1.本发明涉及生物养殖和有机固废生物转化技术，尤其是涉及一种利用高密度黑水虻高效转化有机固体废弃物的方法。
背景技术：
2.黑水虻（hermitia illucens）又称亮斑扁角水虻，属双翅目水芒科。黑水虻在自然界以腐烂的有机物和动物粪便等为食，能有效地减少粪便堆积，防止家蝇滋生，幼虫中含有大量的蛋白、脂肪，能够生产具有较高经济价值的动物饲料，被认为是一种极有应用前景和利用价值的资源昆虫和环境昆虫。
3.随着黑水虻价值的发现，人们开始进行黑水虻的人工养殖，利用废弃物生产昆虫蛋白资源，养殖黑水虻的饲料为动物粪便，如鸡粪、猪粪、餐厨垃圾等。但是人工大规模养殖，不仅要考虑到生产数量大，还要考虑生产成本低，并且能产生一定的社会效益和生态效益。
4.中国发明专利申请（公布号cn 109122594 a）公开了一种黑水虻幼虫高密度养殖及有机废弃物高效转化方法，通过改进养殖装置和环境，采用一次性投料方式进行生物堆肥。但是，一次性投料容易造成物料结块，不利于筛分，养殖周期较长。
5.中国专利（授权公告号cn 104817346b）公开了一种利用黑水虻处理粪便的方法，首先将畜禽粪便进行预处理，然后加入菌剂（生酵剂和降解剂）和含糖粗粮粉进行发酵预处理，然后将发酵后的畜禽粪便平铺，加入黑水虻幼虫进行生物转化。整个处理步骤较为繁琐，周期过长，成本较高；且采用一次性投料，容易造成物料结块，不利于后面的筛分工作。
6.中国专利（授权公告号cn 103931562 b）公开了一种利用黑水虻幼虫处理猪粪的简便方法，积粪槽放一张尼龙纱网，尼龙纱网上方收集固体猪粪的同时饲养黑水虻幼虫，下方为添加微生物的菌床，用于猪尿的处理。该方法处理猪粪量有限，也限制了猪舍内猪的饲养数量；处理过程中水分不容易控制，物料容易结块，而且处理周期较长，增加了处理成本。
技术实现要素：
7.本发明的目的在于提供一种利用高密度黑水虻高效转化有机固体废弃物的方法，由于提高了鲜虫产量和有机固废处理量，大大降低了处理成本。
8.为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：本发明所述的利用高密度黑水虻高效转化有机固体废弃物的方法，包括下述三个阶段：第一阶段，将新鲜黑水虻虫卵放在干麸皮中进行孵化， 3
‑
5天后，将其全部转入含水量60
‑
70%的麸皮中饲养至3龄期；经风选机筛分将虫沙分离出去作为生物菌肥收集，3龄期的黑水虻虫苗用于第二阶段接种；第二阶段，将有机固废用花生壳粉调节至水分为70%左右作为预处理料，添加进盒状生物处理器中；将第一阶段孵化的3龄期黑水虻虫苗一次性接种进去，养殖到4龄末期幼
虫；再次采用风选机筛分，将虫沙分离出去作为生物菌肥收集，保留黑水虻幼虫，再次添加预处理料；第三阶段，将黑水虻幼虫养殖到5龄末期，采用风选机筛分，将虫沙分离出去作为生物菌肥收集，余下的虫体为蛋白饲料。
9.本发明所用的有机固废包括餐厨垃圾或动物粪便，处理成粒径＜2mm，含水率在60
‑
70%为宜。
10.为保证物料中的活菌数在1x106‑
1x108cfu/g，所述预处理料中添加有黑水虻共生菌剂，所述黑水虻共生菌剂为贝莱斯芽孢杆菌，编号为cgmcc no.14202。
11.本发明所用的是小盒生物处理器，其体积为长
×
宽
×
高=1
×1×
0.3m3。
12.第二阶段中，3龄期黑水虻虫苗接种的密度为25
‑
35万只/m2，采用一次性接种。
13.在第二阶段和第三阶段的饲养过程中，需要及时补充预处理料。
14.三个阶段的处理过程中，料温要控制在35
‑
45℃，可通过风机和水帘进行降温，同时通过通风和排湿，使空气湿度在70%以下。
15.本发明的优点在于采用“虫菌互作”的高密度饲养工艺，大大增加了鲜虫的产量和对有机固体废弃物的处理量，鲜虫产量可达到20
‑
40kg/m2，是现有产量的2
