CN108913634A - 一种禽畜粪便的异位处理方法及其使用的复合微生物、异位发酵床垫料 - Google Patents

一种禽畜粪便的异位处理方法及其使用的复合微生物、异位发酵床垫料 Download PDF

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Abstract

本发明涉及禽畜养殖领域，提供一种禽畜粪便的异位处理方法以及其应用到的复合微生物和异位发酵床垫料。将包括粪产碱菌剂、硝化除氮菌剂、硫化细菌剂、耐冷菌剂、嗜热菌剂、纤维素分解菌剂、芽孢杆菌剂和放线菌剂的复合微生物与垫料混合，制成异位发酵床垫料。将水清粪喷淋到异位发酵床垫料上，并对异位发酵床垫料进行抛翻，每日重复上述步骤，连续运行3个月以上，即可得到优质有机肥。运用本发明所述禽畜分别的异位处理方法，可以实现禽畜粪便有效处理和有机肥制备的双重目的，所得有机肥品质高，有效实现了禽畜粪便的循环利用并间接降低处理成本。

Description

一种禽畜粪便的异位处理方法及其使用的复合微生物、异位 发酵床垫料
技术领域
本发明涉及禽畜养殖领域，具体涉及一种禽畜粪便的异位处理方法及其使用的复合微生物、异位发酵床垫料。
背景技术
众所周知，养殖畜禽粪污用则利、弃则害，养殖粪污自身含有大量有机物质，通过发酵能够产生沼气和生物天然气等清洁可再生能源，可以发电，也可以深加工为有绿色机肥料。因此，养殖畜禽粪污被认为是一种放错了地方的资源，合理地开发利用，将其变废为宝，既改善广大农村的生产生活环境和土壤生产能力，也有效控制农业面源污染，同时增加养殖产业附属效益无不具有非常重要的实际意义。
目前，大多规模化养殖场均侧重于采用的工业化达标排放处理或高架发酵床零排放的技术，目的是实现减量化，减轻环保压力，但增加养殖户运行成本。
异位发酵床是在养殖场无法对粪污直接处理和利用的情况下，迫不得已采用的异位发酵模式，即，收集禽畜所产生的干清粪置于外部的异位发酵床上，异位发酵床由高温菌种和末屑混合而成，利用高温菌种将待处理粪便中的水分通过发酵而高温蒸发，动物粪便中的营养物质也通过微生物的分解而成分垫料成分。
但是，这种异位发酵床不适合传统冲水、动物饮水漏水较多的禽畜粪便养殖模式，只能采用干清粪，否则粪便中过多的水分会导致微生物营养不足，无法保证高温菌种的足够升温，进而导致“死床”现象。而且常规的异位发酵床中发酵主要以高温蒸发水分为主，发酵效率不高，难以真正去除臭味，臭气试剂被固化在末屑等垫料中，一旦对发酵床垫料进行抛翻臭味就会大量溢出。
传统的禽畜养殖行业中以水冲粪为主，干清粪需要另外设置刮粪机等装置，导致安装和运行成本提高。另一方面，常规的异位发酵床中的微生物菌种一般需要每隔10天左右添加一次，处理成本较高。
而在当前养殖行情效益低迷的形势下，高额的运行处理费用导致这些养殖粪污处理设施得不到正常运行使用和管理维护，其造成环境问题日趋恶化，严重影响畜牧业的可持续发展，迫切需要开发一种解决养殖粪污处置有效途径，实现畜牧业与环境保护的可持续性发展。
发明内容
本发明为了解决现有技术中常规异位发酵床处理禽畜粪便的成本高的问题，提供了一种禽畜粪便的异位处理方法，在降解禽畜粪便的同时还能够有效积蓄有机质，经过本发明所述异位处理方法得到的发酵床垫料可直接作为有机肥使用，实现禽畜粪便处理和制造有机肥的结合，改变原有单纯对禽畜粪便的降解处理思路。
本发明还提供了所述禽畜粪便的异位处理方法中所采用的复合微生物以及异位发酵床垫料。
为了解决上述技术问题，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供了按重量份计，包括粪产碱菌剂6～12份、硝化除氮菌剂 12～18份、硫化细菌剂16～22份、耐冷菌剂8～12份、嗜热菌剂15～20份、纤维素分解菌剂12～20份、芽孢杆菌剂3～8份和放线菌剂5～10份；
