畜禽场微生物除臭技术的研究进展

3、过程除臭技术

微生物的过程除臭是指对畜禽舍内的恶臭来源物、舍内及舍外的排气等进行除臭，主要有生物过滤法、微生物喷洒等除臭方式。大量研究表明，生物过滤法是消除VOCs 和处理NH3 等臭气的有效方法，该方法具有操作简便、能耗小、用水量少等优势，受到广泛关注。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。综合目前的相关研究来看，将设计合理的生物过滤器用于农业中进行除臭， H2S 和NH3 的去除率分别可达浓度95% 和65%，可见， 生物过滤器是控制恶臭污染的有效方式。

国外对生物过滤器的研究起步较早。20 世纪70 年代起，欧美就开始对生物过滤脱臭的原理方法、降解臭气的微生物种群等方面进行研究。Kristiansen等将丁酸-二甲基二硫化物- 同化微生物活性菌群运用到滴流生物过滤器中，有效去除了羧酸（去除率大于70%）和有机硫化物（去除率达50%）。

我国关于生物过滤器在畜牧业除臭中的研究起步较晚。李琳等研究了一种复合式生物除臭反应器， 将不同的微生物、细菌或真菌分别接种在反应器的2 个生物反应区中，发现通过其协同作用可以有效去除多种污染物，对NH3 和H2S 去除率分别达到96.7% 和92.1%。徐晓军等利用固定化生物滴滤反应器，用海藻酸钠作包埋剂，固定枯草芽孢杆菌、白曲霉菌和葡萄球菌等优势菌种，用于处理NH3和H2S，该方法可将出气口的NH3 和H2S 分别处理至达到国家排放标准中的一级和二级标准。

在过程除臭中，微生物还可通过喷洒方式进行除臭。将微生物以一定比例稀释，对畜禽舍、畜禽本身或畜禽排泄物进行喷洒，能降低有害气体浓度，但同时也会增加总细菌数。

Kim 等用生物添加剂在封闭猪舍内喷洒，此种生物添加剂中的微生物来自随机挑选的商业产品，结果发现空气中总细菌含量比喷雾前的初始水平更高，这可能是由于喷洒的微生物添加剂产生的细菌雾化液滴造成。Kim 等利用添加一定浓度解淀粉芽孢杆菌的喷雾对NH3、H2S 和二氧化硫（SO2）进行减排试验，发现以每天1 次喷洒10% 的解淀粉芽孢杆菌喷雾为最佳， 但减排的潜在作用机理还需要通过评估粪便细菌群落结构和粪便pH 来进行进一步探究，目前尚未有更多研究报道。

4、末端除臭技术

微生物的末端除臭即将菌剂直接喷洒到畜禽粪便上，或作为发酵液添加剂添加到畜禽粪便中，利用微生物之间的共生、繁殖及协同作用分解转化粪便中的有机物质，微生物的代谢产物如乳酸、乙酸等形成酸性环境，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NH3 浓度。但由于单一菌株形成的除臭体系较为单一且并不稳定， 目前对于单一菌株的除臭研究并不多。因此，大多数研究或商业产品都是以复合菌剂为原料，利用有益微生物之间的共生共存原理来分解恶臭物质进行除臭。

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3 种优势菌种制成的复合菌剂除臭，对畜禽粪便中NH3的去除率达80% 以上，对H2S的去除率达65%以上，对猪舍内和堆肥场的NH3、H2S 及恶臭浓度的去除率均达60% 以上，除臭效果良好。陈丽园等以减少NH3和H2S为主要依据，从168 株真菌、放线菌和细菌菌株中筛选出11 株有效菌株，对畜禽粪便具有良好的除臭效果，但其具体生理性能及除臭机理有待进一步研究。张生伟等将经筛选和优化后的高效除臭菌和纤维素分解菌群制成复合微生物除臭剂并用于堆肥试验，发现NH3和H2S的去除率在堆肥前20 d高达70%和60%以上，表明复合微生物除臭剂用于堆肥能高效稳定除臭，同时能减少堆肥肥效损失， 促进堆肥腐熟。李光春等对不同微生物进行组合试验，结果表明裂殖酵母菌、副干酪乳杆菌、蜡样芽孢杆菌和不动杆菌4 种微生物组合后接种到猪场养殖废水中后，能有效抑制恶臭气体的产生。

Choi 等用芽孢杆菌、酵母菌、放线菌等益生菌作为猪粪便发酵液，发现浓度为0.2%的益生菌能降低猪粪便的pH和CO2排放，同时对CH4也有减排作用。另有研究在畜禽粪便除臭发酵液中添加了嗜粪乳杆菌、嗜热乳链球菌、酿酒酵母菌、异常汉逊酵母菌、嫌气纤维素分解菌等多种菌种，利用嫌气纤维素分解菌在高温厌氧条件下，将纤维素转化为有机酸及醇类，而后再转化为CH4CO2，彻底解决畜禽粪便的臭味。

目前，市场上已出现不少畜禽除臭的微生物菌剂， 大部分既可用于喷洒，又可直接作为粪便或堆肥添加剂使用。Choi等对市场上用于除臭减排的商业微生物添加剂进行验证，发现只有2种添加剂能有效除臭，在80d 的贮存期后，沼液的恶臭指数能降低70%以上， 挥发性脂肪酸能降低50%以上，而另外2种微生物添加剂则对贮存中的沼液臭气减排没有影响。这一研究对于养殖企业选购市场上的微生物添加剂有一定警醒和指导作用。

5、小结

比较微生物除臭技术在畜禽场各环节的应用，源头除臭是操作简便、价格低廉的应用方式，同时还能促进动物健康；微生物除臭技术在过程及末端除臭的同时，可能会造成细菌含量增加等不利影响，且除臭效果尚未稳定。总体来看，微生物除臭技术具有对环境适应能力强、应用范围广、除臭效果较持久等优势，不仅可用于畜禽场各阶段的臭气治理控制，同时也已经应用于大气污染治理、垃圾填埋场等多个领域。但该技术在有益微生物间、益生菌及土著微生物间的具体关系、作用原理、代谢产物等方面还有待明确。当利用多种有益微生物进行除臭时，根据检测粪便菌落结构筛选和培养高效的除臭微生物也亟待进一步探究。此外，复合菌剂的安全性、菌株组合方式等都还有待验证。

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