異位發(fā)酵床：奶牛糞污處理的好技術(shù)

楊漢卿 王均良 雷 蕾

陜西省畜牧技術(shù)推廣總站，西安710016

牛奶是大自然賦予人類最完美的食物之一。奶牛場(chǎng)每天在生產(chǎn)大量營(yíng)養(yǎng)豐富、美味可口牛奶的同時(shí)，產(chǎn)生的大量糞污是造成農(nóng)業(yè)面源污染的重要因素之一。貫徹總書記的“青山綠水”理念，處理好奶牛糞污，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、生態(tài)協(xié)同發(fā)展是奶牛場(chǎng)必須面對(duì)和需要解決的問(wèn)題。

異位發(fā)酵床處理糞污技術(shù)是2018年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部列為的十大重大引領(lǐng)農(nóng)業(yè)技術(shù)之一。目前在南方的福建、浙江、湖北、廣東等地被一些中小規(guī)模的養(yǎng)豬戶及在正大、溫氏、新希望等大的集團(tuán)得到廣泛應(yīng)用。近年來(lái)在奶牛糞污處理上也得到逐步推廣。異位發(fā)酵床和原位發(fā)酵床相比，是將發(fā)酵床建在了畜舍外，但處理糞污的原理和其相同，都是利用分布在墊料中的微生物將糞污中的有機(jī)物質(zhì)分解成二氧化碳、水分、能量，能量使墊料溫度可升高至60～70 ℃，促進(jìn)水分、二氧化碳逸出，并殺滅其中的蟲卵、細(xì)菌、病毒、草籽等有害物質(zhì)，可大大減少?zèng)_圈水量，最終剩余物可加工成有機(jī)肥使用，從而實(shí)現(xiàn)了糞污處理的減量化、資源化、零排放的目的。

1 異位發(fā)酵床建設(shè)

將奶牛舍地面建成或改造為全漏縫或半漏縫地板，糞尿通過(guò)縫隙落入下部等寬、防滲、有斜坡的排污通道進(jìn)入舍外的集污池，經(jīng)切割攪拌均質(zhì)后泵送至或通過(guò)暗管輸送至異位發(fā)酵床附近的集污池，再泵送至異位發(fā)酵床內(nèi)的噴淋池中，噴淋池兩側(cè)或一側(cè)（根據(jù)養(yǎng)殖規(guī)模及地形而定，存欄1 頭奶牛配套3.3 m3發(fā)酵床較宜[1]）建等長(zhǎng)、一般4 m 寬、2 m深、長(zhǎng)度以養(yǎng)殖量而定、底部為V 型的長(zhǎng)方體（一端為無(wú)圍擋的進(jìn)料口）、三面由磚混建構(gòu)和水泥抹光圍擋、墊料組成的異位發(fā)酵床。V 型中部設(shè)帶縫的滲濾液排出管，濾液沿斜坡到進(jìn)料口處設(shè)的上部加蓋的回流池后再輸入噴淋池。床體兩側(cè)有曝氣管、底部?jī)蓚?cè)均防滲，北方高寒區(qū)應(yīng)設(shè)有床體保溫裝置。床內(nèi)物質(zhì)由鋸末和稻殼組成的墊料與發(fā)酵微生物混合均勻組成，鋸末至少占?jí)|料30%。墊料厚度一般1.5～1.7 m。發(fā)酵床一端為墊料進(jìn)出口，另一端為頂部，且兩側(cè)等高相連。床上橫跨噴淋機(jī)（噴淋池一側(cè)有床體的和床體連接一側(cè)的設(shè)與床體等長(zhǎng)、平行的均勻布孔的噴淋管）、翻耙機(jī)，有多個(gè)床體的還配有變軌移位機(jī)，可將噴淋機(jī)和翻耙機(jī)在頂端移動(dòng)至不同的床體工作。床體四周留有1～2 m 通道，進(jìn)料口通道相應(yīng)較寬。床體上部，在長(zhǎng)江流域可設(shè)計(jì)成蔬菜大棚式，采用無(wú)滴大棚膜，安裝手搖卷膜器；在華南地區(qū)可設(shè)計(jì)為鋼架結(jié)構(gòu)的陽(yáng)光棚、上為透明采光瓦，高度可至4 m，利于通風(fēng)散熱，四周設(shè)透明吊簾或手搖不密封帳幕。棚兩側(cè)頂部設(shè)排風(fēng)口。棚內(nèi)臨近棚頂設(shè)置吸風(fēng)口和外部除臭裝置連接，保證排出氣體對(duì)周邊空氣無(wú)污染。棚外設(shè)排水溝。