所述粪产碱菌剂、硝化除氮菌剂、硫化细菌剂、耐冷菌剂、嗜热菌剂、纤维素分解菌剂、芽孢杆菌剂和放线菌剂的活菌数独立地不低于4.2×106个 /g。
优选的，所述复合微生物还包括多孔载体，所述粪产碱菌剂、硝化除氮菌剂、硫化细菌剂、耐冷菌剂、嗜热菌剂、纤维素分解菌剂、芽孢杆菌剂和放线菌剂负载在多孔载体上。
优选的，所述多孔载体负载的有效活菌数不低于1.3×108个/g。
本发明提供了一种异位发酵床垫料，包括垫料和上述技术方案所述的复合微生物，所述复合微生物的质量与垫料体积之比为0.5～2kg:8～15m3；
所述垫料选自锯木屑、秸秆、芦苇渣和蘑菇废料中的一种或多种。
优选的，按体积份数计，所述垫料选自12～20份锯木屑、2～8份秸秆、 12～20份芦苇渣和0.5～6份蘑菇废料中的两种或两种以上。
本发明还提供了一种禽畜粪便的异位处理方法，包括以下步骤：
在禽畜养殖区域外设置异位发酵床，所述异位发酵床设置有围栏和顶部设施，所述顶部设施包括喷淋装置，所述围栏内填充有权利要求4或5所述异位发酵床垫料；
每日收集水清粪，按照下述步骤进行禽畜粪便的异位处理，所述异位处理时间持续3个月以上：
(1)将水清粪的含水率调节至25％以下，得到待处理物料；
(2)将待处理物料通过所述喷淋装置喷淋所述异位发酵床垫料，并对异位发酵床垫料抛翻1～2次。
优选的，步骤(1)中，所述待处理物料的含水率在18～24％。
优选的，步骤(2)中，每日喷淋的待处理物料总质量与异位发酵床垫料总体积的比不超过40kg:1m3。
优选的，步骤(2)中，所述喷淋每日1次，喷淋时同步进行抛翻。
优选的，所述禽畜粪便选自猪粪便、鸡粪便、鸭粪便、牛粪便和羊粪便中的一种。
与现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下优点：
本发明提供了一种用于禽畜粪便异位发酵的复合微生物，按重量份计，包括粪产碱菌剂6～12份、硝化除氮菌剂12～18份、硫化细菌剂16～22份、耐冷菌剂8～12份、嗜热菌剂15～20份、纤维素分解菌剂12～20份、芽孢杆菌剂3～8份和放线菌剂5～10份；所述粪产碱菌剂、硝化除氮菌剂、硫化细菌剂、耐冷菌剂、嗜热菌剂、纤维素分解菌剂、芽孢杆菌剂和放线菌剂的活菌数独立地不低于4.2×106个/g。本发明所述复合微生物可用于水清粪的发酵和除臭，克服了现有技术仅能采用干清粪作为处理原料的问题，降低养殖户收集粪便的成本。同时，采用本发明提供的复合微生物进行异位发酵无需反复更换或添加菌种，可以持续运行8个月左右更换一次(一般情况根据产肥所需时间大概3个月左右)，节约异位处理成本。
本发明为了实现禽畜粪便异位处理和有机肥制备的双重效果，对复合微生物种类和比例进行调整，相对于常规异位处理时的发酵微生物而言，本发明所述复合微生物中的有机质分解菌含量较少，在维持异位发酵微生物的水分蒸发功能、除臭功能和持续降解功能的基础上，降低有机质分解菌含量有助于禽畜粪便中的有机质滞留在垫料中，提高最终处理得到的有机肥(即经过处理后的异位发酵床垫料)中有机质含量。
本发明还提供了一种包括上述技术方案所述复合微生物的异位发酵床垫料，该异位发酵床垫料的单位体积禽畜粪便承载量高，异位处理禽畜粪便过程中无需更换或添加新的垫料，降低处理成本。
本发明还提供了一种禽畜粪便的异位处理方法，在禽畜养殖区域外设置异位发酵床，所述异位发酵床设置有围栏和顶部设施，所述顶部设施包括喷淋装置，所述围栏内填充有上述技术方案所述异位发酵床垫料；
每日收集水清粪，按照下述步骤进行禽畜粪便的异位处理，所述异位处理时间持续3个月以上：
(1)将水清粪的含水率调节至25％以下，得到待处理物料；
(2)将待处理物料通过所述喷淋装置喷淋所述异位发酵床垫料，并对异位发酵床垫料抛翻1～2次。
本发明所述异位处理方法利用前述技术方案所述的复合微生物以及抛翻频率来控制禽畜粪便中的有机物分解，使禽畜粪便中的有机物在垫料中大量富集，最终得到有机质和总养分等重要指标均优于有机肥国家标准的优质有机肥，并且有机肥产出量大，该优质有机肥可以用于买卖也可以自行使用，变相降低禽畜粪便处理成本。