‑
3倍，同时由于处理周期仅有十天，又显著降低了处理成本；得到的优质虫体可作为蛋白饲料也可以提虫油，而得到的虫沙则可作为优质的生物有机菌肥。
具体实施方式
16.本发明所述的利用高密度黑水虻高效转化有机固体废弃物的方法，包括三个阶段：第一阶段，将新鲜黑水虻虫卵放在干麸皮中进行孵化（麸皮为正常售卖产品），控制温度在27
‑
30℃；3
‑
5天后，将孵出的幼虫转入含水量60
‑
70%的麸皮中饲养至3龄期（大概需要3
‑
5天，温度需要控制在30
‑
37℃）；然后通过风选机进行第一次筛分，将虫沙（幼虫食过后的麸皮）分离出去作为生物菌肥收集起来（这样做的目的还可以排出原虫沙对下一步接种的影响），保留下的3龄期黑水虻虫苗用于第二阶段接种；第二阶段，首先将有机固废（餐厨垃圾或动物粪便，处理成粒径＜2mm的细渣）用花生壳粉调节至水分为60
‑
70%左右作为预处理料；为保证接种后预处理料中的活菌总数在1x106‑
1x108cfu/g，可以在预处理料中添加黑水虻共生菌剂
‑‑‑
贝莱斯芽孢杆菌，编号为cgmcc no.14202，添加量为0.2
‑
3g/kg；采用1.0m
×
1.0m
×
0.3m的小盒生物处理器，将预处理料添加进去，添加量一般在15
‑
18kg，然后将第一阶段孵化出的3龄期黑水虻虫苗一次性接种进去，接种密度为25
‑
35万只/m2，继续养殖，养殖过程中需要及时添加预处理料；当将3龄期的黑水虻虫苗养殖到4龄末期幼虫后（一般需要6天），第二次采用风选机对黑水虻幼虫和虫沙进行分离，虫沙分离出去作为生物菌肥被收集，黑水虻幼虫保留下来，再次添加预处理料进行养殖；第三阶段，将4龄末期的黑水虻幼虫养殖到5龄末期（一般需要3天），期间仍需要及时添加预处理料；第三次通过风选机再进行虫粪分离，将虫沙分离出去作为生物菌肥收集，余下的虫体可做蛋白饲料。
17.特别注意的是，在第二、第三阶段的处理过程中，料温要控制在35
‑
45℃，可通过风
机和水帘进行降温，同时通过通风和排湿，使空气湿度保持在70%以下。
18.下面通过三个具体实例来对本发明方法进行验证：实例1
ꢀꢀ
试验时间为2020年6月份，有机固废为饭店餐厨垃圾，试验地点为河南省郑州市；采用1.0m
×
1.0m
×
0.3m的小盒生物处理器。
19.按50g虫卵为一个单元进行孵化：将新鲜黑水虻虫卵50g放在50g干麸皮中孵化3天，环境温度在28℃左右；将孵出的幼虫转入含水量60
‑
70%的麸皮中饲养至3龄期（饲养时间大概需要3
‑
5天，饲养环境30
‑
37℃，期间共用麸皮5kg左右）；然后通过风选机将虫沙分离出去，作为生物菌肥收集起来，称量后3.9kg，保留下的3龄期黑水虻虫苗用于接种。
20.将收集打碎的餐厨细渣加入适量（餐厨垃圾总量的10%左右）的花生壳粉后混合均匀，调整水分含量为70%左右作为预处理料；为保证接种后预处理料中活菌总数满足要求（1x106‑
1x108cfu/g），按2g/kg的用量在预处理料中添加了贝莱斯芽孢杆菌，添加该共生菌的另一目的是可避免饲养过程中物料结块以及黑水虻虫体生病。
21.首先将预处理料17.6kg添加到小盒生物处理器中，然后将3龄期黑水虻虫苗一次性进行接种，接种密度为30万只/m2。饲养过程中通过风机和水帘控制料温，保持在35
‑
45℃；整个饲养过程中添料频率（天）和添加量（kg）如表1所示。
22.表1饲养至第7天进行第二次筛分，得到优质有机肥虫沙16.3 kg，4龄末期鲜虫18.6kg；在鲜虫中接着添料饲养，第11天进行第三次筛分，得到优质有机肥虫沙15.3kg，5龄末期鲜虫38.36kg。
23.本次实验共得到鲜虫38.36kg，优质有机肥虫沙35.5kg（3.9kg＋16.3kg＋15.3kg）。
