不同规模牛场粪便无害化处理途径及技术

林 清, 赵春平, 江中良, 李晓军, 昝林森

(1.西北农林科技大学动物科技学院，陕西 杨凌 712100；2.宁夏西海固高端牛产业研究院，宁夏 海原 755220)

海原县及宁南地区，常年气候干燥，降雨量200～500 mm，适宜肉牛养殖。目前，以农村散养户(5～20头)为主体，合作社养牛规模(50～200头)较多，也有500头以上规模的养殖企业。针对不同规模养殖场，推荐以下实用性强，技术相对成熟，操作工艺简便的几种牛粪无害化及资源化利用模式。养殖户可以结合自身养殖规模和地形特点，选择不同的粪便无害化处理模式。

1 散养户或小型牛场堆肥发酵处理技术方法

在牛粪量不太大的情况下可以采用此法，适宜于30头以下规模养殖场，主要通过厌氧发酵的堆肥方式进行。

在堆粪场铺一层厚10 cm～15 cm的细草，以吸收下渗液体，然后将牛粪堆积成条垛状，表面拍实、抹平，再用泥或黑色塑料膜封好，1个月后，人工或用机械翻堆一次，再重新堆好。用同样方法封严，达到完全腐熟。夏季约需2个月，冬季则需3至4个月。完全腐熟的标志是粪便不粘手、转化成质地均匀的黑褐色物质。

牛粪在堆粪场堆积发酵是经过一个60 ℃以上的高温过程，能杀死各种病菌和虫卵，粪污中的多种成分能转变成植物生长需要的有效养分，即成为有机肥料，可直接施于设施农业栽培或农作物种植。堆肥处理具有运行费用低、处理量稍大、二次污染小等优点而被广泛使用。

2 大中型牛场牛粪生产有机肥技术方法

这是一种利用牛粪，经预处理、装池、翻堆(供气)发酵，生产专用有机肥的技术。适宜50头以上，养殖规模较大的肉牛养殖场。该技术具有处理量大，无害化处理彻底，有机肥用途广泛的优点，缺点是占地面积大，前期投入大，主要通过有氧发酵方式进行。

这项技术的核心是：牛粪加工有机肥工艺利用添加秸秆、稻糠之类的农作物作为填充料，然后在撒上生物菌种剂，通过翻堆机腐熟发酵，1～2 d翻抛一次，一般7～10 d可完全腐熟，制成国家标准有机肥料。

2.1 牛粪有机肥原料水分的控制

发酵牛粪的时候水分控制含量应该在40%～65%。而其判断的方法便是用手紧握一把物料，指缝见水却不下滴且物料落地便散为最佳状态。发酵期间水分少便会发酵的慢，而水多又会影响其物料的通风，所以一定要控制好水分。

2.2 牛粪有机肥发酵温度的控制

牛粪有机肥原料发酵的初始温度可控制在15 ℃以上较为合适(四季可作业，不受季节影响，冬天尽量在室内或大棚内发酵)，而物料发酵升温控制在70 ℃～75 ℃以下为宜。

2.3 牛粪有机肥供氧措施

牛粪发酵有机肥原料期间是需要好氧发酵的，因此在发酵的时候需要2～3 d利用发酵设备进行翻抛(翻抛设备:槽式翻抛机、移动翻抛机)，以便达到供氧目的。此种情况如若不重视很有可能导致厌氧发酵而产生臭味，从而影响肥料效果。

2.4 牛粪原料发酵时间

牛粪有机肥原料发酵一般在堆积48 h后，温度升至50～60 ℃，第三天可达65 ℃以上，而整体原料的发酵在15～30 d内完成，当物料呈现黑褐色，表面有白色菌丝出现说明已经发酵完毕。

3 利用牛粪栽培双孢蘑菇技术方法

这是一种利用干牛粪，经堆积、升温发酵、接种、覆土以及出菇管理过程，生产双孢菇的技术，以提高牛粪利用率，增加附加值的生产模式。适宜不同规模的养殖场。

3.1 堆积处理

在干牛粪中加入3%～4%石灰混合均匀后，加水拌湿，调节含水量至70%～75%，将牛粪堆积在室外，料堆宽2～3 m，高1 m，长度因地势而异，覆盖塑料薄膜保湿发酵，堆积发酵时间为7～10 d。

3.2 发酵

将发酵的牛粪堆放在蘑菇栽培床架上，堆放厚度为30～40 cm，并压平整料面，关闭门窗，自然升温，当培养料内温度上升到48 ℃～52 ℃时，维持1～2 d。然后，通入蒸汽升高温度，使培养料内温度上升到60 ℃时，保持6～8 h，然后，停止通入蒸汽，降低温度培养料内温度，当温度下降到48 ℃～52 ℃时，维持3～5 d,每天通风1～2次。