本发明所述异位处理方法适用于水清粪的处理，无需养殖户额外设置干清粪的装置，降低成本。本发明所述异位处理方法运行过程中无需额外添加复合微生物或垫料，节约成本和人工。
采用本发明提供的禽畜粪便的异位处理方法，禽畜粪便臭气在喷淋后的 2h内被有效降解，除臭效果好；喷淋后16h内，禽畜粪便的有机质和其他营养物质被有效分解和储存在垫料中。即，本发明所述异位处理方法的处理效率高，在积累有机肥的同时对于臭气处理等性能不存在影响。
具体实施方式
本发明提供了一种用于禽畜粪便异位发酵的复合微生物，按重量份计，包括粪产碱菌剂6～12份、硝化除氮菌剂12～18份、硫化细菌剂16～22份、耐冷菌剂8～12份、嗜热菌剂15～20份、纤维素分解菌剂12～20份、芽孢杆菌剂3～8份和放线菌剂5～10份；
所述粪产碱菌剂、硝化除氮菌剂、硫化细菌剂、耐冷菌剂、嗜热菌剂、纤维素分解菌剂、芽孢杆菌剂和放线菌剂的活菌数独立地不低于4.20×106个/g。
在本发明中，所述粪产碱菌剂中的有效活菌数优选为7.8～15.6×106个/g。本发明对所述粪产碱菌剂的来源无特殊限定，采用市售商品或自行制备的均可。所述粪产碱菌(Alcaligenesfaecalis)能够还原亚硝酸盐，不分解糖类，在本发明中起到抑制其他微生物变异的作用，以确保异位发酵的稳定进行，确保异位发酵床垫料发酵时的温度不会因为菌种变异而发生显著改变。
在本发明中，所述硝化除氮菌剂中的有效活菌数优选为1.56～2.34×107个/g。所述硝化除氮菌在本发明中主要起到除氮作用，将尿素中的氨转化为氮气。所述硝化除氮菌包括硝酸菌、亚硝酸菌和反硝化菌，本发明对所述硝化除氮菌中硝酸菌、亚硝酸菌和反硝化菌的含量无特殊限定，采用能够单独起到将氨氮转化为氨气的硝化除氮菌即可。
在本发明中，所述硫化细菌剂中的有效活菌数优选为2.08～2.86×107个 /g。本发明对所述硫化细菌剂的来源无特殊限定，采用市售商品或自行制备的均可。在本发明中，所述硫化细菌(thiobacillus)为自养菌，能够将硫化物(比如硫化氢)氧化为硫酸，其氧化产物为最终得到的有机肥提供了植物可利用的硫酸态硫素营养。
在本发明中，所述耐冷菌剂中的有效活菌数优选为1.04～1.56×107个/g。本发明对所述耐冷菌剂的来源无特殊限定，采用市售商品或自行制备的均可。本发明所述耐冷菌剂能够在较低温度下(-5℃以上)保持活性，持续进行一定的分解反应，确保异位发酵处理在低温条件下的正常运行，通过耐冷菌的分解作用产热来维持异位发酵床垫料中的温度，为复合微生物中的其他微生物制造有利的生存环境，还有利于低温条件下的水分蒸发，解决传统异位发酵无法适用于水清粪的问题。
在本发明中，所述嗜热菌剂中的有效活菌数优选为1.95～2.60×107个/g。本发明对所述嗜热菌剂的来源无特殊限定，采用市售商品或自行制备的均可。本发明所述嗜热菌剂能够在较高温度下(78℃以下)保持活性，嗜热菌发酵的温度较高，能够有效地将异位发酵床的发酵温度维持在63～78℃，加速水份蒸发，提高对禽畜粪便的降解速率，适宜水清粪的降解处理。
在本发明中，所述纤维素分解菌剂中的有效活菌数优选为1.56～2.60×107个/g。本发明对所述纤维素分解菌剂的来源无特殊限定，采用市售商品或自行制备的均可。本发明所述的纤维素分解菌剂由纤维素分解性细菌(cellulose decomposingbacteria)构成，本发明对于具体的纤维素分解性细菌种类无特殊限定。在本发明中，所述纤维素分解菌起到分解纤维素的作用，将禽畜粪便中的纤维素转化为能够被微生物利用的小分子物质。
在本发明中，所述放线菌剂中的有效活菌数优选为4.20～10.40×106个/g。本发明对所述放线菌剂的来源无特殊限定，采用市售商品或自行制备的均可。放线菌为兼性厌氧菌，本发明在复合微生物中添加放线菌主要起到降解微生物，确保复合微生物在好氧和厌氧条件下均能够进行有效的降解反应。
