一种将猪粪尿高效快速转化为有机肥的方法
一种将猪粪尿高效快速转化为有机肥的方法
随着生猪养殖业的快速发展，猪粪尿的处理成为了一个亟待解决的环保难题。本文介绍了一种创新性的生物技术，通过定向复合微生物菌剂，在中常温条件下将猪粪尿高效快速转化为微生物有机肥，不仅解决了环境污染问题，还实现了资源的循环利用。
背景技术
我国是生猪养殖和消费大国，目前每年大约出栏7亿头生猪。随着养殖业从个体养殖逐步趋向规模化、集约化，所带来的污染问题也日渐严重。平均每头育肥生猪日均排猪粪2.5kg，猪尿6l。猪粪中含有蛋白质、脂肪和纤维素等多种有机质以及植物生长发育所需的氮、磷、钾等元素。猪尿中含有尿素、尿酸等水溶性物质及磷、钾、钠、钙、镁等元素。此外，猪粪便中还带有大量的病原菌、寄生虫卵，并且会逸散出难闻的气味，若不及时妥善处理会造成空气和水环境的严重污染，同时可能出现疾病的传播。
目前国内外对猪粪尿的处理方法，主要为猪粪好氧堆肥和猪粪或猪尿厌氧发酵制沼气，但二者均存在发酵周期长（30天左右）、能耗高、效率低、环境污染严重、氮损失严重、沼渣、沼液处理难达排放标准等诸多弊端。尤其是猪尿的无害化处理更是规模化生猪养殖业最为棘手的问题，厌氧处理后的沼液，依然体积庞大，需要投入很大的资金建设储存设施和输送管网，所需巨额成本遏制了生猪养殖的发展。即使对于一些大型的养殖企业，猪粪尿的处理仍然是困扰企业环保绿色发展的一个主要瓶颈。
技术实现思路
本发明针对目前生猪养殖业对猪排泄物（猪粪和猪尿）高效、低成本处理困难的现状，公开了一种将猪排泄物单独或与农作物秸秆混合后在定向开发的复合微生物菌剂作用下高效快速固态发酵脱水腐熟干化将其制备成微生物有机肥的方法。
本发明的目的是提供一种将猪排泄物高效快速固态发酵制备微生物有机肥的方法，其是将复合菌剂接种到猪排泄物中，对猪排泄物进行好氧发酵、脱水、腐熟、干燥成有机肥，所述的复合菌剂是地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）BL-C2B3和枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）BS-C2A6的混合菌剂；所述的地衣芽孢杆菌BL-C2B3，于2024年1月16日保藏于广东省微生物菌种保藏中心（GDMCC），地址：广州市先烈中路100号大院59号楼5楼，邮编：510070，保藏编号为：GDMCC NO：64285；所述的枯草芽孢杆菌BS-C2A6，于2024年1月16日保藏于广东省微生物菌种保藏中心（GDMCC），地址：广州市先烈中路100号大院59号楼5楼，邮编：510070，保藏编号为：GDMCC NO：64284。
优选地，所述的猪排泄物是猪粪、猪尿或/或冲洗猪舍产生的废水。
优选地，是将复合菌剂接种到猪粪、猪粪和农作物秸秆、或猪粪和猪尿中。猪粪、秸秆、猪尿可以分批加入到处理体系中也可以半连续或连续加入到体系中；猪粪、秸秆与猪尿同时处理或者先处理猪粪和秸秆后再单独处理猪尿，或者先处理猪粪再协同处理猪尿和秸秆；或先处理猪粪和秸秆后再单独处理猪尿时，猪尿可以间歇式、半连续式或连续式加入到反应体系中；或先处理猪粪和秸秆后再单独处理猪尿时，猪粪与秸秆的比例为1:(0-10)，w/w；或先处理猪粪再协同处理猪尿和秸秆时，猪尿与秸秆的比例为1:(0-10)，w/w；或先处理猪粪和秸秆后再单独处理猪尿时，猪粪与秸秆可以间歇式、半连续式或连续式加入到反应体系中；或先处理猪粪和秸秆后再单独处理猪尿时，当猪尿以间歇式加入到反应体系中时，体系的初始固液比为1:(0-10)，w/w；或先将猪尿单独秸秆和猪尿协同处理时，汽相的水分可以汽态形式排空或冷凝收集后作为中水使用，用于冲洗猪舍或养殖鱼虾等。
优选地，所述的复合菌剂是地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）BL-C2B3和枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）BS-C2A6的菌液按照体积比1:1混合得到液体菌剂，然后固化后获得。
