專利名稱：：一種對(duì)畜禽糞便進(jìn)行生物脫水的堆肥方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及畜禽養(yǎng)殖固體廢棄物處理領(lǐng)域，尤其涉及一種利用蠅蛆對(duì)畜禽糞便進(jìn)行生物脫水的堆肥方法。
背景技術(shù)：
：隨著我國(guó)畜牧業(yè)的快速發(fā)展，全國(guó)奶牛、生豬和家禽的養(yǎng)殖量逐年增加，且集約化規(guī)模養(yǎng)殖量增長(zhǎng)更快。目前全國(guó)每年產(chǎn)生的畜禽糞便高達(dá)27億噸，并且還有逐年增加的趨勢(shì)。因此，解決好畜禽養(yǎng)殖污染問題，仍是農(nóng)業(yè)面源污染治理和生態(tài)環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中一項(xiàng)十分艱巨的任務(wù)。堆肥，作為畜禽糞便資源化無害化處理的重要技術(shù)手段之一，歷來倍受國(guó)內(nèi)外研究工作者及生產(chǎn)者重視并廣泛采用。然而，在畜禽糞便資源化無害化堆肥處理中，特別是豬、牛糞的高含水率是困擾堆肥快速升溫發(fā)酵的瓶頸。據(jù)測(cè)定，非墊料或非沖洗畜禽糞便的含水量豬糞一般在70%80%，牛糞一般在80%90%，雞糞相對(duì)稍低。眾多研究發(fā)現(xiàn)起始堆料的最適含水率在65%以下，因此要使畜禽糞便堆肥快速發(fā)酵升溫，降低糞便含水量以滿足堆肥需要至關(guān)重要。堆肥方法眾多，但要實(shí)現(xiàn)省本、高效、快速降低鮮糞中的水分，同時(shí)又要保持較高的堆肥養(yǎng)分含量，是堆肥生產(chǎn)的的技術(shù)難點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外研究降低畜禽糞便含水率的技術(shù)與方法較多，主要有一是采用物理方法，主要通過沉淀、離心、過濾或過篩、冷凍、自然風(fēng)干、直接烘干等；二是化學(xué)方法，主要有絮凝法；三是生物干燥法，即添加輔料包括稻草、秸稈、樹葉、木片、鋸末和回流堆肥等調(diào)節(jié)適宜含水率后，生物發(fā)酵升溫脫水。這些方法都具有明顯的不足之處。自然風(fēng)干需要較大的場(chǎng)地，周期長(zhǎng)，而且鮮豬、牛糞含膠體物較多，鮮糞表面很容易結(jié)"皮"，很難風(fēng)干。絮凝法成本很高。高溫堆肥生物干燥法不僅增加畜禽糞便處理成本，而且過多添加輔料會(huì)明顯降低肥料品質(zhì)。由于近年來煤炭不斷漲價(jià)，鋸末、礱糠等均被用作煤炭的能源替代材料，作為堆肥輔料的生產(chǎn)成本過高，也不容易收集，降低其用量是改進(jìn)堆肥生產(chǎn)方法的迫切需要。另一方面，隨著養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展，飼料蛋白需求不斷增加，魚粉供不應(yīng)求，造成魚粉價(jià)格不斷攀升。目前人們?cè)O(shè)法用大豆類制品、棉粕、玉米干酒糟及可溶物(DDGS)、肉骨粉和畜禽下腳料等代替魚粉，但這些替代物都存在許多不足，如DDGS中賴氨酸和蛋氨酸的缺乏、豆類制品中胰蛋白酶抑制因子以及植酸等抗?fàn)I養(yǎng)因子、加工副產(chǎn)品中氨基酸種類的缺陷(畜禽下腳料和水解羽毛粉缺賴氨酸，肉骨粉、血粉和水解羽毛粉缺蛋氨酸，血粉中缺異亮氨酸)。據(jù)國(guó)內(nèi)外對(duì)蠅蛆營(yíng)養(yǎng)成分的分析，蠅蛆(干物質(zhì))含粗蛋白50%左右，脂肪10%14%，甲殼素8%10%，且含有動(dòng)物需要的多種氨基酸，如含有豐富的賴氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸。另外，蠅蛆中常量元素和微量元素含量高，脂溶性維生素A和維生素D的含量極為豐富，尤其維生素D的含量可與魚肝中的維生素D的含量相當(dāng)，水溶性維生素中B族含量較為豐富，特別是谷物中缺乏的維生素B2和B12的含量較高。