在本发明中，所述芽孢杆菌剂中的有效活菌数优选为6.50～13.00×106个 /g。本发明对所述放线菌剂的来源无特殊限定，采用市售商品或自行制备的均可。本发明所述芽孢杆菌起到分解有机质的作用，同时还可抑制病原菌，避免“死床”出现。
在本发明所述的复合微生物中，复配硝化除氮菌和硫化细菌进行除臭，为了提高除臭效率和除臭效果，本发明相对于普通的异位发酵菌剂增加了硫化细菌剂的用量(提高1倍以上)；嗜热菌剂用于提高异位处理时的发酵温度，使异位发酵床垫料的床体温度维持在63～78℃范围内，利用生物热快速、大量的蒸发水分，使得复合微生物可以适用于水清粪的处理，本发明相对于普通的异位发酵菌剂提升了嗜热菌的用量(提高1.5倍以上)，有效地维持异位发酵温度；为了防止极端条件对异位处理的影响，复配粪产碱菌抑制菌种变异，耐冷菌用以提高低温条件下的发酵温度，维持蒸腾作用；复配纤维素分解菌、芽孢杆菌和放线菌主要是为了分解禽畜粪便中的有机质和纤维素，同时也能够分解部分垫料，本发明为了实现禽畜粪便处理和有机肥制备的双重目的，相对于常规的异位发酵菌剂而言将主要分解有机质的芽孢杆菌的用量降低(降低50％以上)，使禽畜粪便中的有机质被储存在垫料中，最终制成有机质含量高的有机肥。
在本发明中，所述复合微生物优选的还包括多孔载体，将所述粪产碱菌剂、硝化除氮菌剂、硫化细菌剂、耐冷菌剂、嗜热菌剂、纤维素分解菌剂、芽孢杆菌剂和放线菌剂负载在多孔载体上。本发明将粪产碱菌剂等负载在多孔载体上是为了提高复合微生物的稳定性，将粪产碱菌剂等负载到多孔载体后，无需密封保存法，常温下即可维持97％以上的存活率。
在本发明中，所述多孔载体负载的有效活菌数优选的不低于1.3×108个 /g，更优选为1.5～3.0×108个/g。本发明优选的，所述多孔载体的粒径在 5～200μm，更优选为50～150μm。所述多孔载体优选自火山石、谷糠和麸皮等比表面积大的多孔材料。本发明对所述多孔载体负载粪产碱菌剂、硝化除氮菌剂、硫化细菌剂、耐冷菌剂、嗜热菌剂、纤维素分解菌剂、芽孢杆菌剂和放线菌剂的制备方法无特殊限定，采用常规负载方法即可，包含多孔载体的复合微生物中含水率控制在20％以下。
本发明提供的复合微生物中的粪产碱菌等微生物处于休眠状态，当遇到富含有机物的适宜生长环境时解除休眠，并进行快速繁殖。
本发明提供了一种异位发酵床垫料，包括垫料和上述技术方案所述的复合微生物，所述复合微生物的质量与垫料体积之比为0.5～2kg:8～15m3；
所述垫料选自锯木屑、秸秆、芦苇渣和蘑菇废料中的一种或多种。
在本发明中，所述垫料的体积是按照垫料含水率15～25％时的体积计。在本发明中，所述芦苇渣是指芦苇杆粉碎得到粉末；所述蘑菇废料是指用于生长蘑菇的垫料，产蘑菇完毕后废弃垫料(基质主要成分为木屑、农业秸秆等)。本发明对所述锯木屑、秸秆、芦苇渣和蘑菇废料的来源无特殊限定。
在本发明中，所述垫料为两种或两种以上时，按体积份数计，所述垫料优选的选自12～20份锯木屑、2～8份秸秆、12～20份芦苇渣和0.5～6份蘑菇废料中的两种或两种以上。具体的，当所述垫料优选为锯木屑和秸秆时，其体积比更优选为14～16:3～6；当所述垫料优选为锯木屑和芦苇渣时，其体积比更优选为13～16:13～16；当所述垫料优选为锯木屑和蘑菇废料时，其体积比更优选为14～16:2～4；当所述垫料优选为秸秆和芦苇渣时，其体积比更优选为3～6:14～16；当所述垫料优选为秸秆和蘑菇废料时，其体积比更优选为 14～16:2～4；当所述垫料优选为芦苇渣和蘑菇废料时，其体积比更优选为 13～16:2～5；当所述垫料优选为锯木屑、秸秆和芦苇渣时，其体积比更优选为13～16:3～6:13～16；当所述垫料优选为锯木屑、秸秆和蘑菇废料时，其体积比更优选为13～16:3～6:2～4；当所述垫料优选为秸秆、芦苇渣和蘑菇废料时，其体积比更优选为4～6:13～16:2～4；当所述垫料优选为秸秆、秸秆、芦苇渣和蘑菇废料时，其体积比更优选为13～16:4～6:14～16:2～4。