2 床體啟動(dòng)

在床內(nèi)鋸末層和稻殼層一般間隔10 cm 相同厚度，交替向上鋪墊至翻耙機(jī)中軸高度。將集污池污泥切割攪拌均勻后泵送或輸送至噴淋池，經(jīng)再次勻質(zhì)噴灑至床體翻耙均勻。噴淋量以墊料30 kg/m3為宜，床體水分應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)，衡量標(biāo)準(zhǔn)以用力手握墊料指縫有液體滲出但不流下、手松開成團(tuán)、落下散開為宜。菌種添加按說(shuō)明書掌握好水溫和濃度，均勻噴灑于床上并翻拋均勻。放下薄膜或帳幕靜置發(fā)酵3～5 d，待墊料下部30～40 cm 處溫度升至40 ℃以上、中心60 ℃以上時(shí)便可正常使用。啟動(dòng)時(shí)室外溫度不低于5 ℃。

3 管理要素

3.1 糞尿污泥添加

夏秋季墊料下30～40 cm 處溫度40 ℃時(shí)，每天按30 kg/m3噴淋1 次，冬春季可少量多次以此量添加，防止1 次添加過(guò)多造成床體溫度下降過(guò)快。應(yīng)加入新鮮、無(wú)牛胃內(nèi)容物、消毒劑、殺蟲劑、抗生素、每天現(xiàn)調(diào)現(xiàn)用的糞尿。噴淋應(yīng)均勻，若床體底部有滲濾液，證明添加量過(guò)大。糞污干物質(zhì)含量應(yīng)為10%～20%，低于7%會(huì)導(dǎo)致營(yíng)養(yǎng)不足影響發(fā)酵。

3.2 翻 耙

噴淋后4～8 h 翻耙，夏秋季1～2 次/d，冬春季1次/d。晴朗天氣或低溫回潮天氣應(yīng)增加或減少翻耙次數(shù)。翻耙深度不低于0.9 m。注意監(jiān)測(cè)墊料溫濕度，床體溫度以45～65 ℃、濕度以40%～60%、pH 值以7.5 弱堿性較為適宜。若溫度超過(guò)70 ℃應(yīng)增加翻耙次數(shù)。棚內(nèi)溫度高于40 ℃應(yīng)開啟通風(fēng)機(jī)換氣。

3.3 菌種墊料添加

微生物系統(tǒng)以好氧嗜熱、分解糞污能力強(qiáng)的芽孢桿菌、光合細(xì)菌、酵母等達(dá)10 種以上及其代謝產(chǎn)物組成，冬季應(yīng)有低溫菌種。大的養(yǎng)殖場(chǎng)可利用土著菌自我分離繁殖菌種使用。菌種一般半月添加1次。當(dāng)墊料高度降低10～15 cm 時(shí)應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充，并按比例補(bǔ)充相應(yīng)量的菌種，禁止有化學(xué)物質(zhì)、腐爛、霉變墊料加入，樟樹、桉樹、松樹[2]等鋸末不能使用，墊料碳氮比以25～35∶1 最好，正常使用的墊料不超過(guò)3年。墊料應(yīng)粗細(xì)料搭配、提高透氣性和吸水性，有一定細(xì)料，可防止板結(jié)。墊料厚度冬季厚于夏季，夏季不少于1 m。冬季應(yīng)注意墊料保溫，防止“死床”。

