规模化猪场粪污与病死猪生物发酵技术探讨

摘要：为提高规模化猪场粪污与病死猪尸体无害化处理效率，本文根据生物发酵处理技术特点，分别从发酵设施建造、发酵床制作、堆肥发酵进行分析，归纳出规模化猪场粪污与病死猪尸体生物发酵处理技术措施，以期为畜禽养殖废弃物的无害化处理和资源化利用提供参考。

关键词：规模化猪场；粪污；病死猪；生物发酵技术

近年来，养猪业逐渐向规模化集约化方向迅速发展，规模化养猪有助于提升养殖收益，但规模化养猪同时会增加生产风险。规模化养殖模式密度大，养殖过程中产生的污水、粪便、尿液及病死猪等有机废弃物增加，这些有机废弃物的消纳、处理和环境污染等问题成为养猪业面临的一大难题。

动物粪污资源化利用方式主要有好氧堆肥发酵处理、厌氧发酵处理（沼气化）、发酵床养殖[1]。病死猪无害化处理方式主要有深埋处理法、焚烧法、化制法、发酵法、化学处理法[2]。传统模式将养猪场粪污与病死猪分开处理，而生物发酵处理技术是将养猪场产生的污水、粪便、尿液及病死猪等有机废弃物与辅料混合发酵，通过发酵降解、高温杀菌等转化为可利用的有机肥。

1 发酵设施建造

1.1 选址

生物发酵池的建设要符合畜禽标准化规模养殖场建设要求，要选在离生活区相对较远的地方，位于养殖场下风处，设置养殖废弃物和尸体运输通道和防疫设施。

1.2 布局

生物发酵池应根据规模猪场场地面积和饲养数量而定。形状一般为长方形或正方形，也可根据实际情况设计为其他形状；根据地下水位高低可设置为地上或半地上，可以是单体发酵池或并列发酵池；发酵池深度一般在1.2 m以上，长度根据规模猪场实际情况设定，发酵原料层厚度在1～1.2 m；生物发酵池应做好防渗处理，上方需要建设配套的遮雨棚防止雨水进入发酵池[3]。

2 发酵床制作

2.1 原料

生物发酵床的主要原料为猪粪便，另外需添加碳源，如作物秸秆、木屑等[4]。发酵原料应无腐烂、污染、发霉、异味；降解慢、碳氮比高的原料优先选择，且碳氮比应该大于25：1。

2.2 发酵菌种

通常在粪便堆肥过程中主要使用的菌种有芽孢杆菌、霉菌、假单胞菌等，动物尸体堆肥过程中主要使用芽孢杆菌[5]。

发酵菌种含酵母菌、枯草杆菌和芽孢杆菌等，如嗜热好氧杆菌（thermoaerobium）、东方伊萨酵母（issatchenkia orientalis）、枯草芽孢杆菌（bacillus subtilis）、硝化细菌（nitrifying bacteria）、双歧杆菌（bifidobacterium）、嗜热古菌（pyrococcus horikoshii）等[6]。

2.3 发酵床

将猪粪与等量的碳源物质充分混合均匀后铺放于发酵池。

应该选择高效、安全的微生物菌种，且有效活菌数量应≥5×109 /g[7]；使用前将发酵菌种按要求与适量米糠等营养添加剂按比例预混合均匀进行活化和扩培。将垫料铺放于发酵池内，垫料添加预混合后的菌种2 ～3 kg/m3并混匀，并使发酵床垫料含水量为60%左右，混合好的发酵垫料用手能捏成团，放开后自动散开，手中潮湿即可。

3 堆肥发酵

发酵床添加菌种完毕后，进行垫料的发酵，发酵堆体的温度在50 ℃以上并维持此温度3 d后方可使用。

3.1 病死猪处理

养殖场内死亡的猪及时捡拾出圈舍，由官方兽医进行初步判断（确认非重大动物疫病或人畜共患病死亡），方可运送至处理区，病死猪的运送按《病死动物无害化处理技术规范》（农医发〔2013〕34号）的要求执行。