在本发明中，所述复合微生物的活菌数与垫料体积之比优选为 1.2～1.5Kg:8～12m3，1.3kg:8～12m3。本发明所述异位发酵床垫料单位体积能够处理的禽畜粪便量为30～40kg/m3。
本发明所述的异位发酵床垫料中，垫料为复合微生物的生长提供基础环境，提供有机质，复合微生物除了分解禽畜粪便外，也会对异位发酵床垫料进行发酵。本发明选用的垫料透气性适中，能够限制复合微生物对有机质的分解利用，使得禽畜粪便的有机质被分解和富集在垫料上，最终形成有机质含量丰富、品质高于有机肥国家标准的有机肥。
本发明提供了一种禽畜粪便的异位处理方法，包括以下步骤：
在禽畜养殖区域外设置异位发酵床，所述异位发酵床设置有围栏和顶部设施，所述顶部设施包括喷淋装置，所述围栏内填充有上述技术方案所述异位发酵床垫料；
每日收集水清粪，按照下述步骤进行禽畜粪便的异位处理，所述异位处理时间持续3个月以上：
(1)将水清粪的含水率调节至25％以下，得到待处理物料；
(2)将待处理物料通过所述喷淋装置喷淋所述异位发酵床垫料，并对异位发酵床垫料抛翻1～2次。
本发明在禽畜养殖区域外设置异位发酵床，所述异位发酵床设置有围栏和顶部，所述顶部设施包括喷淋装置，所述围栏内填充有上述技术方案所述异位发酵床垫料。本发明在禽畜养殖区域外设置异位发酵床，无需破坏原有的禽畜养殖结构，构建成本较低。
在本发明中，所述异位发酵床的地面优选为防渗硬化处理的地面，以防异位处理过程中的水份渗入地下，污染土壤和地下水源。
在本发明中，所述异位发酵床的围栏高度优选为1.5～2m，更优选为 1.6m。所述异位发酵床的围栏主要起到阻隔作用。
在本发明中，所述异位发酵床的地面与围栏形成的区域内填充有所述异位发酵床垫料，所述异位发酵床垫料的填充高度优选为1.0～1.2m，高度过高容易导致底层垫料难以被抛翻，容易导致“死床”，高度过低则无法有效储存微生物发酵产热，造成异位发酵床的发酵温度不稳定。本发明所述异位发酵床垫料的填充体积根据禽畜每日产生的待处理水清粪和异位发酵床垫料的承载量确定，以养殖猪为例，异位发酵床垫料的用量为0.2m3/头猪。
在本发明中，所述异位发酵床的顶部设置有喷淋装置，喷淋装置用以喷淋待处理物料。在本发明中，所述喷淋装置的喷淋速率优选为 800～1300kg/min，更优选为900kg/min。
在本发明中，所述异位发酵床中的异位发酵床垫料仅需要一次性填充即可，异位处理过程中无需额外添加复合微生物或垫料，相比于常规异位发酵床约10天需要添加一次菌种而言有效的降低了异位处理成本。
本发明在进行禽畜粪便的异位处理时，每日重复下述步骤：
(1)将水清粪的含水率调节至25％以下，得到待处理物料；
(2)以待处理物料喷淋所述异位发酵床，并对异位发酵床垫料抛翻1～2 次。
本发明将水清粪的含水率调节至25％以下，得到待处理物料；本发明所述待处理物料的含水率优选为18～24％。本发明所述水清粪是指以水冲洗方式收集的禽畜粪便。
本发明对调节水清粪中含水率的方法无特殊限定，采用本领域常规方法即可，比如加水稀释或加热蒸发水分。
传统禽畜粪便异位发酵床仅能处理干清粪，水分含量过高则容易导致“死床”。本发明仅需要控制水清粪的含水率不超过25％即可，能够有效节约养殖户额外购置干清粪装置的成本。
本发明控制水清粪的含水率不超过25％是为了防止水分含量过高，异位处理时无法完全蒸发水分而导致“死床”现象。
得到待处理物料后，本发明将待处理物料通过异位发酵床顶部的喷淋装置喷淋至异位发酵床垫料上，并对异位发酵床垫料抛翻1～2次。本发明通过抛翻使异位发酵床垫料与待处理物料充分混合，并为异位发酵床垫料提供氧气，以保证高效的除臭效率和微生物分解；同时，为了获得有机质含量更高的有机肥，控制抛翻次数，每日抛翻1～2次既可以为复合微生物提供一定的氧气，防止“死床”出现，也能够限制氧气的供给，降低复合微生物对禽畜粪便中有机质的分解利用，保留大量的有机质在异位发酵床垫料中，从而最终获得品质高的有机肥。