3.3 播种

当料内温度下降到26 ℃时开始播种，将菌种均匀撒在料面上，轻压菌种，使其与培养料充分接触好。然后，关闭门窗，保温保湿发菌，3d后，菌种开始萌发并消化牛粪，已开始生长时，适当加大通风量，增加新鲜空气；经过7～10 d，当菌丝已生长布满料面后，逐渐加大通风量，降低料面水分，并将菇房内空气相对湿度控制在80%左右，促使菌丝向料内生长，防止菌丝在培养料表面徒长。一般接种18～20 d，菌丝可长到料底部。

3.4 覆土

选择前茬没有生产过食用菌的田地，取耕作层以下的土壤，或者取山林土壤。土壤要求保水和通透性好的壤土，将土壤打碎成细颗粒，直径1.0cm～1.5 cm，并在土壤中加入1.0%～1.5%的石灰粉拌匀，调节pH至7.5左右，或以泥炭土，泥炭土具有较好的保水性能和通透性，是最理想的覆土材料。此外，还可将泥炭土与耕地土壤混合使用。

当菌丝长满料层，并从底部可见到菌丝时，即可覆土。覆土方法是：将2/3粗土粒盖在料面上，厚度为2.5 cm～3.0 cm，再覆盖细土粒，厚度为0.8 cm～1.0 cm，使覆盖土壤的总厚度达到3.5 cm～4.0 cm即可。

3.5 覆土后管理

覆土后的3 d内，保持菇房内空气相对湿度在90%左右，使土壤呈湿润状态。之后，适当加大通风量，促使菌丝向土壤中生长。若土壤含水量较高，湿度大时，应加大通风量，降低湿度，防止菌丝徒长，在土表形成气生菌丝，影响产量和质量。

3.6 出菇管理

3.6.1 诱导出菇 覆土12 d后，在土粒间可见菌丝时，及时诱导出菇。通过喷水来促使菌丝扭结形成原基，喷水量以土层湿透而不漏入培养料内为宜，同时加大通风量。当形成黄豆粒大小的菇蕾后，及时喷出菇水，保持土壤呈湿润状态，满足子实体生长的水分和湿度。

3.6.2 子实体生长发育管理 双孢蘑菇栽培是在秋季接种，以秋、冬、春为出菇期，即在10月至翌年的4月出菇期。由于各个季节温度和生长期不同，因此在出菇管理方法也不同。

3.6.2.1 秋季出菇管理

秋季是首次出菇，当子实体形成后，将菇房内温度控制在14～18 ℃之间。温度低于10 ℃时，须做好保温管理；温度高于20 ℃时，打开门窗，加强通风管理，降低温度。将菇房内空气相对湿度控制在90%左右，通过喷水来调节湿度，始终保持土壤呈湿润状态。喷水量应根据出菇量和气候来定，喷水要做到轻喷勤喷，菇多多喷，菇少少喷，晴天多喷，阴雨天少喷，忌在高温期间和采菇时喷水。正确处理好喷水、通风和温度三者之间的关系，是提高产量和质量的关键。当子实体菌盖直径达到2～5cm，菌膜尚未破裂时采收。温度高于20 ℃时，采收要及时，每天采收2～3次，才能保证产品质量。采收时，准备装菇和装菇脚的筐，边采收边截去菇脚，不同大小的菇，分别装筐。采收后，整理床面，去除病死菇和残根，修补土层，喷水补足水分，通风降温，诱导下一茬菇生长。

3.6.2.2 冬季出菇管理

冬季气温低于10 ℃时，不出菇。此期间应做好通风，保温，松土、除老根和适当调节水分管理。每周喷水1～2次，保持土壤呈湿润状态，不变白；在晴天中午通风，保持菇房内空气新鲜。在冬季后期，为了让土层内菌丝恢复生长，应对土层进行一次松动，除去失去再生能力的老根。然后，补充水分，每天喷水1～2次，在2～3 d内喷水量为3 kg/m2左右，同时进行通风换气，使断裂的菌丝重新萌发生长。

3.6.2.3 春季出菇管理

当气温回升并稳定在10 ℃以上时，开始进入出菇管理，春菇出菇期间为3～5月。在3月初开始补水，用5%石灰调制的石灰水来喷洒，用水量为5～9 kg/m2。首先喷水补充培养料和土壤中水分，使土壤含水量达到19%～20%，即手捏土能扁，搓得圆，不粘手为度。若土壤和培养料较干时，应重喷一次水，喷水要淋透培养料。然后，做好保温保湿管理，诱导子实体生长。当子实体生长出来后，喷水以提高环境中湿度为主，使空气相对湿度达到90%～95%，同时，适当通风，既要菇房内空气新鲜，又要菌床不干燥。春菇管理得当，可获得高产。因春季气温变化大，并逐渐升高，易出现薄皮菇和开伞菇，因此春菇采收要及时，才能保证产品质量。