从发酵床的一端开始，在垫料中挖开一道可以容纳病死猪的沟槽，深度距离底部地面20 cm以上；将病死猪尸体均匀地平铺于开好的沟槽内，尸体层应≤30 cm，尸体层上下垫料层厚度应≥30 cm；一个沟槽填满后，再开第二个沟槽，沟槽间隔应大于30 cm，依次直至填满整个发酵床；体重小于30 kg的猪尸体可直接埋入沟槽，对于体重大于30 kg的猪尸体要进行分解或破碎处理后再埋入发酵床[8]。

3.2 发酵床管理

发酵处理设施应该设置明显的警示标识；定期检查发酵床温度、湿度情况，保持发酵床湿度在60%左右，发酵床内部温度应不小于50 ℃；发酵处理过程中应定期翻堆，一般夏季每隔6 d翻堆1次，冬季每隔15 d对病死猪掩埋区域进行1次深翻；对于未分解的大块骨头定期检出；根据发酵处理情况及时补充发酵床垫料，发酵床垫料损失不超过20 %；对发酵床池周边环境进行定期消毒，并做好发酵床管理记录。

3.3 发酵过程检测

生物发酵过程受到化学、物理、生物因素的影响，其中最主要的影响因子有pH值、温度、湿度、碳氮比（C/N）等。

温度直接反映了发酵床微生物活性及物料转化，温度的变化情况对生物发酵过程至关重要，同时发酵过程中的高温也是杀灭有害菌的重要因素。pH值不影响发酵床中有机质的降解，但pH值对微生物的生长至关重要[9]。湿度是生物发酵得以进行的重要指标，湿度过高则堆肥过程中的温度难以维持；湿度过低，发酵床溶解性养分减少，影响微生物的生长，导致有机物分解过程减慢。碳源、氮源是微生物生长所必需的，碳氮比是生物发酵性能的重要参数，碳氮比过低会降低发酵床有机物的降解速度。生物发酵无害化处理技术通过发酵降解、高温杀灭有害病原微生物（如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等），而病原微生物的灭活效率则是衡量生物发酵处理病死动物及堆肥品质的关键。因此，在生物发酵过程中应检测发酵床的温度、pH值、湿度、碳氮比（C/N）、病原微生物数量。

4 讨论

4.1 生物发酵原料

生物发酵床制作所需要的辅料来源广泛，种类多。如谷壳、木屑、养殖场动物粪便、农业废弃物等，生物发酵床制作原料充足，价格便宜。李亚苹等[10]以玉米秸秆、木屑、油菜秸秆、米糠为辅料，开展病死猪辅热好氧发酵研究，结果显示添加玉米秸秆、木屑和油菜秸秆加快了病死猪辅热好氧发酵进程，且病死猪辅热好氧发酵的最佳辅料为木屑。

