異位生物發(fā)酵床技術(shù)在豬場糞污水處理上的應(yīng)用

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

江山市石明畜業(yè)有限公司成立于2015年10月，位于江山市石門鎮(zhèn)琚家崗村周家山，主要養(yǎng)殖生豬，建有豬舍12000 m2，貯糞池950 m2?，F(xiàn)存欄生豬5500頭，年出欄10000頭。公司采用“生豬+異位生物發(fā)酵技術(shù)+有機(jī)肥+種植專業(yè)戶(果苗茶牧草)”的技術(shù)模式，建有異位發(fā)酵床1560 m2，有機(jī)肥生產(chǎn)車間4200 m2，利用翻拋機(jī)對發(fā)酵床墊料進(jìn)行翻拋，實(shí)現(xiàn)豬場糞污零排放。

異位生物發(fā)酵床糞污零排放技術(shù)源于日本，由福建洛東生物技術(shù)有限公司引進(jìn)和改造，該技術(shù)可將豬糞中的污染物全部降解，并產(chǎn)生大量生物熱，同時蒸發(fā)豬糞中的水分，實(shí)現(xiàn)污染物零排放。江山市石明畜業(yè)有限公司是國內(nèi)異位生物發(fā)酵床技術(shù)的首家示范場，已經(jīng)成功使用異位生物發(fā)酵床技術(shù)，證實(shí)了該技術(shù)的有效性和可行性，是今后國內(nèi)養(yǎng)豬環(huán)保事業(yè)首選的發(fā)展方向之一。

1 異位生物發(fā)酵床的技術(shù)原理

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

圖1 畜禽糞尿中的營養(yǎng)成分分解原理示意圖

經(jīng)過不斷探索和試驗(yàn)表明，在做好嚴(yán)格源頭節(jié)水的前提下，可以利用豬糞發(fā)酵產(chǎn)生的能量蒸發(fā)糞污水中的水分，剩余的墊料廢渣可作為有機(jī)肥用于種植業(yè)。

本文將石明畜業(yè)有限公司的研究數(shù)據(jù)作出詳細(xì)分析，為養(yǎng)豬業(yè)者提供參考。

2 發(fā)酵床設(shè)計(jì)和使用方法

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

2.2墊料啟動發(fā)酵 生物發(fā)酵床運(yùn)行前，須先啟動微生物發(fā)酵。

第一步，根據(jù)發(fā)酵床體積計(jì)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(shè)均勻。鋪設(shè)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(shè)。

圖2 墊料鋪設(shè)示意圖

第四步，加水?dāng)嚢?，調(diào)節(jié)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(shè)備計(jì)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(fā)酵。墊料中心溫度達(dá)到60℃以上，發(fā)酵床即可使用，按設(shè)定量添加豬糞污水。

3 異位生物發(fā)酵床的指標(biāo)分析

2017年3月～6月，石明畜業(yè)有限公司技術(shù)人員對發(fā)酵床數(shù)據(jù)進(jìn)行了詳細(xì)研究，并從發(fā)酵體積(分解能力)、墊料發(fā)酵溫度、墊料水分含量和除臭等角度綜合分析試驗(yàn)結(jié)果。

3.1生物發(fā)酵床體積的變化 對異位生物發(fā)酵床進(jìn)行3個月的體積監(jiān)測，每月補(bǔ)充墊料(稻殼)100 m3左右。具體結(jié)果見表1。

表1 生物發(fā)酵床添加主要原料的體積和

監(jiān)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(yàn)結(jié)果表明，豬糞在生物發(fā)酵床內(nèi)可以有效分解；墊料補(bǔ)充量在正常范圍內(nèi)。

3.2生物發(fā)酵床的溫度

3.2.1溫度連續(xù)監(jiān)測 從2017年3月10日～2017年4月20日使用溫度記錄儀連續(xù)記錄發(fā)酵床30 cm深度的發(fā)酵溫度，每30 min記錄1次數(shù)值(翻動墊料時取出記錄儀，翻動后埋入30 cm深度)，結(jié)果見圖3。

圖3 試驗(yàn)第一個月生物發(fā)酵床30 cm溫度連續(xù)監(jiān)測結(jié)果

發(fā)酵溫度連續(xù)監(jiān)測結(jié)果表明，墊料30 cm深度發(fā)酵溫度基本可達(dá)到60℃以上，有時甚至可以到達(dá)70℃以上。

3.2.2溫度長期監(jiān)測 豬場現(xiàn)場操作人員，每天對生物發(fā)酵床30 cm和60 cm深度進(jìn)行一次監(jiān)測，結(jié)果見圖4和圖5。

圖4 試驗(yàn)全程30 cm溫度人工監(jiān)測結(jié)果

圖5 試驗(yàn)60 cm溫度人工監(jiān)測結(jié)果(4月5日起)

溫度檢測結(jié)果表明，生物發(fā)酵床30 cm深度溫度一般在60℃～70℃之間，少數(shù)時間會超過70℃；生物發(fā)酵床60 cm深度溫度一般在50℃～60℃之間。

試驗(yàn)結(jié)果表明，發(fā)酵床溫度可以達(dá)到正常發(fā)酵溫度水平，且在2個多月發(fā)酵時間內(nèi)保溫穩(wěn)定。

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

圖6 生物發(fā)酵床墊料含水量監(jiān)測結(jié)果(4月5日起)

3.4生物發(fā)酵床臭氣 生物發(fā)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(jī)構(gòu)杭州中一監(jiān)測對豬場臭氣進(jìn)行了檢測，其結(jié)果均低于國家標(biāo)準(zhǔn)。

表2 臭氣檢測結(jié)果

表3 硫化氫、氨檢測結(jié)果

4 結(jié)論

江山市石明畜業(yè)有限公司經(jīng)過2年的實(shí)踐，證實(shí)異位生物發(fā)酵床技術(shù)的可行性，該技術(shù)處理養(yǎng)豬糞污水可以實(shí)現(xiàn)污水零排放，發(fā)酵床中心溫度維持50℃～70℃之間，且在運(yùn)行過程中無臭氣排放。

該技術(shù)發(fā)酵產(chǎn)生的墊料廢渣符合有機(jī)肥的標(biāo)準(zhǔn)。

圖7-圖8是江山市石明畜業(yè)有限公司異位生物發(fā)酵車間實(shí)景圖。

圖7 洛東酵素U潔糞污水零排放處理系統(tǒng)發(fā)酵車間

圖8 異位生物發(fā)酵車間