传统的双孢蘑菇生产是以稻草、麦秸与家畜粪等原材料栽培，须进行一次发酵和二次发酵栽培，一次发酵时间长达20 d，所需劳动力多，强度大等，生产成本高，而且难以推广。在牛粪多，劳动力少时，该技术只需简短一次发酵，再行二次发酵，操作简便，产量和产品质量与传统栽培方式相当。

4 利用牛粪养殖蚯蚓技术

这是一种以牛粪为原料，通过蚯蚓养殖进行无害化处理，生产蚯蚓和蚯蚓粪的技术。主要是利用EM原液对牛粪料进行发酵处理，粪料发酵时间大大缩短，异味降低，而且饲料发酵好以后，pH值自然会达到6.5～7.5，不必调节，直接就可以饲喂，饲料利用率大大提高，蚯蚓产茧多，繁殖快，产量提高2～3倍。方法如下：

4.1 架堆

用稻草、秸秆(裁成小段更好)先铺一层(厚10～15 cm)干料，然后在干料上铺粪料(4～6 cm厚)，如此重复铺3～5层，每铺一层用喷水壶喷水(EM原液就在此时加入粪堆中，一吨粪料需要EM10 kg兑水100 kg左右)，直至水渗出为好。如采用垃圾，一层垃圾一层粪，长宽不限，并用薄膜盖严；如果用100%粪料，先把粪料晒至五六成干后架堆，用EM兑水淋湿，用薄膜盖严。

4.2 翻堆

在气温较高的季节，一般第2天堆内温度就会明显上升，4～5 d可升至60 ℃～70 ℃，以后逐渐下降，当堆内温度降至40 ℃时(这个过程需12 d)则进行翻堆，把上面翻到下面，两边翻到中间，并再加入EM稀释液。冬天翻堆2～3次，夏天翻堆1次。

4.3 投喂

饲料发酵结束后，扒开饲料淋水散热后即可使用，投喂时一般采用上添法和侧喂法，上添法就是把饲料铺盖在原有已被蚯蚓吃过的饲料上，每10～15 d进行1次；侧喂法就是取出部分已吃完的饲料再把新饲料添在一边，下次添加另一边。

5 污水黑膜处理生产沼气的技术方法

养殖场污水来源主要是建筑屋顶和硬化场地的雨水，牛粪尿的污水产生量较少，仅占20%～30%，所以通过加装雨污分离设施能极大减少污水排放和处理总量。高密度密闭黑膜处理技术是粪便和污水一起处理的方式，最终产生沼气。这项技术具有前期投入小，处理量大，使用时间长的优点，但占地面积较大。其核心技术就是根据排污总量和HDPE黑膜池允许贮存量设计建造密闭厌氧发酵容积，循环排放模式等，再加装污水进入口、排出口和产生的沼气出口。

5.1 HDPE(高密度密闭防渗膜)施工工艺

5.1.1 HDPE防渗膜施工的工程基面要求 基面质量应符合设计要求：基坑底面、坡面及其坡比、边坡上锚固槽、坡面与底面连接处均应严格达到设计要求。基面应干燥、压实、平整、无裂痕、无明显尖突、无泥泞、无凹陷，垂直深度25 mm内不应有树根、瓦砾、石子、钢筋头、玻璃屑。平整度应在允许的范围内平缓变化，坡度均匀一致。基面上的阴阳角处应圆滑过渡，柱根部应做成圆弧状。基底表面干燥，含水率宜在15%以下。基底应密实均匀，土质基底的密度不得小于1.4 t/m2。

5.1.2 HDPE防渗膜施工的气候要求 一般气温应在5 ℃度以上，低温时膜应紧张些，高温时膜应放松些。风力在四级以下。气温过低时，4级以上大风及雨雪天气一般不应施工。风力影响土工膜施工时，待焊的HDPE膜应用砂袋压牢。

5.1.3 HDPE防渗膜焊接的注意事项 热风枪、砂轮机和焊机拖带的电源线在使用过程中，必须最大限度的远离其工作部位，以免损伤脑筋电线发生漏电。除热风焊接外，热风枪的嘴部在任何情况下都不得与HDPE膜面接触，并且尽可能的远离膜面、人体、机械等物体。焊机在不使用时，不得直接放置在HDPE膜面上，应放置在支架或沙袋带上。裁膜刀使用完毕后，应立即将刀片收回刀盒内。在现场使用的各种临时性小型工具，使用完毕，应及时放入工具箱内。严禁将从挤压焊接机枪头摘下的焊料等直接丢弃在土工膜面上。HDPE防渗膜施工现场禁止吸烟，不得穿带铁钉的鞋或高跟硬底鞋到膜面上行走，不允许从事有可能破坏膜成品的一切活动。