4.2 生物发酵菌种

添加微生物菌剂能改善发酵床堆体的微生物多样性，能有效促进有机物的降解进而促进生物发酵床堆体温度升高，延长生物发酵高温时间，减少发酵所用时间，促进原料腐殖质形成。

嵇少泽等[11]从病死猪堆肥发酵样品中筛选出能高效降解蛋白质及脂肪的菌株，通过分离纯化筛选出10株具有较高蛋白酶活性和脂肪酶活性的菌株，混合后构建出5组病死猪堆肥高效降解复合菌体系。翟伟[12]从病死猪堆肥样品中筛选出的蛋白酶产生菌和脂肪酶产生菌，具有较强降解能力且互相不存在拮抗性，将复合菌剂接种病死猪尸体进行堆肥应用效果评价，结果显示樱桃样芽孢杆菌属（cerasibacillus）和香味菌属（myroides）主导堆肥前期发酵和温度升高，厚壁菌门（firmicutes-unclassified）、假糖球芽孢杆菌（pseudogracilibacillus）属和芽孢杆菌（bacillus）则主导高温及腐熟阶段有机质的分解。研究结果表明接种复合菌剂堆肥后，可以有效提高堆肥温度，加速猪尸体分解，促进腐熟度，有害病原微生物均被完全杀灭，满足无害化处理标准的要求。平宇明等[13]研究结果显示，厚壁菌门（芽孢八叠球菌属、微小杆菌属）、变形菌门（拟产碱菌属）3种细菌是以玉米秸秆发酵为辅料的猪尸体生物发酵池中的优势菌群。王吉平等[14]研究结果表明在生物发酵法无害化处理病死猪过程中芽孢杆菌属细菌为关键微生物，且主要功能种群是凝结芽孢杆菌类。

现阶段规模化养殖场在生物发酵处理中通常采用商业复合菌剂，如群林发酵剂（主要由细菌、真菌复合而成，互不拮抗，协同作用），VT菌剂系列[5]（主要由纤维素分解菌、固氮菌等复合而成），RW酵素剂（好氧发酵的菌剂，主要由细菌、真菌、酵母菌、丝状菌等菌株及相关酶类复配而制成）。

4.3 生物发酵技术优势

生物发酵技术处理畜禽养殖废弃物与病死动物主要优势有辅料来源广、种类多、价格便宜，技术简单、相对投资小，技术稳定、无害、不会造成周围生态环境污染，处理后的废弃物能够作为有机肥资源化利用。因此，生物发酵技术是一种较为理想的畜禽养殖废弃物与病死动物无害化处理技术，也是现阶段比较常用的无害化处理方法，具有较好的使用和推广价值。■

参考文献：

[1] 杜雪松，吕岩.动物粪污无害化生物处理技术[J].新农业，2021（15）：65.

[2] 赵树华.病死和病害动物无害化处理方法探讨[J].中国畜牧业，2023（5）：73-74.

[3] 高辉民.生物发酵无害化处理病死猪技术的操作要点[J].河南畜牧兽医，

2022，43（11）：21-22.

[4] 曾星凯，孔晟，朱淑琴，等.生物发酵降解法处理病死猪浅析[J].江西畜牧兽医杂志，2015（1）：23-24.

[5] 蔡瑞，徐春城.堆肥用微生物及其效果研究进展[J].中国土壤与肥料，2019（5）：1-7.

[6] 广西一遍天原种猪有限责任公司.用于处理病死猪的生物发酵处理剂的制备工艺：CN201811605026.3[P].2019-05-24.

[7] 规模猪场病死猪生物发酵无害化处理技术规范：DB37/T 3229-2018[S].2018.

[8] 病死猪生物发酵床无害化处理技术规范：DB37/T 3114-2018[S].2018.

[9] 宋晓军.规模猪场粪肥与病死动物尸体堆肥化处理方法的建立[J].养殖技术顾问，2014（11）：292-293.

[10] 李亚苹，谭鹤群，黄忠浩.辅料种类对病死猪辅热好氧发酵过程中恶臭排放的影响[J].华中农业大学学报，2022，41（4）：115-123.

[11] 嵇少泽，勾长龙，张喜庆，等.病死猪堆肥高效降解复合菌系的构建及应用效果[J].应用与环境生物学报，2020，26（3）：528-533.

[12] 翟伟.病死猪尸体降解复合菌剂的构建、应用及酶学性质研究[D].吉林农业大学，2023.

[13] 平宇明，项勋，杨志远，等.玉米秸秆辅料发酵猪尸体生态系统微生物多样性的变化研究[J].现代畜牧科技，2023（12）：38-43.

[14] 王吉平，张野，王瑾，等.病死猪无害化处理关键菌株分析[J].湖南生态科学学报，2022，9（3）：1-7.