3.4 薄膜帳幕升降

添加糞尿污泥、墊料、菌種，保養(yǎng)、維護(hù)棚內(nèi)機(jī)械、電源線路等時(shí)需適當(dāng)敞開薄膜帳幕，保證內(nèi)部氧氣充足。晴朗天多敞開、陰潮雨雪天要密閉保溫又防雨雪進(jìn)入。

3.5 監(jiān) 測(cè)

溫濕度應(yīng)每日監(jiān)測(cè)，pH 值應(yīng)10日監(jiān)測(cè)1 次。噴淋后按時(shí)翻耙墊料后48 h 墊料下40 cm 處溫度應(yīng)達(dá)到60 ℃。床體濕濕度、pH 以3.2 節(jié)所述為宜。正常運(yùn)行的發(fā)酵床應(yīng)冒熱氣、無(wú)臭味、墊料顏色逐漸變黑，否則應(yīng)查因施策恢復(fù)功能。智能操作控制系統(tǒng)應(yīng)和手機(jī)連接，便于及時(shí)操作監(jiān)控。

3.6 安 全

集污池應(yīng)設(shè)置大門、護(hù)欄，閑人免入，預(yù)留排氣口。切割機(jī)、污泥泵等機(jī)械有故障時(shí)應(yīng)起吊出后修理，維修人員應(yīng)有安全保護(hù)裝置。添加糞尿、墊料、菌種、翻耙時(shí)應(yīng)適當(dāng)開啟帳幕薄膜。翻耙機(jī)應(yīng)上壓重物防止跳起、有礙工作和安全，棚內(nèi)機(jī)械工作時(shí)閑人禁入。發(fā)酵區(qū)電源線路應(yīng)布局合理，有安全保障。機(jī)械操作、電源管理維護(hù)、智能化控制人員應(yīng)遵守操作、安全規(guī)章制度。

4 應(yīng)用效果

利用微生物分解了糞污中大量的有機(jī)質(zhì)，墊料可使用近3年，剩余的腐殖質(zhì)大大減少且可加工有機(jī)肥，減少了土地的消納量，能改善土壤結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了糞污的資源化利用和農(nóng)牧循環(huán)，提高了養(yǎng)殖效益和農(nóng)作物產(chǎn)量。微生物將有機(jī)質(zhì)分解成水、二氧化碳并經(jīng)除臭裝置排入大氣，實(shí)現(xiàn)了零排放，降低了糞污面源污染，解決了奶牛場(chǎng)面臨的大量糞污處理難題。養(yǎng)殖場(chǎng)采用雨污分流、漏縫地板，大大減少了老式水泥圈舍水的使用量。糞尿不再停留于牛活動(dòng)的地面，舍內(nèi)漏縫地板下的排污管道注入少量水液封后，極大降低了舍內(nèi)氨氣、硫化氫等有害刺激性氣體對(duì)奶牛和工作人員的危害，減少了蚊蠅，改善了牛舍氣味。徐潔等[3]研究表明，此技術(shù)應(yīng)用每年可減少氨氮排放量5 kg/m3，化學(xué)需氧量100 kg/m3。和傳統(tǒng)原位發(fā)酵床比，呼吸道疾病、皮膚病、趾蹄病、乳房炎明顯減少，有利于奶?；顒?dòng)，防止了發(fā)酵床高溫給奶牛帶來(lái)的應(yīng)激、促進(jìn)了奶量提升。圈舍可正常消毒、有利疫情防控。環(huán)保監(jiān)管人員不用進(jìn)入牛舍，既便于監(jiān)管又防止給養(yǎng)殖場(chǎng)帶來(lái)疫病隱患，避免雙方間產(chǎn)生糾紛。實(shí)現(xiàn)了牛床分離，避免了原位發(fā)酵床易于局部濕度過(guò)大帶來(lái)的“死床”問(wèn)題。墊料可以鋪的更厚，適合于大型機(jī)械翻拋，處理效率高、發(fā)酵更充分。便于對(duì)床體溫濕度、pH 值監(jiān)測(cè)，易于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