蠅蛆中還含有多種生物活性物質(zhì)如具調(diào)節(jié)血脂作用的幾丁低聚糖、抗菌肽、抗病毒活性物質(zhì)、能清除羥基自由基的清白和球蛋白等。在畜禽水產(chǎn)飼料中添加適量的蠅蛆，不僅可以提高畜禽水產(chǎn)機(jī)體的3免疫力和減少抗生素的使用量，而且能保證畜禽水產(chǎn)產(chǎn)品的安全和人類的健康。從蠅蛆中提取甲殼素用于開發(fā)化妝品或藥用，將進(jìn)一步提高其附加值。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的問題在于針對(duì)畜禽糞便高含水率的問題，提供了一種對(duì)畜禽糞便進(jìn)行生物脫水的堆肥方法。為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案它在添加生物發(fā)酵菌劑的情況下將畜禽糞便平攤后添加蠅蛆進(jìn)行發(fā)酵，在發(fā)酵周期中再分批添加畜禽糞便和生物發(fā)酵菌劑，發(fā)酵周期為3-7天，發(fā)酵條件為22-42t:，所述蠅蛆的添加重量為分批添加完成后的糞便總重量的0.5_5%，所述分批添加的畜禽糞便重量為分批添加完成后的糞便總重量的14-33%。本發(fā)明還提供了一種對(duì)畜禽糞便進(jìn)行生物脫水的堆肥方法。為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案它在添加生物發(fā)酵菌劑的情況下將畜禽糞便平攤后添加蠅蛆進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵周期為7-12天，發(fā)酵條件為10-22t:，所述蠅蛆的添加重量為糞便總重量的0.5-5%。本發(fā)明利用微生物協(xié)同作用降低畜禽糞便堆肥的起始含水率，即通過養(yǎng)殖蠅蛆，吸收利用水分，增加畜禽鮮糞的孔隙度，滿足堆肥發(fā)酵中微生物生長(zhǎng)的好氧習(xí)性，同時(shí)加速水分揮發(fā)和自然滲出，從而降低畜禽糞便含水率，充分發(fā)揮堆肥發(fā)酵菌株作用，達(dá)到畜禽糞便資源化無害化處理效果，免去調(diào)節(jié)畜禽糞便含水率的輔料添加，進(jìn)一步調(diào)整和優(yōu)化堆肥發(fā)酵方法，降低畜禽糞便處理成本，提高堆肥質(zhì)量。同時(shí)，蠅蛆養(yǎng)殖又提供大量高質(zhì)量飼料蛋白和進(jìn)一步深加工的原料，大大提高了堆肥的附加值，使有機(jī)廢棄物得到更好的循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)保護(hù)環(huán)境和農(nóng)業(yè)"雙增"目標(biāo)。圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。具體實(shí)施例方式通過以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更詳細(xì)說明，但以下實(shí)施例僅是說明性的，本發(fā)明并不受這些實(shí)施例的限制。實(shí)施例1:利用蠅蛆進(jìn)行畜禽糞便生物脫水試驗(yàn)1、試驗(yàn)地點(diǎn)德清縣綠態(tài)農(nóng)業(yè)科技有限公司2、試驗(yàn)材料豬糞取自浙江德清燈塔養(yǎng)豬場(chǎng)。蠅種家蠅，市蠅，絲光綠蠅，大頭金蠅，銅綠蠅，紅頭麗蠅，廄腐蠅，棕尾別麻蠅等蒼蠅。3、蒼蠅生活史蒼蠅一蒼蠅卵一蛆幼蟲一蛆成蟲一蛹一蒼蠅4、試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)設(shè)3個(gè)處理即CK、處理1和處理2，CK:0.425噸鮮豬糞加3%。