复合发酵剂在牛粪无害化处理中的应用效果

本试验针对北方寒区特殊地理环境条件,采用牛粪好氧堆肥发酵,研究0℃以下,接种复合发酵剂对堆肥的影响。结果表明：牛粪接种复合发酵剂24h和48h堆温分别升至40.1℃、55.6℃;高温期持续6d;发酵周期缩短至12d;脱水率达40%以上;pH值先降低后升高,最终稳定8.2左右;除臭效果

复合发酵剂在牛粪无害化处理中的应用效果1

何惠霞，徐凤花，赵晓锋，国宏艳

东北农业大学资源与环境学院，哈尔滨（150030）

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摘 要：本试验针对北方寒区特殊地理环境条件，采用牛粪好氧堆肥发酵，研究0℃以下，接种复合发酵剂对堆肥的影响。结果表明：牛粪接种复合发酵剂24h和48h堆温分别升至40.1℃、55.6℃；高温期持续6d；发酵周期缩短至12d；脱水率达40%以上；pH值先降低后升高，最终稳定8.2左右；除臭效果良好，3d后臭味基本消除；经12d发酵达无害化标准。细菌对堆肥升温起主要作用；细菌和放线菌是高温阶段主要菌群；腐熟阶段细菌、放线菌和真菌共同作用，且细菌作用强于放线菌和真菌。 关键词：牛粪，复合发酵剂，水分，除臭，无害化

随着黑龙江省畜禽养殖业快速发展，畜禽产生大量粪便和污水造成严重的环境污染，防治工作已迫在眉睫。北方低温持续时间长是畜禽粪便高温堆肥的一大障碍，如何在低温条件下进行牛粪高温堆肥已成为亟待解决的问题。本试验研究在低温条件下接种复合微生物发酵剂对堆肥温度、pH值、含水量、除臭效果、微生物区系及卫生与安全指标的影响，旨在揭示低温条件下接种复合微生物发酵剂的可行性，探明其在发酵过程中的作用。

1 材料与方法

1.1试验材料

牛粪，稻壳粉，自制复合微生物发酵剂

1.2试验设计

鲜牛粪，以稻壳粉为调理剂调至含水量65％左右。混匀堆成为2m×1.5 m×1.2m的堆体,根据发酵温度进行机械翻堆。

对照不接复合发酵剂：84%牛粪 + 16%调理剂

处理接复合发酵剂： 84%牛粪 + 16%调理剂 + 1‰ 复合发酵剂

1.3取样及测定方法

1.3.1取样

分别取上层，中层，下层,深度距堆顶20cm，50cm，70cm，测定温度、含水率和pH值动态变化，观察臭味变化，检测粪大肠杆菌数量、蛔虫卵死亡率、草籽灭活率和种子发芽指数，并对微生物区系进行分析。 1.3.2测定方法

含水率用105℃烘24h或至恒重[1]。pH值样品:去离子水＝1:10（W/V），pH计测定[2]。除臭效果以堆肥臭度为指标，臭度采用六级分类法[3] 。稀释倒皿微生物 计数[4]。乳糖多管发酵法测定粪大肠杆菌数量[5]，蛔虫卵死亡采用饱和盐溶液漂浮法[5]。测定草籽灭活率、种子发芽指数（GI）[6]。

2 结果与分析

1

本课题得到财政部司国家环保总局司2004，集约化畜禽养殖污染防治专项基金的资助。

本试验针对北方寒区特殊地理环境条件,采用牛粪好氧堆肥发酵,研究0℃以下,接种复合发酵剂对堆肥的影响。结果表明：牛粪接种复合发酵剂24h和48h堆温分别升至40.1℃、55.6℃;高温期持续6d;发酵周期缩短至12d;脱水率达40%以上;pH值先降低后升高,最终稳定8.2左右;除臭效果

2.1接种复合发酵剂堆肥温度的变化动态

堆体温度变化是堆肥进程的宏观反映，也是影响微生物活动和堆肥工艺过程的重要因素[7]。温度上升是微生物代谢产热积累的结果，反映了微生物代谢强度和堆肥物质转化速度[8]。低温条件下接种复合发酵剂加速有机物质降解，使堆体快速升温，维持适当高温期杀死病原菌、虫卵和草籽，并起到脱水作用，最后温度降低以利于养分转化和腐殖质的形成。

80.070.0温度（℃）

60.050.040.030.020.010.00.0-10.0

1

2

3

4

5

6

7

8

9101112

时间（d）

对照上层对照中层对照下层处理上层处理中层

处理下层室外温度

图1 堆肥12d温度的变化动态

Fig. 1 Variation of temperature during 12d composting process

图1表明，接种复合发酵剂的处理微生物大量繁殖，利用堆肥中糖类，淀粉，氨基酸等简单有机物，产生热量，提高堆体温度。24h和48h后堆温分别升至40.1℃、55.6℃；对照此时仅为15.4℃、18.6℃，处理较对照提高24.7℃和37.0℃。美国环保局规定静态好氧堆肥，堆体温度55℃以上应至少持续5d，我国规定为5d～7d。处理第3d堆温达到55.0℃，持续6d，其中第5d达71.0℃，以杀死虫卵和致病菌[4]，

满足杀死虫卵、病原菌和草籽的要求。高温期大量微生物死亡，酶活降低致使有机物降解速度下降，产生热量减少，第6d稍有降低。随着温度下降，微生物又开始大量生长繁殖，有机物分解速度加快，7d～8d时堆温回升。发酵后期微生物降解剩余有机物不能产生足够热量，温度呈持续下降趋势。对照3d～12d温度为18.6℃～43.4℃，一直未达高温阶段。

以上研究结果充分说明在低温条件下接种发酵剂具有明显提高升温速度作用，发酵周期缩短至12d。

发酵期间处理和对照均为中层温度最高，上层次之，下层最低。

2.2接种复合发酵剂堆肥含水率变化动态

适宜含水率是保持微生物活性和保证堆肥发酵顺利进行的必要条件。含水率高于80%时，水分子充满颗粒内部并溢到粒子间隙中，减少堆体孔隙并增加气体传质阻力，造成堆体的局部厌氧，抑制好氧微生物活动 [9

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