优选地，所述的固化可以采用添加任何无毒的有机或无机载体或采取不添加任何外源添加物的物理方法如冷冻干燥、膜浓缩、喷雾干燥等。可以是将液体菌剂与木屑按照重量比1：3的比例一起在室温下搅拌混合，然后置于干燥通风处自然晾晒1-2h，得到固化后的复合菌剂。
优选地，所述的菌液的制备方法是分别取菌种接入到灭菌后的菌种活化培养基中，在温度37℃、转速180rpm条件下于摇床中震荡培养24h后得到种子菌液，按体积比4％取种子菌液接种到灭菌冷却后的发酵培养基中，在摇床中发酵培养48h，温度为37℃，转速180rpm，得到各菌种的菌液；所述的菌种活化和发酵培养基为：蛋白胨10g/l、牛肉浸出物5g/l、酵母膏粉10g/l、葡萄糖80g/l、磷酸氢二钾2g/l、乙酸钠5g/l、柠檬酸三铵2g/l、硫酸镁0.5g/l、硫酸锰0.05g/l,ph 6.0～8.0，溶剂水。
优选地，是将复合菌剂接种到猪粪中，进行好氧发酵，然后再加入猪尿进行好氧发酵，如此循环往复若干次，脱水、腐熟、干燥成有机肥。
进一步优选，是将复合菌剂按照质量比5％接种量接种到猪粪中，调节含水量为70％，30-50℃在鼓风条件下处理24h后，然后按1：1w/w的比例加入猪尿进行发酵24小时，然后再加入猪尿进行好氧发酵，如此循环往复若干次，脱水、腐熟、干燥成有机肥。
所述的发酵是在固体发酵反应器中进行，发酵温度维持在30-50℃范围内，单批次物料的处理时间≤24h；初始物料的含水率为40-95％；处理猪粪尿过程中的水源添加剂可以是水、猪尿或其它有机废水；固态好氧发酵过程中空气可以是以连续鼓气或间歇式鼓气提供氧气，空气可以提前预热或不预热。
处理后的产品腐熟度指标合格，可直接用作有机肥。处理后的产品有益微生物数量达标，可直接用作微生物有机肥。有机肥产品适应性广、抗逆性强，对植物的病原菌有良好的杀灭或抑制作用。
首先将用于定向降解猪粪便的液态复合菌剂与甘蔗渣或粉碎后的农作物秸秆等有机废弃物混合后制备固态复合微生物菌剂。然后将固态菌剂与猪粪单独或猪粪和农作物秸秆一起在30-50℃下进行固态发酵腐熟干化于24h内成肥，期间根据固态发酵体系的含水率要求适时添加猪尿。复合微生物菌剂主要由地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌等菌株按优化配比构建而成。单批物料的发酵腐熟干化在24h内即可完成，连续投放物料10批或以上后，发酵产物变为棕褐色松散状，即可出料成为有机肥产品。整个发酵过程无废水产生。本发明将猪猪粪单独或猪粪和农作物秸秆一起在中常温(30-50℃)下高效快速(24h内)转化为粉末状微生物有机肥，并且可将猪尿作为水源添加剂与猪粪和秸秆等一起消纳，避免了通常的猪尿废水处理工艺，整个过程清洁、高效、快速、氮损失小、成本低、有机肥产品适量可靠，实现大宗农业有机废弃物(动物粪便和农作物秸秆)的高效快速资源化转化和生态安全利用，助力乡村振兴。
本发明针对大量的猪排泄物和农作物秸秆难以处理、污染环境的现状，利用定向研发的高效复合微生物菌剂将猪粪便单独或与农作物秸秆等有机废弃物一起混合后高效快速固态发酵转化为微生物有机肥。猪粪和猪尿在发酵过程中可为微生物的快速繁殖提供养分和能量来源，农作物秸秆的加入可起到良好的分散作用，提高透气性和氧气传质效率，促进微生物的生长和繁殖，同时猪粪尿中的养分也促进腐熟降解。
Bacillus licheniformis BL-C2B3，于2024年1月16日保藏于广东省微生物菌种保藏中心（GDMCC），地址：广州市先烈中路100号大院59号楼5楼，邮编：510070，保藏编号为：GDMCC NO：64285。
Bacillus subtilis BS-C2A6，于2024年1月16日保藏于广东省微生物菌种保藏中心（GDMCC），地址：广州市先烈中路100号大院59号楼5楼，邮编：510070，保藏编号为：GDMCC NO：64284。