5.2 HDPE防渗膜的铺设

铺设HDPE防渗膜是整个防渗系统中较为关键的工序。在铺膜前对HDPE防渗膜外观质量进行开包检查，记录并修补已发现的机械损伤和生产创伤、孔洞、折损等缺陷。HDPE防渗膜裁切之前，经丈量其相关尺寸，然后按实际裁切，在膜铺设中膜与膜之间接缝的搭接宽度不小于100 mm，使接缝排列方向平行于最大坡脚线，即沿坡度方向排列。铺设HDPE防渗膜时应力求焊缝最少，在保证质量的前提下，尽量节约原材料。同时也容易保证质量。通常在拐角及畸形地段，应是接缝长度尽量减短。除特殊要求外，在坡度大于1∶6的斜坡上距顶坡或应力集中区域1.5 m范围内，尽量不设焊缝。HDPE防渗膜在铺设中，应避免产生人为褶皱，温度较低时，应尽量拉紧，铺平。HDPE防渗膜铺设完成后，应尽量减少在膜面上行走、搬动工具等，凡能对HDPE防渗膜造成危害的物件，均不应放在膜上或携带在膜上行走，以免对膜造成意外损伤。

5.3 HDPE防渗膜的焊接

HDPE防渗膜的焊接使用楔焊机，采用双轨热熔焊接。楔焊机无法焊接的部位，应采用挤出式热熔焊机，配以与原材料同质的焊条，形成堆焊的单焊缝。热锲焊机焊接工序分为：调节压力、设定温度、设定速度、焊缝搭接检查、装膜入机、启动马达。接缝处不得有油污、灰尘，HDPE防渗膜的搭接段面不应有泥沙、结露、潮湿等杂物，当有杂物时必须在焊接前清理干净。每天焊接开始时，通常应在现场先试焊一条0.9 mm×0.3 mm的试样,搭接宽度不小于10 cm,并在现场进行剥离和剪切试验,试样合格后,便可用当时调整好的速度、压力、温度进行正常焊接。热锲焊机在焊接过程中，需随时注意焊机的运行情况，要根据现场的实际情况对速度和温度进行微调。焊缝要求整齐、美观、不得有滑焊、跳走现象。在遇上防渗膜长度不够时，需要长向拼接，应先把横向焊缝焊好，再焊纵缝，横向焊缝相距大于50 cm应成T字型，不得十字交叉。焊膜时不许压出死折，铺设HDPE防渗膜时，根据当地气温变化幅度和HDPE防渗膜的性能要求，预留出温度变化引起的伸缩变形量。在下雨期间或接缝有潮气、露水、或者大沙的情况下不能进行焊接(但采取防护措施是除外)。温度低于5 ℃时，按照规范要求不应施工，如果必须施工的话，焊接前应对焊机进行预热处理。防渗膜在焊接时不论采用当地电源还是发电机供电，都必须保持电压稳定，必要时须使用稳压器。

5.4 HDPE防渗膜的锚固

锚固的方法分为三种：沟槽锚固、射钉锚固和膨胀螺栓锚固；某些领域还会用到预埋件。视HDPE土工膜的使用条件及受力情况，其锚固沟槽宽度一般为0.4 m～1.0 m,其深度为0.4 m～1.0 m。将防渗膜边缘翻折在沟槽内用石块、回填土或是水泥浇灌将其固定。

5.5 HDPE防渗膜的检测

检测按三个步骤进行，即目测、充气检测及破坏试验。目测主要是对铺设的土工膜外观、焊缝质量、T型焊接、基底杂物等进行细致的检查，所有施工人员对这一工作都应贯彻在全部施工过程中。除目检外，如有必要还可采用真空检测和气压检测，充气压检测的充气强度为0.25 Mpa，5 min不漏气，考虑到卷材较柔软易变形，允许压力下降20%。进行拉力测试时(破坏试验)，其标准为在做剥离和剪切试验时，焊缝没被撕裂开而母才被撕拉破坏，此时焊接合格。外观检查，发现膜面有孔眼等缺陷损及焊接过程中出现的漏焊、虚焊、破损等情况下，应及时用新鲜的母材修补，补疤每边超过破损部位10～20 cm。

最后，按照设计要求，链接进污口，排污口以及贮气室。注意做好循环运行模式。