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畜禽场除臭技术研究进展
现代畜牧网 http://www.cvonet.com 2020/3/12 0:45:48 关注：603 评论： 我要投稿
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随着我国畜牧业的快速发展，畜禽粪污量不断增大，随之而来的臭气严重影响畜禽与养殖人员的身体健康，同时带来空气污染，因此养殖场臭气控制技术的研究对于动物健康、产品安全、空气改善具有重要意义。本文从源头、过程、末端控制等三个环节，综述了多种减排技术，包括降低日粮蛋白质、添加饲料添加剂；严格控制粪污产生量、采用吸附除臭剂；固液分离、粪污表面覆盖、添加或喷洒微生物制剂、表面覆盖、密闭堆肥发酵等技术，对于养殖场除臭具有一定参考意义。
臭味的来源及组成：碳水化合物在厌氧菌的作用下不完全氧化，分解成甲烷、有机酸等略带臭味的物质；含氮含硫化合物分解成氨、硫化氢、硫酸、乙烯醇、二甲基硫醚、甲胺、三甲胺等恶臭气体。据测定，畜禽粪便的臭味物质有168种，已测定的挥发性有机化合物有96种。
一
源头控制
1.降低日粮蛋白质。低蛋白质日粮是根据蛋白质氨基酸营养平衡理论，在不影响动物生产性能和产品品质下，通过添加适宜种类和数量的氨基酸，降低日粮蛋质水平、减少氮排放；有研究证明，产蛋鸡日粮粗蛋白质由17%降低至15%，粪氮含量下降50%；Le等研究证明，当日粮中粗蛋白质含量降低1%时，氨排放量减少9.5%。兰芳菲研究表明饲料中粗蛋白质减少1.56%，猪粪中氮排放可减少25.96%，且减少日粮并不影响生长猪的生产性能。
2.饲料添加剂的应用。
（1）酶制剂。饲料酶制剂是为了提高动物对饲料的消化利用率，或改善动物体内的代谢效能而加入饲料中的酶类物质，酶制剂可以提高氮磷的利用率，从而降低舍内臭气浓度。试验表明，添加0.1～0.3单位/毫升辣根过氧化酶和0.1～3.0克过氧化钙，可减少猪粪中100%甲酚、28%～41%挥发性脂肪酸和32%～54%二氢吲哚化合物。
（2）微生态制剂。微生态制剂可以通过在肠道建立优势菌群，抑制腐败菌，从而减少臭气的产生量。Papatsiros等对目前抗生素的有效替代品做了总结，发现益生菌是低成本、无残留、绿色安全的添加剂之一，所以得到越来越多的关注、研究和应用。Ahmed等研究发现，增加饲料中解淀粉芽孢杆菌的添加量，可以减少粪便中氨气和硫化氢排放量，添加量为20克/千克时，氨气可减少排放达90%以上，添加量为5克/千克时硫化氢的减排率可达87%以上。
（3）酸化剂。酸化剂可以调节肠道菌群平衡，可以提高氮、磷的吸收利用率，降低氨气和硫化氢排放。Overland等通过比较甲酸和苯甲酸组与对照组，发现日粮中添加有机酸时，猪血浆中3-甲基吲哚浓度显著降低。
（4）植物提取物。植物提取物主要包括丝兰属植物提取物、樟科植物、茶叶、中草药、菊芋等，其中丝兰属植物提取物的除臭效果得到广泛的认可。丝兰植物提取物可以通过抑制粪中脲酶活性，并与氨结合，减缓尿素氮分解和可溶性硫化物的产生，从而减少氨气和硫化氢的散发。Santacruz-Reyes等报道，丝兰提取物可有效抑制脲酶活性，使粪污氨气挥发量减少55.5%。
二
过程除臭
1.严格控制粪污产生量。粪污是产生臭气的来源，粪污产生量直接决定臭气的排放量，严格控制粪污产生量是控制臭气的一个非常重要的环节。
（1）畜舍及粪污设施合理设计。畜舍设计朝向以长轴南向为最佳，综合考虑地形、主风向等条件，可适当做向东或向西15°的偏转，畜舍的设计要严格考虑舍内温度、湿度及通风量，通风情况直接决定氨气的排放。合理设计排水系统，做到雨污分离，粪污管道系统要独立、密闭；采用带盖的污水罐或在污水上覆膜，防止雨污混流，从而减少粪污产生量。储存粪便的地方要做到上有顶棚、下有防渗。
（2）节约用水。包括饮用水、冲洗和喷淋用水。优化饮水系统，选用节水饮水，并要注意饮水器水流速度及安装高度，避免饮水器跑冒滴漏现象。冲洗用水可以采用高压水枪或水汽混合方式，减少冲洗用水量。喷淋用水可使用自动喷淋系统，根据气温设置喷淋时间和时间间隔，可节约一半以上用水。
（3）设立养殖用水考核制度。培养养殖场工作人员节水意识和节水习惯，在每个负责人的水源处安装水表，对饲养工作人员进行考核，对于节约用水进行奖励，避免生产用水的浪费。
2.采用除臭吸附剂。吸附除臭有物理法、化学法以及生物法。物理方法除臭是利用分子间的范德华力吸附恶臭物质，其比表面积大、孔容大，对氨气、硫化氢等单分子及水分子有很强的吸附力，如活性炭、膨润土、海泡石等。化学法是使用有机酸来除臭，如柠檬酸、苹果酸、富马酸、乳酸、马来酸等，主要原理是利用羟基基团（-COOH）的酸性，中和各类碱性的臭味物质。与此同时，有机酸能够降低环境的pH，有助于抑制各类臭味物质的形成。
