一、基本原理
该技术为针对固体、液体粪污的集成处理技术，主要利用微生物技术，以好氧发酵、厌氧发酵或高温无害化处理为核心，采用多途径的协同处理方式，将作物秸秆、蘑菇渣等农业生产废弃物与畜禽养殖废弃物共同处理，转化为垫料、有机肥和生物有机肥等产品，以经济效益带动流域的污染处理，有效削减流域养殖污染负荷。
高温无害化处理+堆肥发酵技术主要是利用高温无害化处理设备对畜禽养殖粪污进行快速处理，使物料彻底无害化，经堆肥发酵，可转化为肥料、基质等资源化产品；一体化封闭立式发酵罐技术主要是利用一体化封闭立体发酵设备对畜禽养殖粪污进行处理，降低发酵物料氮损失，生产资源化产品的技术；低堆条垛加高堆静止半厌氧发酵技术是利用粪污加秸秆为主要物料，调整好碳氮比，先低堆条垛发酵加高堆静止半厌氧发酵，实现有机固废物料腐熟达标；厌氧发酵+沼液处理+种养一体化技术主要是利用厌氧发酵技术对畜禽养殖粪污进行厌氧消化，将沼液收集后储存在发酵池内，添加一定比例的生物腐植酸发酵菌剂进行发酵处理，并作为液肥灌溉周边大田的技术。通过针对固体液体粪污的多种处理处置技术的“串联应用”与示范，建立以微生物发酵技术为核心的畜禽养殖污染控制与治理综合性技术，实现养殖废弃物高效利用，实现种养生态循环。
二、工艺流程
高温无害化处理+堆肥发酵首先对粪污进行固液分离，确保固体部分含水率不超过70%。将玉米秸秆碎粉（粒径5-10mm），然后与固体粪污按3:7体积比，添加至快速无害化处理设备中，同时添加1%沸石粉和0.5%生石灰。调节温度至160-165℃，处理1-2h。待处理后的物料温度降至室温，添加0.5%的地衣芽孢杆菌等发酵菌剂，进行堆肥发酵，3天后进行翻堆，发酵周期7-10天。对于奶牛养殖，对发酵物料进行晾晒，待含水率降至45%以下，即可用于牛舍垫料；对于其他畜禽养殖，对发酵物料进行加工，可转化为有机肥料、基质等资源化产品。
图1 高温无害化处理+堆肥发酵
一体化封闭立式发酵罐技术利用发酵罐处理作物秸秆、畜禽粪污（秸秆用量一般为总发酵料的10-20%）等有机废弃物，外加枯草芽孢杆菌等复合菌剂0.1-0.2%，第一批进料为发酵罐有效容积的10%，发酵24小时后每天再分别进料10%，发酵过程中温度控制在55-70度，每天发酵每天加料直到发酵容量的70%，第一天的进料发酵7-8天后就可以放罐出料；发酵出料用于生产有机肥料或基质。
图2 一体化封闭立式发酵罐技术
半厌氧发酵技术将发酵物料（粪污加20%粉碎秸秆等）调整好碳氮比（20-30：1），湿度控制在55-60%，先用条垛式低堆发酵（堆体高度控制在1-1.2米），第二天堆体发酵温度就可达到55度以上，发酵至第8天后，用铲车翻堆堆高至3米，再静止堆积发酵20-25天，待发酵温度降到35度左右就完成发酵，可以取样测定发酵物料的质量（根据NY525有机肥标准检测）。
图3 半厌氧发酵技术
厌氧发酵+沼液处理+种养一体化技术利用CSTR、UASB、黑膜沼气等厌氧发酵设施处理养殖粪污，将沼液收集后储存在发酵池内，添加0.05-0.1%生物腐植酸发酵菌剂进行微氧发酵处理，常温控制微氧状态，发酵20天左右，沼液中的高分子碳转化为小分子碳，检测发酵产物的可溶性碳含量和发芽率，按照每亩5-10吨就近还田利用。
图4 厌氧发酵+沼液处理+种养一体化技术
三、技术创新点及主要技术经济指标
1 技术创新点
（畜禽粪污快速无害化处理设备从设备预热、进料到有机肥产品产出仅需2小时，处理全程无废水排放，无臭气排放。大幅度缩短了后续的好氧发酵周期（发酵时间缩短了2倍以上），节省了成本。
利用生物腐植酸发酵菌剂处理沼液，与已有的微生物菌剂处理相比，处理效果显著较好，对沼液中大分子有机物浓度、总固体含量（TS）、挥发性固体含量（VS）等均具有较好的净化去除效果，可提高5倍以上沼液无害化还田的量。
2 主要技术经济指标
畜禽粪污快速无害化处理工艺周期短，每批次1-2h，能耗较低（处理温度达160-165℃，耗电8-15kw），原料可全部转化为功能生物有机肥。与传统堆肥发酵方式相比，氮损失减少20%-30%。
固体发酵罐每天进含水不超过75%的物料7-8吨，益生菌加0.05-0.1%，发酵7-10天，每天进料每天出料。与传统堆肥发酵方式相比，可减少氮损失。