5 問(wèn)題與建議

正規(guī)的菌種、翻耙機(jī)、噴淋機(jī)等生產(chǎn)廠家少，有的中途更換菌種，影響發(fā)酵效果，機(jī)械易出現(xiàn)故障，加之養(yǎng)殖場(chǎng)一般位置偏僻，作為較新技術(shù)廠家售后力量一時(shí)難以跟上，造成售后服務(wù)差，建議相關(guān)廠家加大技術(shù)攻關(guān)力度，強(qiáng)化技術(shù)力量支撐，改善產(chǎn)品和售后質(zhì)量。由于翻耙機(jī)不能和床側(cè)壁直接接觸，床側(cè)壁附近翻耙機(jī)翻耙不到，應(yīng)進(jìn)一步精準(zhǔn)配套機(jī)械，強(qiáng)化智能化管理，減少人力翻耙。作為一項(xiàng)新技術(shù)，畜牧技術(shù)推廣部門人員掌握技術(shù)要領(lǐng)的少，需要在實(shí)踐中學(xué)習(xí)，提高服務(wù)能力。在養(yǎng)豬上應(yīng)用較多，奶牛作為大型家畜，糞污多、處理壓力大，應(yīng)加大宣傳力度、擴(kuò)大推廣面，解除糞污處理之憂。鋸末是發(fā)酵床的主要原料，存在和豬等家畜發(fā)酵床體使用及和木制品廠爭(zhēng)資源問(wèn)題，引起供應(yīng)緊張、價(jià)格上漲，發(fā)酵床成本升高，需要研究更多種類的墊料及比例組成，如菌棒渣、中藥渣、茶葉渣、農(nóng)作物秸稈、玉米芯等。由于墊料使用時(shí)間長(zhǎng)，飼料中一些添加劑導(dǎo)致墊料剩余物中銅鋅砷等重金屬含量高[4]，加工成有機(jī)肥施用后會(huì)給土壤結(jié)構(gòu)和農(nóng)作物帶來(lái)危害，造成次生污染，也減少了墊料的使用時(shí)間，應(yīng)多利用益生素、酶制劑、植物提取物、中草藥等作為添加劑，使重金屬含量達(dá)到有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)，延長(zhǎng)墊料使用時(shí)間，降低墊料成本。異位發(fā)酵床操作、管理規(guī)程上，場(chǎng)家間大同小異，未根據(jù)各自氣候、規(guī)模、糞尿差異、機(jī)械配置等制定自我規(guī)程，養(yǎng)殖場(chǎng)、設(shè)備菌種生產(chǎn)廠家、技術(shù)推廣機(jī)構(gòu)應(yīng)協(xié)同量身制作差異化、適合各自的最優(yōu)規(guī)程。個(gè)別養(yǎng)殖戶把異位發(fā)酵床作為應(yīng)付監(jiān)管使用，監(jiān)管過(guò)后依然偷排亂放，未起到真正作用，監(jiān)管部門應(yīng)加大監(jiān)管懲罰力度、創(chuàng)新監(jiān)管方式、發(fā)揮社會(huì)力量，確保該技術(shù)發(fā)揮實(shí)效。

異位發(fā)酵床作為農(nóng)業(yè)農(nóng)村部推廣的糞污處理技術(shù)之一，經(jīng)近年來(lái)在奶牛糞污處理上的實(shí)踐證明是可行的[5]，即解決了奶牛糞污的污染問(wèn)題，又實(shí)現(xiàn)了糞污的資源化利用，形成了農(nóng)牧循環(huán)，互利共贏。希望在今后的實(shí)踐中繼續(xù)摸索，尋找到解決上述問(wèn)題的更好方法，使異位發(fā)酵床技術(shù)在奶牛糞污處理上發(fā)揮更大的作用。