的调节。
　　4.2.2混合物料水分的调节。水分是否合适直接影响堆肥发酵速度和腐熟程度。对猪粪堆肥而言，堆料合适的水分含量为60%左右。在实际操作中，简便的测定方法为，以手紧握物料能成团，有水迹出现，但水不滴出为宜。
　　4.2.3通气的控制。通风供氧是好氧堆肥生产的基本条件之一，前期应以好气为主，利于矿质化过程；后期应停止供氧，利于腐殖化过程，减少有机质和已形成腐殖质的消耗和氮素损失。通风量主要决定于堆肥原料有机物含量、挥发度、可降解系数等。通风除了供氧以外，还可以起调节堆温和干燥堆料的作用。过小的通风量不足以提供给微生物充足的氧气，影响堆肥温度的升高，过大的通风影响有可能使肥堆的热量散失，影响堆肥无害化程度。因此在实际操作过程中应依当时气候条件和堆温情况灵活掌握。
　　4.2.4发酵菌剂的使用。高效发酵、脱毒、除臭菌种和菌群组合的筛选与优化，以及保持有益微生物的有效生存材料与技术是开发生产生物有机肥的技术关键。我们经过对试验，选用由福建龙岩科佳生物工程有限公司开发生产的益微康微生物发酵菌种，因其含多种具特殊功能的光合细菌、固氮芽孢菌、荧光假单胞菌、解磷解钾菌、胶质芽胞杆菌、枯草芽孢杆菌、乳酸杆菌、酵母菌、耐高温放线菌等多种微生物。使用后，具有发酵物料升起温快，持续高温时间长，对有机物料有较强的腐熟除臭作用。
　　
　　5推广成效
　　
　　棚式袋装发酵法无害化处理猪粪技术模式是福建省龙岩市土壤肥料技术站与福建省龙岩市晟农生物科技公司协作，通过试验示范所取得技术的成果。目前已在福建省龙岩市晟农生物科技有限公司建成年产2万吨的有机肥生产线，年可处理猪粪近4万吨。所生产的“晟农”有机肥获福建省农业厅肥料登记证，产品符合NY525-2002标准，在我市新罗、长汀、上杭等地的茶叶、蔬菜上试验示范，效果明显，深受用户欢迎。
　　总之，通过该技术的推广应用，对于改善养猪场的环境卫生，促进生猪健康生长起到了重要作用，而猪粪通过发酵腐熟，变成优质有机肥源，对于建立健康、肥沃、永续利用的土壤资源，发展无公害、绿色及有机农产品生产也发挥了较好的效益。
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