针对不同浓度的沼液，添加0.05-0.1%生物腐植酸发酵菌剂发酵20-24天，沼液中有效碳转化率大于90%、臭气浓度（硫化氢、氨气等）等降低70%以上，处理后沼液灌溉量增加5倍以上。
发酵物料碳氮比为20-30：1，湿度55-60%，条垛式发酵堆体高度在1-1.2米，第2天发酵温度55度以上，第3-8天发酵温度60度以上，高堆3米发酵20-25天达标；发酵产物有效碳含量增加约50%，节省设备投资，减少车间粉尘，减少二氧化碳及氨氮排放（氨气排放减少90%），发酵全过程基本无臭。
四、技术来源及知识产权概况
4.1 专利
（1）自主研发，一种精制的含黄腐酸农用微生物菌剂及其制造方法，ZL2012 1 0185052.1
（2）自主研发，一种用高浓度有机废水生产液态水溶性肥的方法，ZL2012 1 0192776.9
（3）自主研发，一种畜禽养殖废水的处理方法，ZL 201510884528.4
（4）自主研发，一种厌氧反应器及养殖废水处理系统及方法，ZL 201510847448.1
4.2 规范
（1）环保部标准：以微生物发酵床技术为主制定了《畜禽养殖业污染治理发酵床工程技术指南》，已经环保部于2014年颁布实施，环办[2014]111号
（2）集约化奶牛养殖污染控制技术指南，中国环境科学学会团体标准，T/CSES 85—2023，2023-01-04发布实施。
（3）集约化生猪养殖污染控制技术指南，中国环境科学学会团体标准，T/CSES 86—2023，2023-01-04发布实施。
（4）集约化养鸡污染控制技术指南，中国环境科学学会团体标准，T/CSES 84—2023，2023-01-04发布实施。
4.3 论文
（1）Tingting Song, Changxiong Zhu, Binxu Li, Mengmeng Yan, Hongna Li. Manure application led to higher antibiotic resistance risk in red soil compared with black soil and fluvo-aquic soil. Journal of Hazardous Materials Advances 2023, 9: 100209.
（2）Yan Mengmeng, Zhu Changxiong, Li Binxu, Su Shiming, Li Hongna. Manure application facilitated electrokinetic remediation of antibiotic-arsenic co-contaminated paddy soil. Journal of Hazardous Materials 2022, 441: 129897.
（3）Yang Zhenzhen, Li Hongna, Li Na, Sardar Muhammad Fadar, Song Tingting, Zhu Hong, Xing Xuan, Zhu Changxiong. Dynamics of a bacterial community in the anode and cathode of microbial fuel cells under sulfadiazine pressure. International Journal of Environmental Research and Public Health, 2022, 19(10): 6253.
4.4 获奖
（1）有机碳肥生物腐植酸的研究与推广应用，2016年11月，中国产学研合作创新成果二等奖
（2）异位发酵床养殖粪污微生物治理工程化技术的研究与应用，2017年，农业部神农中华农业科技三等奖
（3）以微生物异位发酵床为核心的畜禽养殖废弃物污染控制与资源转化技术创新及应用，2020年，产学研合作创新成果一等奖。
五、技术在示范工程应用概况
1. 长江流域丘陵山区—重庆市永川区；
2. 长江流域平原河网区—常州市金坛区；
3. 黄河大型灌区—巴彦淖尔市五原县。