生物發(fā)酵菌劑混勻后平攤自然堆置，并用網(wǎng)眼小于蒼蠅的網(wǎng)罩住，以防外來蒼蠅進(jìn)入，所采用的生物發(fā)酵菌劑為蠟狀芽孢桿菌(Bacillus,cereus)和扣囊復(fù)膜孢酵母(Saccharomycopsisfibuligera)。處理1:0.425噸鮮豬糞加3%。生物發(fā)酵菌劑混勻后平攤自然堆置，然后表面添加蛆幼蟲。處理2:0.425/n(n為蠅蛆大約養(yǎng)殖處理天數(shù))噸鮮豬糞加3%。生物發(fā)酵菌劑混勻后平攤自然堆置，然后表面添加蛆幼蟲，然后每天按與第一天差不多的鮮豬糞量加3%。生物發(fā)酵菌劑混勻后一堆一堆添加，共加至0.425噸鮮豬糞和占鮮豬糞總重3%。的生物發(fā)酵菌劑。分別在春秋季(平均氣溫l(TC22tO和夏季(平均氣溫22t:以上，一般為22-42°C)進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)。糞便最終堆積厚度20cm左右，孵化當(dāng)天蛆幼蟲的添加量為2kg(約占鮮豬糞總重0.5%左右添加量)，蠅蛆成蟲微發(fā)黃時(shí)收獲。本試驗(yàn)中蛆幼蟲的添加量為分批添加后的糞便總重量(即本試驗(yàn)中的0.425噸鮮豬糞)的0.5%，因0.5%的蛆幼蟲的添加量已經(jīng)可以使鮮豬糞充分脫水滿足后續(xù)堆肥需要，在蛆幼蟲添加量O.5-5%范圍內(nèi)，隨蛆幼蟲添加量的增多，鮮豬糞的含水率變化不大。取樣鮮豬糞取樣，蛆蟲養(yǎng)殖結(jié)束后取樣，每處理在不同部位共取3個(gè)樣，取樣量12kg/樣。5、考察參數(shù)蠅蛆產(chǎn)量，鮮豬糞和蛆蟲養(yǎng)殖結(jié)束時(shí)豬糞含水率，PH，豬糞有機(jī)質(zhì)、氮(全氮、NH4_N、N03-N)、全磷、全鉀及速效磷、速效鉀，蠅蛆粉營(yíng)養(yǎng)成分和重金屬含量。6、結(jié)果與討論6.1蠅蛆進(jìn)行畜禽糞便生物脫水的試驗(yàn)結(jié)果與討論表1:夏季利用蠅蛆進(jìn)行畜禽糞便生物脫水的試驗(yàn)結(jié)果(養(yǎng)蛆脫水處理糞便由農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心(杭州)檢測(cè))<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>注除水分和ra外，其它養(yǎng)分指標(biāo)以干物質(zhì)計(jì)。表2:春秋季利用蠅蛆進(jìn)行畜禽糞便生物脫水的試驗(yàn)結(jié)果(養(yǎng)蛆脫水處理糞便由農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心(杭州)檢測(cè))<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>由表l和表2結(jié)果可以看出，經(jīng)蠅蛆養(yǎng)殖脫水處理，糞便的含水率明顯下降，夏季處理1和處理2脫水效果差不多，比對(duì)照都下降15個(gè)百分點(diǎn)左右；春秋季處理1脫水效果明顯比處理2好，處理1比對(duì)照下降9個(gè)百分點(diǎn)左右，處理2比對(duì)照只下降3個(gè)百分點(diǎn)左右。蠅蛆產(chǎn)量春秋季明顯比夏季高，春秋季蠅蛆產(chǎn)量處理1比處理2高，而夏季處理2比處理1高。夏季溫度高，蠅蛆生長(zhǎng)非?？?，活動(dòng)頻繁，增加糞便孔隙度，加速水分蒸發(fā)，因此夏季養(yǎng)蛆脫水處理效果非常明顯；但是夏季蠅蛆產(chǎn)量明顯比春秋季低，可能是夏季蠅蛆養(yǎng)殖時(shí)間短，5天左右(37天)，而春秋季蠅蛆養(yǎng)殖時(shí)間10天左右(712天)。夏季蠅蛆產(chǎn)量處理2比處理1高，因?yàn)橄募靖邷貤l件下處理2的處理方式通氣散熱效果比處理1好，更適合蠅蛆生長(zhǎng)；而春秋季相對(duì)氣溫較低，處理1容易保溫，更適合蠅蛆生長(zhǎng)，因此處理1產(chǎn)量反而更高，也更有利于水分蒸發(fā)。