規模化豬場糞污與病死豬生物發酵技術探討

摘要：為提高規模化豬場糞污與病死豬尸體無害化處理效率，本文根據生物發酵處理技術特點，分別從發酵設施建造、發酵床制作、堆肥發酵進行分析，歸納出規模化豬場糞污與病死豬尸體生物發酵處理技術措施，以期為畜禽養殖廢棄物的無害化處理和資源化利用提供參考。

關鍵詞：規模化豬場；糞污；病死豬；生物發酵技術

近年來，養豬業逐漸向規模化集約化方向迅速發展，規模化養豬有助于提升養殖收益，但規模化養豬同時會增加生產風險。規模化養殖模式密度大，養殖過程中產生的污水、糞便、尿液及病死豬等有機廢棄物增加，這些有機廢棄物的消納、處理和環境污染等問題成為養豬業面臨的一大難題。

動物糞污資源化利用方式主要有好氧堆肥發酵處理、厭氧發酵處理（沼氣化）、發酵床養殖[1]。病死豬無害化處理方式主要有深埋處理法、焚燒法、化制法、發酵法、化學處理法[2]。傳統模式將養豬場糞污與病死豬分開處理，而生物發酵處理技術是將養豬場產生的污水、糞便、尿液及病死豬等有機廢棄物與輔料混合發酵，通過發酵降解、高溫殺菌等轉化為可利用的有機肥。

1 發酵設施建造

1.1 選址

生物發酵池的建設要符合畜禽標準化規模養殖場建設要求，要選在離生活區相對較遠的地方，位于養殖場下風處，設置養殖廢棄物和尸體運輸通道和防疫設施。

1.2 布局

生物發酵池應根據規模豬場場地面積和飼養數量而定。形狀一般為長方形或正方形，也可根據實際情況設計為其他形狀；根據地下水位高低可設置為地上或半地上，可以是單體發酵池或并列發酵池；發酵池深度一般在1.2 m以上，長度根據規模豬場實際情況設定，發酵原料層厚度在1～1.2 m；生物發酵池應做好防滲處理，上方需要建設配套的遮雨棚防止雨水進入發酵池[3]。

2 發酵床制作

2.1 原料

生物發酵床的主要原料為豬糞便，另外需添加碳源，如作物秸稈、木屑等[4]。發酵原料應無腐爛、污染、發霉、異味；降解慢、碳氮比高的原料優先選擇，且碳氮比應該大于25：1。

2.2 發酵菌種

通常在糞便堆肥過程中主要使用的菌種有芽孢桿菌、霉菌、假單胞菌等，動物尸體堆肥過程中主要使用芽孢桿菌[5]。

發酵菌種含酵母菌、枯草桿菌和芽孢桿菌等，如嗜熱好氧桿菌（thermoaerobium）、東方伊薩酵母（issatchenkia orientalis）、枯草芽孢桿菌（bacillus subtilis）、硝化細菌（nitrifying bacteria）、雙歧桿菌（bifidobacterium）、嗜熱古菌（pyrococcus horikoshii）等[6]。

2.3 發酵床

將豬糞與等量的碳源物質充分混合均勻后鋪放于發酵池。

應該選擇高效、安全的微生物菌種，且有效活菌數量應≥5×109 /g[7]；使用前將發酵菌種按要求與適量米糠等營養添加劑按比例預混合均勻進行活化和擴培。將墊料鋪放于發酵池內，墊料添加預混合后的菌種2 ～3 kg/m3并混勻，并使發酵床墊料含水量為60%左右，混合好的發酵墊料用手能捏成團，放開后自動散開，手中潮濕即可。

3 堆肥發酵

發酵床添加菌種完畢后，進行墊料的發酵，發酵堆體的溫度在50 ℃以上并維持此溫度3 d后方可使用。

3.1 病死豬處理

養殖場內死亡的豬及時撿拾出圈舍，由官方獸醫進行初步判斷（確認非重大動物疫病或人畜共患病死亡），方可運送至處理區，病死豬的運送按《病死動物無害化處理技術規范》（農醫發〔2013〕34號）的要求執行。

從發酵床的一端開始，在墊料中挖開一道可以容納病死豬的溝槽，深度距離底部地面20 cm以上；將病死豬尸體均勻地平鋪于開好的溝槽內，尸體層應≤30 cm，尸體層上下墊料層厚度應≥30 cm；一個溝槽填滿后，再開第二個溝槽，溝槽間隔應大于30 cm，依次直至填滿整個發酵床；體重小于30 kg的豬尸體可直接埋入溝槽，對于體重大于30 kg的豬尸體要進行分解或破碎處理后再埋入發酵床[8]。

3.2 發酵床管理

發酵處理設施應該設置明顯的警示標識；定期檢查發酵床溫度、濕度情況，保持發酵床濕度在60%左右，發酵床內部溫度應不小于50 ℃；發酵處理過程中應定期翻堆，一般夏季每隔6 d翻堆1次，冬季每隔15 d對病死豬掩埋區域進行1次深翻；對于未分解的大塊骨頭定期檢出；根據發酵處理情況及時補充發酵床墊料，發酵床墊料損失不超過20 %；對發酵床池周邊環境進行定期消毒，并做好發酵床管理記錄。