在本发明中，每日喷淋的待处理物料总质量与异位发酵床垫料总体积之比优选的不超过40kg:1m3，更优选为30～40kg:1m3。控制每日喷淋的待处理物料总质量是为了防止“死床”，超出异位发酵床垫料的处理能力容易发生“死床”。
在本发明中，所述抛翻的速率优选800～1300kg/min，更优选为 900kg/min。比常规的翻抛速度降低20％以上。本发明通过降低翻抛速度可进一步降低微生物好氧发酵速率，提高垫料中有机质的积累量。本发明所述抛翻可以通过单独的抛翻机进行，也可以在所述异位发酵床上设置抛翻装置实现，本发明对此无特殊限定。
在本发明中，所述喷淋次数优选为每日1次，喷淋时同步进行抛翻。具体的，当抛翻次数为2次时，则其中一次抛翻与喷淋同步，另一次则单独进行。
在本发明中，所述禽畜粪便优选的选自猪粪便、鸡粪便、鸭粪便、牛粪便和羊粪便中的一种，更优选为猪粪便。
本发明所述的禽畜粪便的异位处理方法持续时间在3个月以上，即可得到品质高于有机质国家标准的优质有机肥。
在本发明所述的异位处理方法中，能够将禽畜粪便中的臭气转化为无臭成分(氮气、硫酸)，发酵产生的气体也均为氮气、二氧化碳等无害气体。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
按重量份计，取有效活菌数1.30×107个/g的粪产碱菌剂10份、有效活菌数1.95×107个/g的硝化除氮菌剂15份、有效活菌数2.60×107个/g的硫化细菌剂20份、有效活菌数1.30×107个/g的耐冷菌剂10份、有效活菌数 2.34×107个/g的嗜热菌剂18份、有效活菌数2.08×107个/g的纤维素分解菌剂16份、有效活菌数6.50×106个/g的芽孢杆菌剂5份和有效活菌数9.10×106个/g的放线菌剂7份混合，得到复合微生物，复合微生物的有效活菌数为1.31×108个/g。
实施例2
按重量份计，取有效活菌数1.04×107个/g的粪产碱菌剂8份、有效活菌数1.56×107个/g的硝化除氮菌剂12份、有效活菌数2.34×107个/g的硫化细菌剂18份、有效活菌数1.17×107个/g的耐冷菌剂9份、有效活菌数1.95×107个/g的嗜热菌剂15份、有效活菌数1.95×107个/g的纤维素分解菌剂15份、有效活菌数1.04×107个/g的芽孢杆菌剂8份和有效活菌数5.20×106个/g的放线菌剂4份混合，得到混合菌剂；
将混合菌剂以少量水溶解，选取粒径在100～200μm的火山石作为多孔载体，按照混合菌剂中总有效活菌数与多孔载体的质量比2×108个:1g的比例，将溶解后的混合菌剂与火山石混合，静置吸附90min后，低温干燥至含水率15％，得到复合微生物，经检测，制得的复合微生物的有效活菌数为 1.30×108个/g。
实施例3
按照蘑菇废料与秸秆体积比1:4的比例进行混合，得到垫料；取实施例 1制备得到的复合微生物，按照复合微生物中的有效活菌数与垫料体积比10kg:10m3的比例混合，得到异位发酵床垫料。
实施例4
按照锯木屑、秸秆、芦苇渣和蘑菇废料体积比15:5:15:3的比例混合，得到垫料；取实施例2制备得到的复合微生物，按照复合微生物中的有效活菌数与垫料体积比8kg:10m3的比例混合，得到异位发酵床垫料。
实施例5
取实施例1制备得到的复合微生物，按照复合微生物中的有效活菌数与秸秆体积比11kg:10m3的比例混合，得到异位发酵床垫料。
对比例
以《异位生物发酵床技术在猪场粪污水处理上的应用》(毛石明,周远新. 异位生物发酵床技术在猪场粪污水处理上的应用[J].浙江畜牧兽医,2018(2).) 记载的方法作为对照组，分别测定对照组的异位生物发酵床的含水率。
实施例6
