本发明具体涉及一种畜禽粪污异位发酵处理系统中的复合发酵菌剂，属于养殖粪污环保领域。
背景技术：
随着畜牧行业结构调整和农业产业化的推进，规模化、集约化畜禽养殖业得到迅猛的发展，畜牧养殖业已经成为民生经济重要的支柱产业之一。但由于畜禽养殖业管理薄弱、环保理念缺失以及我国环保技术的滞后，致使大量的畜禽粪便污染物随意排放和流失，给水体、土壤、空气等造成了严重污染，给城乡居民生活及身心健康带来巨大的隐患，同时也制约着畜禽养殖业自身的发展。
我国是畜禽养殖大国，在我国每年约产生38亿吨畜禽粪污，已经成为超过工业污染第一大污染源。2010年《全国第一次污染源普查公报》显示，畜禽养殖业排放的cod达到1268.26万吨，占农业源排放总量的96％；总氮和总磷排放量为102.48万吨和16.04万吨，分别占农业源排放总量的38％和56％。畜禽粪污成为农业面源污染的主要来源。
畜禽粪污用则利、弃则害。大规模的畜禽粪污，给环境和居民生活带来不利影响，但如果化粪为宝，将是巨大的资源。故亟待研究出新型、环保可适用于我国养殖养殖的粪污处理技术。
微生物异位发酵养殖粪污处理技术是一项集粪污减量化、无害化和资源化利用为一体的综合技术。其原理为好氧微生物菌种在一定温度、湿度、碳氮比以及氧气含量的条件下，主要以粪污物质为营养物质，迅速繁殖并大量分解粪污及垫料中的有机物将其转化为腐殖质类物质，并同时释放大量热能。
微生物异位发酵粪污处理技术由原位发酵养殖技术及好氧堆肥等技术演化而来，其主要工艺流程为：栏舍内源头的粪污通过雨污分离、粪尿收集、调节均质、粪污发酵、终端粪污垫料肥料化，实现粪污零排放、资源化的粪污处理新技术。其分解的产物主要为水、二氧化碳和少量氨气。
针对原位发酵床的特性，已有不少科研院所与企业研发出专用微生物菌剂。当前市面上异位发酵微生物菌种主要含有枯草芽孢杆菌、放线杆菌及酵母菌等组成，但目前尚无异位微生物发酵床专用的微生物菌剂，部分企业及养殖户将原位发酵床所用菌剂或好氧堆肥菌剂应用在异位微生物发酵床上，存在以下缺陷：
(1)发酵程度低，粪污消纳量较小
原位微生物发酵床用于养殖技术中，所以要考虑到所养殖畜禽的生活舒适性，需特意控制发酵床温度，使其不进入高温发酵状态，而异位发酵为养殖粪污处理技术，需要长时间状态下处于高温状态，微生物菌种高温状态下分解消纳粪污且高温杀灭粪污中的虫卵、大肠杆菌等物质，故原位发酵菌种并不适用于异位发酵过程中。且在异位发酵中后期常由于原有市面上的菌种不耐高温导致粪污发酵不彻底，在异位发酵舍内会产生硫化氢和大量氨气等有臭味的气体，异位微生物发酵可以很好地消除养殖场粪污处理固有的臭味问题。
(2)纤维素分解能力强，垫料消耗快
为了提高发酵床在较低环境温度下的启动能力且能够在高温时间段持续时间长，通常选用木霉属的菌种(如cn200910180285.0、cn201010224785.2)作为菌剂的成分之一。而木霉属菌种具有很强的纤维素分解能力，导致富含纤维素的垫料主要成分如木屑、谷壳等材料消耗过快，增加了异位发酵粪污处理中实际运行的成本。
现有的微生物异位发酵粪污处理技术不够成熟，常常会因为人工操作不当、猪粪尿浓度过低或其他外界因素等造成温度过低不能快速启动发酵分解粪污，启动过程耗时长。若处理不当，可导致发酵床长时间进入休眠状态，无法达到粪污消纳目的与效果。
现有的微生物异位发酵处理粪污实际运营中，选用较多的为兼性好氧微生物，故当异位发酵槽中氧气浓度不够时，发酵槽内微生物菌种会发生好氧发酵不彻底，从而产生大量的nh3、h2s、吲哚等刺激性气体，对周边环境产生负面影响的同时，也危害周边人员与动物身心健康。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种异位发酵处理粪污的复合微生物菌剂，改进了现有菌剂粪污分解效率低、垫料消耗过快等问题，同时降低发酵床中刺激性气体含量。
本发明是这样实现的：
本发明的异位发酵处理粪污的复合微生物菌剂，由以下菌株组成：就地堆肥芽孢杆菌(geobacillustoebii)、嗜热脂肪地芽胞杆菌(geobacillusstearothermophilus)、苍白空气芽孢杆菌(aeribacilluspallidus)、粪嗜冷杆菌(psychrobacterfaecalis)、热脱氮地芽胞杆菌(geobacillusthermodenitrificans)。