3.3 發酵過程檢測

生物發酵過程受到化學、物理、生物因素的影響，其中最主要的影響因子有pH值、溫度、濕度、碳氮比（C/N）等。

溫度直接反映了發酵床微生物活性及物料轉化，溫度的變化情況對生物發酵過程至關重要，同時發酵過程中的高溫也是殺滅有害菌的重要因素。pH值不影響發酵床中有機質的降解，但pH值對微生物的生長至關重要[9]。濕度是生物發酵得以進行的重要指標，濕度過高則堆肥過程中的溫度難以維持；濕度過低，發酵床溶解性養分減少，影響微生物的生長，導致有機物分解過程減慢。碳源、氮源是微生物生長所必需的，碳氮比是生物發酵性能的重要參數，碳氮比過低會降低發酵床有機物的降解速度。生物發酵無害化處理技術通過發酵降解、高溫殺滅有害病原微生物（如大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等），而病原微生物的滅活效率則是衡量生物發酵處理病死動物及堆肥品質的關鍵。因此，在生物發酵過程中應檢測發酵床的溫度、pH值、濕度、碳氮比（C/N）、病原微生物數量。

4 討論

4.1 生物發酵原料

生物發酵床制作所需要的輔料來源廣泛，種類多。如谷殼、木屑、養殖場動物糞便、農業廢棄物等，生物發酵床制作原料充足，價格便宜。李亞蘋等[10]以玉米秸稈、木屑、油菜秸稈、米糠為輔料，開展病死豬輔熱好氧發酵研究，結果顯示添加玉米秸稈、木屑和油菜秸稈加快了病死豬輔熱好氧發酵進程，且病死豬輔熱好氧發酵的最佳輔料為木屑。

4.2 生物發酵菌種

添加微生物菌劑能改善發酵床堆體的微生物多樣性，能有效促進有機物的降解進而促進生物發酵床堆體溫度升高，延長生物發酵高溫時間，減少發酵所用時間，促進原料腐殖質形成。

嵇少澤等[11]從病死豬堆肥發酵樣品中篩選出能高效降解蛋白質及脂肪的菌株，通過分離純化篩選出10株具有較高蛋白酶活性和脂肪酶活性的菌株，混合后構建出5組病死豬堆肥高效降解復合菌體系。翟偉[12]從病死豬堆肥樣品中篩選出的蛋白酶產生菌和脂肪酶產生菌，具有較強降解能力且互相不存在拮抗性，將復合菌劑接種病死豬尸體進行堆肥應用效果評價，結果顯示櫻桃樣芽孢桿菌屬（cerasibacillus）和香味菌屬（myroides）主導堆肥前期發酵和溫度升高，厚壁菌門（firmicutes-unclassified）、假糖球芽孢桿菌（pseudogracilibacillus）屬和芽孢桿菌（bacillus）則主導高溫及腐熟階段有機質的分解。研究結果表明接種復合菌劑堆肥后，可以有效提高堆肥溫度，加速豬尸體分解，促進腐熟度，有害病原微生物均被完全殺滅，滿足無害化處理標準的要求。平宇明等[13]研究結果顯示，厚壁菌門（芽孢八疊球菌屬、微小桿菌屬）、變形菌門（擬產堿菌屬）3種細菌是以玉米秸稈發酵為輔料的豬尸體生物發酵池中的優勢菌群。王吉平等[14]研究結果表明在生物發酵法無害化處理病死豬過程中芽孢桿菌屬細菌為關鍵微生物，且主要功能種群是凝結芽孢桿菌類。

現階段規模化養殖場在生物發酵處理中通常采用商業復合菌劑，如群林發酵劑（主要由細菌、真菌復合而成，互不拮抗，協同作用），VT菌劑系列[5]（主要由纖維素分解菌、固氮菌等復合而成），RW酵素劑（好氧發酵的菌劑，主要由細菌、真菌、酵母菌、絲狀菌等菌株及相關酶類復配而制成）。

4.3 生物發酵技術優勢

生物發酵技術處理畜禽養殖廢棄物與病死動物主要優勢有輔料來源廣、種類多、價格便宜，技術簡單、相對投資小，技術穩定、無害、不會造成周圍生態環境污染，處理后的廢棄物能夠作為有機肥資源化利用。因此，生物發酵技術是一種較為理想的畜禽養殖廢棄物與病死動物無害化處理技術，也是現階段比較常用的無害化處理方法，具有較好的使用和推廣價值。■

參考文獻：

[1] 杜雪松，呂巖.動物糞污無害化生物處理技術[J].新農業，2021（15）：65.

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[4] 曾星凱，孔晟，朱淑琴，等.生物發酵降解法處理病死豬淺析[J].江西畜牧獸醫雜志，2015（1）：23-24.

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[8] 病死豬生物發酵床無害化處理技術規范：DB37/T 3114-2018[S].2018.

[9] 宋曉軍.規模豬場糞肥與病死動物尸體堆肥化處理方法的建立[J].養殖技術顧問，2014（11）：292-293.

[10] 李亞蘋，譚鶴群，黃忠浩.輔料種類對病死豬輔熱好氧發酵過程中惡臭排放的影響[J].華中農業大學學報，2022，41（4）：115-123.

[11] 嵇少澤，勾長龍，張喜慶，等.病死豬堆肥高效降解復合菌系的構建及應用效果[J].應用與環境生物學報，2020，26（3）：528-533.

[12] 翟偉.病死豬尸體降解復合菌劑的構建、應用及酶學性質研究[D].吉林農業大學，2023.

[13] 平宇明，項勛，楊志遠，等.玉米秸稈輔料發酵豬尸體生態系統微生物多樣性的變化研究[J].現代畜牧科技，2023（12）：38-43.

[14] 王吉平，張野，王瑾，等.病死豬無害化處理關鍵菌株分析[J].湖南生態科學學報，2022，9（3）：1-7.