以衡阳市祁东县风石堰镇某养殖场为例，养殖规模存栏数为1200头猪，在养殖舍外建造两个异位发酵床，每个异位发酵床长20m、宽6m，异位发酵床设置有围栏和顶部。地面进行防渗硬化处理，顶部为钢架结构的遮雨棚，翻抛机的顶部每0.8米间隔宽设置有1个喷淋头(总计6个喷头)。
按照实施例3的方式配制异位发酵床垫料，将制备得到的异位发酵床垫料填充至异位发酵床的地面与围栏之间，垫料填充高度1m，共填充异位发酵床垫料240m3。
每日以水冲洗猪舍中的禽畜粪便，集中到收集池中，得到水清粪。测定水清粪的含水率，加水稀释或加热蒸发对其含水率进行调整，得到含水率 25％的待处理物料。将待处理物料充分搅拌后通过潜污泵抽吸并通过异位发酵床喷淋至异位发酵床垫料上，喷淋同时进行抛翻，抛翻速率为1100kg/min。喷淋结束后4h对异位发酵床垫料进行第二次抛翻。
上述过程重复进行3个月(2017年8～10月)，异位发酵床中的剩余垫料即为发酵有机肥。
期间观测异位发酵床垫料的总体积变化、发酵床垫料的发酵温度、除臭效果、发酵床垫料含水量以及制备得到的发酵有机肥主要指标(有机质含量、总养分含量、pH值含量、粪大肠菌群数含量、蛔虫卵死亡率以及重金属含量)，除异位床垫料的发酵温度每日检测一次外，其余指标每半月检测一次，每次取3个样品(异位发酵床的垫料高度0～20cm、30～50cm、60～80cm处各取样一个，最终计算平均值)，所有指标均委托有资质第三方(湖南中雁环保科技有限公司和广州分质检技术服务有限公司)取样并检测。
试验结果
1、禽畜粪便的异位处理方法的处理能力
以异位发酵床垫料的体积变化作为所述方法处理能力的观测指标，每次取样时间在上一次喷淋后24h时进行。体积变化是指异位发酵床垫料总体积与初始值(240m3)之差。测定结果如表1所示。
由表1数据可知，本发明所述异位处理方法运行的3个月内，每日喷淋的禽畜粪便能够被复合微生物有效处理，体积不增加反而略有减少，三个月内的损耗仅为22m3，约占总体积的9.17％，这是因为复合微生物在分解禽畜粪便的同时也对垫料进行了部分分解，另外由于禽畜粪便喷淋对于垫料有压实作用，使得垫料体积稍有降低。可以看出，在整个禽畜粪便的异位处理过程中无需补充新的异位发酵床垫料即可满足正常处理需求。
表1运行三个月的异位发酵床垫料总体积变化情况
2、异位发酵床垫料的发酵温度
通过对发酵温度的测定结果如表2所示，由表2可以看出，在异位处理过程中，发酵床垫料整体温度基本维持在60℃以上(64～75℃)，室外温度较高时异位发酵床垫料的温度随之稍有升高，表明在高温天气下进行禽畜粪便异位处理更有利于复合微生物分解禽畜粪便，复合微生物分解禽畜粪便所产生的大量生物热能够促进多余水分蒸发，有效控制了整个异位发酵床垫料的含水率。
表2运行三个月的异位发酵床垫料的温度变化情况表
3、异位发酵床垫料的含水率变化
每隔半月测定一次异位发酵床垫料的含水率变化，结果如表3所示。
表3运行三个月的异位发酵床垫料含水率变化情况
由表3数据可以看出，在本发明所述异位处理过程中，异位发酵床垫料的平均含水率低于对比例所示的常规异位发酵处理，表明本发明所述方法对水分的蒸发量更高，为下一步制备合格的商业有机肥(含水率低于30％)创造更为有利的条件。
4、异位发酵床的臭气
粪便在异位发酵床的边界，东西南北四个方位进行取样，检测异位发酵床体臭气(无纲量)，取样时间为喷淋后的2h。测定结果如表4所示：
由表4的数据可以看出，本发明所述异位处理方法运行过程中能够有效分解臭气，床体周边的臭气值远低于国家标准(70)，基本难以难以闻到臭味。表明本发明提供的禽畜粪便异位处理方法具有高效去除禽畜粪便臭气的功效。
表4运行三个月的异位发酵床臭气(无量纲)监测表
5、制备得到的发酵有机肥指标
在禽畜粪便的异位处理运行过程中，对异位发酵床垫料的有机肥主要指标进行取样检测，结果如表5所示。