24.将5龄末期鲜虫烘干后检测其营养成分：氨基酸总量38.52%（其中：天门冬氨酸4.11%，谷氨酸5.15%，丝氨酸1.35%，精氨酸2.05%，甘氨酸2.38%，苏氨酸1.73%，脯氨酸2.54%，丙氨酸2.77%，缬氨酸2.46%，蛋氨酸0.73%，胱氨酸0.24%，异亮氨酸1.92%，亮氨酸2.86%，苯丙氨酸1.97%，组氨酸1.17%，赖氨酸2.65%，酪氨酸2.44%），粗蛋白44.32%，粗脂肪28.2%，粗灰分10.8%，钙2.44%，总磷0.86%。
25.实例2
ꢀꢀ
试验时间为2020年7月份，有机固废为新鲜猪粪，试验地点为河南省郑州市；采用1.0m
×
1.0m
×
0.3m的小盒生物处理器。
26.黑水虻虫卵孵化、饲养至3龄期方法同实例1；通过风选机分离出的虫沙为3.8kg，保留下的3龄期黑水虻虫苗用于接种。
27.将收集打碎的新鲜猪粪加入适量的花生壳粉后混合均匀，调整水分含量为70%左右作为预处理料；同样在预处理料中按2g/kg的用量添加贝莱斯芽孢杆菌。
28.将预处理料16kg添加到小盒生物处理器中，然后将3龄期黑水虻虫苗一次性进行接种，接种密度为30万只/m2，饲养过程中通过风机和水帘控制料温，保持在35
‑
45℃；整个饲养过程中添料频率（天）和添加量（kg）如表2所示。
29.表2
饲养至第7天进行第二次筛分，得到优质有机肥虫沙18.2kg，4龄末期鲜虫14.2kg；在鲜虫中接着添料饲养，第11天进行第三次筛分，得到优质有机肥虫沙17.3kg，5龄末期鲜虫22.4kg。
30.本次实验共得到鲜虫22.4kg，优质有机肥虫沙39.3 kg（3.8kg＋18.2kg＋17.3kg）。
31.将5龄末期鲜虫烘干后检测其营养成分：氨基酸总量25.83%（其中：天门冬氨酸2.43%，谷氨酸2.15%，丝氨酸0.79%，精氨酸1.14%，甘氨酸1.99%，苏氨酸1.20%，脯氨酸1.90%，丙氨酸2.89%，缬氨酸2.05%，蛋氨酸0.43%，胱氨酸0.15%，异亮氨酸1.69%，亮氨酸1.89%，苯丙氨酸1.31%，组氨酸0.59%，赖氨酸1.75%，酪氨酸1.48%），粗蛋白50.2%，粗脂肪10.2%，粗灰分18%，钙0.8%，总磷1.8%。
32.实例3
ꢀꢀ
试验时间为2020年7月份，有机固废为新鲜鸡粪，试验地点为河南省郑州市；采用1.0m
×
1.0m
×
0.3m的小盒生物处理器。
33.黑水虻虫卵孵化、饲养至3龄期方法同实例1；通过风选机分离出的虫沙为4.1kg，保留下的3龄期黑水虻虫苗用于接种。
34.将收集打碎的新鲜鸡粪加入适量的花生壳粉后混合均匀，调整水分含量为70%左右作为预处理料；但是在预处理料中不添加贝莱斯芽孢杆菌。
35.首先将预处理料17kg添加到小盒生物处理器中，然后将3龄期黑水虻虫苗进行接种，接种密度为30万只/m2，饲养过程中通过风机和水帘控制料温，保持在35
‑
45℃；整个饲养过程中添料频率（天）和添加量（kg）如表3所示。
36.表3饲养至第7天进行第二次筛分，得到优质有机肥虫沙17.2kg，4龄末期鲜虫16.5kg；在鲜虫中接着添料饲养，第11天进行第三次筛分，得到优质有机肥虫沙16.5kg，5龄末期鲜虫25.3kg。
37.本次实验共得到鲜虫25.3kg，优质有机肥虫沙37.8kg（4.1kg ＋17.2kg＋16.5kg）。
38.将5龄末期鲜虫烘干后检测其营养成分：氨基酸总量28.13%(其中：天门冬氨酸2.53%，谷氨酸3.24%，丝氨酸0.91%，精氨酸1.11%，甘氨酸2.01%，苏氨酸1.18%，脯氨酸1.97%，丙氨酸2.93%，缬氨酸2.11%，蛋氨酸0.49%，胱氨酸0.13%，异亮氨酸1.77%，亮氨酸2.33%，苯丙氨酸1.38%，组氨酸0.63%，赖氨酸1.87%，酪氨酸1.54%)，粗蛋白36.88%，粗脂肪11.2%，粗灰分24.2%，钙5.85%，总磷1.89%。