益生菌发酵处理畜禽粪便的技术与方法

刘红民 1，刘　硕 1，李庆华 2，杨玉芝 2

（1.叶县畜牧局，河南叶县467200；2.河南德邻生物制品有限公司）

益生菌发酵处理畜禽粪便的技术与方法

刘红民 1，刘硕 1，李庆华 2，杨玉芝 2

（1.叶县畜牧局，河南叶县467200；2.河南德邻生物制品有限公司）

1　畜禽粪便中臭气的产生及成分

粪便恶臭主要来源于饲料中蛋白质的代谢终产物，或粪便中代谢产物和残留养分经细菌分解产生的恶臭物质。畜舍臭气是由粪便厌氧分解、肛门排泄和家畜呼吸产生的。

气味物质主要有碳、氮和硫元素组成，只有少数的气体物质是无机化合物，如氨、磷和硫化氢。大多数的气味物质是低分子脂肪酸、胺类、醛类、酮类、醚类、卤代羟以及脂肪族的、芳香族的、杂环的氮或硫化物等有机物。发酵过程中蛋白质、氨基酸会因微生物的活动而进行脱羧作用和脱氨作用，这是发酵过程臭味产生的主要因素。脱羧作用在pH值4～5的条件下产生胺及硫化物；在高pH值条件下，氨基酸脱氨产生NH3和挥发性脂肪酸。硫化氢溶于水呈酸性，pH值越高，溶解越多，释放越少；NH3溶于水呈碱性，pH值越低，溶解越多，释放越少。许多研究者对畜禽粪便发酵产生的恶臭成分进行了鉴定，发现恶臭成分较多，但通常大致分为三类：含硫的化合物（硫化氢、甲硫醇、甲基硫醚），含氮化合物（氮、三甲胺）及碳、氢、氧组成的化合物（低级醇、醛、脂肪酸等）。其中H2S和NH3是臭味的主要组成成分。研究表明，家畜粪尿中恶臭物质有挥发性脂肪酸、酸类、醇类、酚类、醛类、酮类、脂类、胺类、硫醇类及含氮杂环化合物等组成，如甲烷、有机酸、各类醇类、氨、乙烯醇、硫化氢、甲胺、三甲基氨、吲哚、臭味素等，带有各种臭味和酸味。最臭的9种化合物依次为：甲硫醇、2-丙硫醇、2-丙烯-1-硫醇、2，3-丁二酮、苯乙酸、乙硫醇、4-甲基酚、硫化氢和1-辛烯-3-酮。此外，H2S和NH3等是恶臭物质的无机成分，NH3是由含氮有机物分解而来，H2S是由含硫有机物分解而来；二者都和饲料中蛋白质含量及家畜消化率有关，一般用H2S、NH3和CO2浓度表示畜舍的臭气含量。CO2是由家畜呼吸及碳水化合物有氧分解产生的，它表示空气的污染程度，是一个间接指标。

2　畜禽粪便内潜在的病原

畜禽体内的微生物主要是通过消化道排出体外的，粪便是微生物的主要载体。大量实践表明，由于畜禽粪便的堆放，最终会导致畜禽传染病和寄生虫病的蔓延与发展。粪便中的病原微生物在较长时间内可以维持其感染性，如多杀性巴氏杆菌在室温条件下的粪便中，其传染性可维持34d，马立克氏病毒可维持100d，禽流感病毒在4℃可维持30～35d。据对局部环境污染较为严重的规模化养猪场调查，其传染性胃肠炎、支原体病的发病率高达50%以上。这不仅对畜禽的生产力水平及生存的条件产生严重影响，更重要的是畜禽粪便能引起人畜共患病的传播与感染。此外，由于养殖场普遍使用抗生素，造成动物体内耐药细菌数量增加，随着污水和粪便的排放，带有耐药基因的菌株进入环境，其抗性基因可能通过转化与传导等作用转移至人类病原菌，威胁人类健康。

3　益生菌发酵处理粪便的技术与方法

3.1益生菌发酵处理粪便的技术

益生菌发酵剂是复合微生物菌群“生态发酵剂”。它是由好氧微生物和厌氧微生物、酵母菌类、光合细菌类、发酵用的丝状菌类、革兰氏阳性菌、放线菌组成，具有净化环境、除臭的功能。“生态发酵剂”降解臭气的方法具有物理、化学法无可比拟的优越性，益生菌除臭基本上分三个过程，首先是部分臭气由气相转换为液相的传质过程；第二是溶于水的臭气通过微生物的细胞壁和细胞膜被微生物吸收，不溶于水的臭气溶性物质再渗入细胞；第三是臭气进入细胞后，在体内作为营养物质分解、利用，使臭气得以去除。

从益生菌除臭的原理得知，益生菌除臭是多种微生物共同作用的结果。多种微生物共同作用更有利于吸收分解产生的SO2、H2S、CH4等具有恶臭的有害气体。同时这些微生物又可以产生无机酸，形成不利于腐败微生物生活的酸性环境，并从根本上降解分解时产生恶臭气体的物质。

3.2益生菌发酵处理粪便的工艺流程与方法

小型规模养殖场和散养户没有发酵罐，可采用的工艺流程如下：畜禽粪便→添加辅料→接种发酵剂→堆积→发酵→利用。发酵方法如下动物粪便单独或按一定的比例秸秆混合，即发酵物水分应控制在40%～50%，以手握成团，用力挤压没有水渗出指缝，松开手轻扣即松即可；1 m3发酵物加200～300g发酵剂，混合搅拌均匀密闭堆积发酵，夏、秋季堆高0.5～0.8m，发酵7～10d，冬、春季堆高0.8～1.2m，发酵15～30d。发酵完成后，物料疏松，无原有臭味，略有氨味，肥堆表面均匀分布白色菌丝，表示完全腐熟，烘干后利用。

中大型养殖企业可采用快速无害化发酵机，工艺流程如下：畜禽粪便→添加辅料→预热罐→发酵罐→接种发酵剂→快速发酵→堆积二次发酵→利用。发酵方法如下：动物粪便单独或按一定的比例与秸秆混合，即发酵物水分应控制在40%～50%为宜，以手握成团，用力挤压没有水渗出指缝，松开手轻扣即松即可；将发酵物输送到预热罐，待温度达到40℃后输送到发酵罐，按1m3发酵物加200～300g发酵剂，混合搅拌均匀快速发酵15h，输出到发酵池进行二次堆积发酵，发酵完成后，物料疏松，无原有臭味，略有氨味，肥堆表面均匀分布白色菌丝，表示完全腐熟，后烘干制作颗粒有机肥。遂平县某20万只蛋鸡场就是采用此方法，效果比较理想，一是消除了粪便的臭味，二是消灭了粪便中的病原体，又提高了土壤肥力。

总之，畜禽粪便不加处理，必引发空气、水环境和土壤的污染，可致使农业经济滞后甚至受到破坏，益生菌发酵技术对畜禽粪便的发酵处理是遵循“资源化、减量化、无害化、生态化”的原则，使畜禽粪便得到多层次的循环利用，有效地解决了养殖业环境污染问题，应大力推广。□

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2015-03-25）