另外一种就是生物除臭法，生物除臭法是20世纪后期发展起来的，在欧洲发达国家取得了良好的应用效果。生物除臭具有除臭效率高、无二次污染、运行成本低等优势。生物除臭包括喷洒、生物过滤、生物洗涤等形式。生物过滤器中的多孔填料表面覆盖有生物膜，废气流经填料床时，通过扩散把污染成分传递到生物膜，并与膜内的微生物接触而发生生化反应，从而降解污染物。李琳等发现微生物对氨气和硫化氢的去除率分别达到96.7%和92.1%。生物滴滤池法填充物选用惰性材料，顶部设有喷淋装置，生物滤池法可使臭气物质消除80%以上。
3.臭氧除臭。臭氧除臭主要包括臭氧消毒机、光电除臭设备、电净化系统等，其除臭原理基本相同，都是利用产生臭氧的强氧化性，把有机物、细菌及病毒分解成无害的二氧化碳和水。光电除臭设备产生的臭氧虽然会降低舍内氨气含量，但臭氧可能会刺激和损害眼睛、呼吸系统等黏膜组织，对饲养人员和动物的健康造成伤害。
三
末端治理
1.固液分离。固液分离可使牛粪污减少30%～50%有机固体，猪粪污减少10%～15%的有机固体。Stansbery等发现，经固液分离的储污池粪污氨态氮浓度平均值为31毫克/升，传统的储污池粪污氨态氮浓度为388毫克/升，氨气在贮存过程中的排放量减少了约90%。
2.粪污表面覆盖。粪污表面覆盖有两种方式，一种是隔水覆盖，另一种是透水覆盖。
（1）隔水覆盖。使用不透水的材料进行覆盖，隔水覆盖可使氨减排量达到80%～99%，并可增加氮的滞留。隔水覆盖材料有刚性和柔性两种类型。刚性材料如混凝土、木材、金属屋顶等；柔性材料多由高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚氯乙烯等成分构成。刚性覆盖材料成本较高，同时维护简单，生命周期长；柔性材料对膜的要求比较高，需要抗风、防紫外线辐射和其他环境影响（如雨、冰雹、野生动物等），并且要求密封性良好。Scotford等利用聚乙烯膜覆盖猪场粪污，监测发现其能够使氨排放量减少90%以上，但每平方米需要138元，成本较高。
（2）透水覆盖。透水覆盖是一种经济有效降低氨排放的方法，覆盖材料有自然结壳、秸秆稻草覆盖、轻质黏土颗粒、土工布覆盖等形式。Smith等比较牛场粪污储存过程中发现自然结壳状态可使氨减排效率达到60%；秸秆稻草覆盖可以有效地减少粪污储存中37%～90%的氨排放；轻质黏土颗粒覆盖可以减少83%～95%的氨排放；土工布覆盖可以减少0～37%的氨挥发。
3.粪便添加或喷洒微生物制剂。将菌剂直接喷洒或作为发酵液添加到畜禽粪便中，抑制腐败类微生物和病原菌的繁殖，从而达到减少恶臭气体释放的目的。Kuroda等将芽孢杆菌菌株TAT105以直接混合添加的方法进行猪粪便的实验室规模堆肥试验，结果发现该菌剂能有效降低氨气浓度。叶芬霞等利用由筛选出的热带假丝酵母、巨大芽孢杆菌和灰色链霉菌制成的复合菌剂除臭，对畜禽粪便中氨气的去除率达80%以上，对硫化氢的去除率达65%以上，对猪舍内和堆肥场的氨气、硫化氢及恶臭浓度的去除率均达60%以上，除臭效果良好。
4.表面进行覆盖。堆放过程的减排措施主要包括压实、覆盖等，覆盖材料有秸秆、稻草、锯末等。覆盖已经被一些研究证明是一种可以降低粪便氨气排放的有效手段。试验结果表明，较厚的锯末（3～5毫米）覆盖对牛粪氨气和温室气体的减排效果更好。
5.密闭式堆肥发酵。密闭式堆肥系统具有系统集成度高、密闭性好、堆肥速度快、自动控制程度高和建设周期快等特点。密闭式堆肥系统有筒仓式堆肥反应器、塔式堆肥反应器、滚筒式堆肥反应器和隧道或箱式发酵仓等形式。该系统将粪便储存和处理工序合二为一，采用好氧发酵工艺，将粪便转化成有机肥，一个生产或储存周期为10～12天。该方法的优点是高度机械化和自动化，发酵产生的臭气专门通过除臭器进行处理，无须建造积粪室或有机肥厂房，缺点是设备投资成本较高。
四
结 论
降低日粮蛋白质、采用饲料添加剂（酶制剂、微生态制剂、酸化剂、植物提取物）是比较经济易行的方法。减少粪污产生量，包括畜舍、粪污储存设施设计，优化饮水器，设立用水奖罚制度，对减少臭气排放具有重要的意义；与物理除臭和化学除臭方法相比，生物除臭具有效率高、无二次污染、营运成本低等优势，在过程除臭中是一项重要的除臭方法，对大、中、小型养殖场均适用；光电等除臭设备虽能降低氨气含量，但产生的臭氧对饲养员及动物有一定伤害。固液分离虽有一定投入，但对养殖场是必要的；用秸秆对污水、粪便进行覆盖，简单易行效果好，适用于中小规模养殖场；密闭式堆肥发酵系统，效果好、成本高，适用于大规模的养殖场。
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| 文章作者：崔晓东 张建伟 文章编辑：一米优讯 |
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