由表5的数据可以看出，随着异位处理时间的延长，异位发酵床垫料中的有机质含量、总养分含量、粪大肠菌群数以及蛔虫卵死亡率逐渐升高，pH 值无显著变化，砷、镉、铅、铬以及汞的含量积累量较少，符合国家有关有机肥的标准，并在有机质含量以及总养分含量方面显著优于国家标准，可以直接通过调节含水量来制备商业用有机肥。
为了进行直观的对比，对对比例所述方法运行6个月后的异位生物发酵床垫料的有机肥指标进行检测，结果如表5所示。通过对比可以看出，本发明所述方法制备得到的发酵有机肥中有机质和总养分含量相对于对比例有显著提高，并且高于国家标准。
表5异位处理运行三个月中异位发酵床垫料的有机肥指标监测表
综上，以本发明所述禽畜粪便的异位处理方法运行3个月的结果表明，本发明所述异位处理方法所需投入成本低，操作简单，适宜水清粪的异位发酵处理，可快速有效分解臭气，运行所得发酵垫料还可以作为有机肥。实现了真正的无排放、无臭气、无污染，真正解决了禽畜养殖的粪便处理成本高、不能循环利用的问题。同时，本发明所述方还可有效提高处理结束后的垫料有机质和总养分含量，为高品质有机肥的生产提供重要基料，仅需要作水分含量等细微调节即可获得商用有机肥。是养殖行业额外增创新的经济效益的新举措，是处置养殖粪污一项可持续发展的最新技术，完全体现较高的环保、经济、社会效益，具有巨大市场应用前景。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于禽畜粪便异位发酵的复合微生物，按重量份计，包括粪产碱菌剂6～12份、硝化除氮菌剂12～18份、硫化细菌剂16～22份、耐冷菌剂8～12份、嗜热菌剂15～20份、纤维素分解菌剂12～20份、芽孢杆菌剂3～8份和放线菌剂5～10份；
所述粪产碱菌剂、硝化除氮菌剂、硫化细菌剂、耐冷菌剂、嗜热菌剂、纤维素分解菌剂、芽孢杆菌剂和放线菌剂的活菌数独立地不低于4.2×106个/g。
2.根据权利要求1所述的复合微生物，其特征在于，所述复合微生物还包括多孔载体，所述粪产碱菌剂、硝化除氮菌剂、硫化细菌剂、耐冷菌剂、嗜热菌剂、纤维素分解菌剂、芽孢杆菌剂和放线菌剂负载在多孔载体上。
3.根据权利要求2所述的复合微生物，其特征在于，所述多孔载体负载的有效活菌数不低于1.3×108个/g。
4.一种异位发酵床垫料，包括垫料和权利要求1～3任意一项所述的复合微生物，所述复合微生物的质量与垫料体积之比为0.5～2kg:8～15m3；
所述垫料选自锯木屑、秸秆、芦苇渣和蘑菇废料中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的异位发酵床垫料，其特征在于，按体积份数计，所述垫料选自12～20份锯木屑、2～8份秸秆、12～20份芦苇渣和0.5～6份蘑菇废料中的两种或两种以上。
6.一种禽畜粪便的异位处理方法，包括以下步骤：
在禽畜养殖区域外设置异位发酵床，所述异位发酵床设置有围栏和顶部设施，所述顶部设施包括喷淋装置，所述围栏内填充有权利要求4或5所述异位发酵床垫料；
每日收集水清粪，按照下述步骤进行禽畜粪便的异位处理，所述异位处理时间持续3个月以上：
(1)将水清粪的含水率调节至25％以下，得到待处理物料；
(2)将待处理物料通过所述喷淋装置喷淋所述异位发酵床垫料，并对异位发酵床垫料抛翻1～2次。
7.根据权利要求1所述禽畜粪便的异位处理方法，其特征在于，步骤(1)中，所述待处理物料的含水率在18～24％。
8.根据权利要求6或7所述禽畜粪便的异位处理方法，其特征在于，步骤(2)中，每日喷淋的待处理物料总质量与异位发酵床垫料总体积的比不超过40kg:1m3。
9.根据权利要求6或7所述禽畜粪便的异位处理方法，其特征在于，步骤(2)中，所述喷淋每日1次，喷淋时同步进行抛翻。
10.根据权利要求6所述禽畜粪便的异位处理方法，其特征在于，所述禽畜粪便选自猪粪便、鸡粪便、鸭粪便、牛粪便和羊粪便中的一种。
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