與對(duì)照相比，養(yǎng)蛆脫水處理后的糞便有機(jī)質(zhì)、全氮、硝態(tài)氮及銨態(tài)氮都下降，全磷、全鉀、速效磷及速效鉀略有升高?？赡苁窍壡L(zhǎng)后有機(jī)質(zhì)和氮被利用掉了一部分，從而磷鉀得到了濃縮的緣故。因此，在不同季節(jié)可選擇不同的處理方式。綜合脫水和蠅蛆產(chǎn)量，生產(chǎn)當(dāng)中，夏季(環(huán)境溫度一般在22°C以上，一般為22-42°C)宜采用處理2的處理方式，因發(fā)酵周期一般為3-7天，分批添加的鮮豬糞重量為分批添加完成后的糞便總重量的1/7-1/3，即14-33%，建議糞便最終堆積高度應(yīng)更低些，如520cm，提高糞便通氣和散熱性。春秋季(環(huán)境溫度一般在10-22°C)宜采用處理1的處理方式，發(fā)酵周期一般為7-12天，建議糞便最終堆積高度應(yīng)更高些，如2040cm，提高糞便通氣和散熱性，提高保溫能力，并且可以減少人工用量，提高經(jīng)濟(jì)效益；冬季溫度l(TC以下，蠅蛆難以養(yǎng)殖，通常采用搭建大棚及加溫措施，提高溫度至l(TC以上，然后采用春秋季方式進(jìn)行養(yǎng)殖脫水處理。6.2養(yǎng)殖蠅蛆脫水處理所得蠅蛆粉結(jié)果與討論表3蠅蛆粉由農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心(杭州)檢測(cè)6<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表4蠅蛆粉由農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心(杭州)檢測(cè)SYKAM型S-433D氨基酸分析儀，GB/T18246-2000<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表5蠅蛆粉由農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心(杭州)檢測(cè)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>由表3、表4可得，利用糞便養(yǎng)殖蠅蛆，它的粗蛋白、粗脂肪、粗灰分符合魚粉標(biāo)準(zhǔn)GB/T19164-2003三級(jí)品的要求，賴氨酸和蛋氨酸基本符合魚粉標(biāo)準(zhǔn)GB/T19164-2003三級(jí)品的要求。由表5可以看出蠅蛆粉的砷、鉛、滎、鎘符合GB13078-2001魚粉相應(yīng)要求，鉻符合魚粉標(biāo)準(zhǔn)GB/T19164-2003的要求。因此，利用蠅蛆養(yǎng)殖進(jìn)行糞便生物脫水可行，蠅蛆養(yǎng)殖后堆肥不需再添加輔料調(diào)節(jié)含水率，而且養(yǎng)殖得到的蠅蛆粉可以或者部分替代魚粉。實(shí)施例2:蠅蛆養(yǎng)殖后堆肥試驗(yàn)1、試驗(yàn)材料堆肥原料為實(shí)施例1中蠅蛆養(yǎng)殖后的豬糞和浙江德清燈塔養(yǎng)豬場(chǎng)的鮮豬糞，試驗(yàn)用生物發(fā)酵菌劑由浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境資源與土壤肥料研究所提供。所采用的生物發(fā)酵菌劑同上。2、試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)設(shè)2個(gè)處理即對(duì)照CK和處理，CK:鮮糞加木屑，含水率降至65%以下，生物發(fā)酵菌劑按3%。接種做堆；處理鮮糞養(yǎng)蛆后，生物發(fā)酵菌劑按3%。接種做堆。每個(gè)處理重復(fù)3次，每個(gè)堆的大小為基部長(zhǎng)寬分別為2m、1.5m，高0.8m。堆肥采用人工翻堆，每隔3d翻混1次。堆肥時(shí)間夏季。3、考察參數(shù)有機(jī)肥水分，含水率，有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀含量，堆肥腐熟時(shí)間。4、結(jié)果表6:堆肥產(chǎn)品(有機(jī)肥)由浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)土所所檢測(cè)8<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>注除水分和ra外，其它項(xiàng)都以干物質(zhì)計(jì)。由表6可以看出，養(yǎng)蛆后糞便堆肥產(chǎn)品質(zhì)量很好，養(yǎng)分含量(氮磷鉀含量)比對(duì)照高約4個(gè)百分點(diǎn)，有機(jī)質(zhì)含量比對(duì)照高約7個(gè)百分點(diǎn)。處理堆肥時(shí)間14天，加上養(yǎng)蛆時(shí)間5天，糞便處理時(shí)間共19天，比直接堆肥時(shí)間25天少6天左右。因此，養(yǎng)蛆后糞便生產(chǎn)有機(jī)肥質(zhì)量、效率都明顯提高。權(quán)利要求一種對(duì)畜禽糞便進(jìn)行生物脫水的堆肥方法，其特征在于它在添加生物發(fā)酵菌劑的情況下將畜禽糞便平攤后添加蠅蛆進(jìn)行發(fā)酵，在發(fā)酵周期中再分批添加畜禽糞便和生物發(fā)酵菌劑，發(fā)酵周期為3-7天，發(fā)酵條件為22-42℃，所述蠅蛆的添加重量為分批添加完成后的糞便總重量的0.5-5％，所述分批添加的畜禽糞便重量為分批添加完成后的糞便總重量的14-33％。2.—種對(duì)畜禽糞便進(jìn)行生物脫水的堆肥方法，其特征在于它在添加生物發(fā)酵菌劑的情況下將畜禽糞便平攤后添加蠅蛆進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵周期為7-12天，發(fā)酵條件為10-22t:，所述蠅蛆的添加重量為糞便總重量的0.5-5%。3.如權(quán)利要求1或2所述的一種對(duì)畜禽糞便進(jìn)行生物脫水的堆肥方法，其特征在于所述蠅蛆為家蠅，市蠅，絲光綠蠅，大頭金蠅，銅綠蠅，紅頭麗蠅，廄腐蠅，棕尾別麻蠅中的一種或多種。全文摘要本發(fā)明提供了一種對(duì)畜禽糞便進(jìn)行生物脫水的堆肥方法，它在添加生物發(fā)酵菌劑的情況下將畜禽糞便平攤后添加蠅蛆進(jìn)行發(fā)酵，再分批添加畜禽糞便和生物發(fā)酵菌劑，發(fā)酵周期為3-7天，發(fā)酵條件為22-42℃。本發(fā)明還提供了一種對(duì)畜禽糞便進(jìn)行生物脫水的堆肥方法，它在添加生物發(fā)酵菌劑的情況下將畜禽糞便平攤后添加蠅蛆進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵周期為7-12天，發(fā)酵條件為10-22℃。本發(fā)明利用微生物協(xié)同作用降低畜禽糞便堆肥的起始含水率，充分發(fā)揮堆肥發(fā)酵菌株作用，免去調(diào)節(jié)畜禽糞便含水率的輔料添加，降低畜禽糞便處理成本，提高堆肥質(zhì)量。同時(shí)，蠅蛆養(yǎng)殖又提供大量高質(zhì)量飼料蛋白和進(jìn)一步深加工的原料，使有機(jī)廢棄物得到更好的循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)保護(hù)環(huán)境和農(nóng)業(yè)“雙增”目標(biāo)。文檔編號(hào)C05F3/00GK101774828SQ20101010419公開日2010年7月14日申請(qǐng)日期2010年1月28日優(yōu)先權(quán)日2010年1月28日發(fā)明者吳傳珍,奚輝,朱鳳香,洪春來,王衛(wèi)平,薛智勇,陳曉旸申請(qǐng)人:浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院