优选地，所述复合微生物菌剂中各菌株的质量比例为：就地堆肥芽孢杆菌(geobacillustoebii)25％、嗜热脂肪地芽胞杆菌(geobacillusstearothermophilus)25％、苍白空气芽孢杆菌(aeribacilluspallidus)20-25％、粪嗜冷杆菌(psychrobacterfaecalis)10％、热脱氮地芽胞杆菌(geobacillusthermodenitrificans)15-20％。
就地堆肥芽孢杆菌(geobacillustoebii)从中国工业微生物菌种保藏管理中心购得，编号为cicc22980，多作为堆肥高温菌株，可产生高温蛋白酶，可耐受大于60℃高温，可在高温下分解消纳粪污中的蛋白类物质。
就地堆肥芽孢杆菌(geobacillustoebii)制备：
首先将就地堆肥芽孢杆菌经过斜面菌种活化、摇瓶种子培养；然后进行发酵罐培养：发酵罐中培养基装置为总体积的50～70％，接种量占培养基体积的0.1～0.3％，发酵温度为60℃，通空气量为180～200rpm搅拌培养，通气体积与发酵液的比值0.9：1～1:1，罐压0.03～0.05mpa；发酵终点为芽孢数不低于总菌数的90％，且发酵液的活菌数在1.0×1010～1.5×1010cfu/ml之间；发酵罐培养基各组分质量百分比为：蛋白胨5％，牛肉浸取物3％，nacl5％，5×10-3％mnso4·h2o，其余为ddh2o，ph7.0。
最后进行固体吸附：发酵液用麦麸1:2～1:3的重量比例吸附，吸附后低温抽湿干燥，粉碎，粉剂产品含量在2.0×109～1.5×109cfu/ml之间；
嗜热脂肪地芽胞杆菌(geobacillusstearothermophilus)，从中国工业微生物菌种保藏管理中心购得，编号为cicc22980，其特征特性：最高生长温度75℃，最低生长温度30℃，适应温度范围广，产脂肪酶，可以用来消解粪污中脂肪类物质。
嗜热脂肪地芽胞杆菌(geobacillusstearothermophilus)制备：
首先将就地嗜热脂肪地芽胞杆菌经过斜面菌种活化、摇瓶种子培养；然后进行发酵罐培养：发酵罐中培养基装置为总体积的50～70％，接种量占培养基体积的0.1～0.3％，发酵温度为50-55℃，通空气量为180～200rpm搅拌培养，通气体积与发酵液的比值0.9：1～1:1，罐压0.03～0.05mpa；发酵终点为芽孢数不低于总菌数的90％，且发酵液的活菌数在1.0×1010～1.5×1010cfu/ml之间；发酵罐培养基各组分质量百分比为：蛋白胨5％，牛肉浸取物3％，nacl5％，5×10-3％mnso4·h2o，其余为ddh2o，ph7.0。
最后进行固体吸附：发酵液用麦麸1:2～1:3的重量比例吸附，吸附后低温抽湿干燥，粉碎，粉剂产品含量在2.0×109～1.5×109cfu/ml之间；
苍白空气芽孢杆菌(aeribacilluspallidus)从中国工业微生物菌种保藏管理中心购得，编号为cicc22991，能够生产高温淀粉酶，可水解养殖粪污中的淀粉类物质，并且能够耐高温。
苍白空气芽孢杆菌(aeribacilluspallidus)制备：
首先将苍白空气芽孢杆菌经过斜面菌种活化、摇瓶种子培养；然后进行发酵罐培养：发酵罐中培养基装置为总体积的50～70％，接种量占培养基体积的0.1～0.3％，发酵温度为60℃，通空气量为180～200rpm搅拌培养，通气体积与发酵液的比值0.9：1～1:1，罐压0.03～0.05mpa；发酵终点为芽孢数不低于总菌数的90％，且发酵液的活菌数在1.0×1010～1.5×1010cfu/ml之间；发酵罐培养基各组分质量百分比为：蛋白胨5％，牛肉浸取物3％，nacl5％，5×10-3％mnso4·h2o，其余为ddh2o，ph7.0。
最后进行固体吸附：发酵液用麦麸1:2～1:3的重量比例吸附，吸附后低温抽湿干燥，粉碎，粉剂产品含量在2.0×109～1.5×109cfu/ml之间；
粪嗜冷杆菌(psychrobacterfaecalis)，从中国工业微生物菌种保藏管理中心购得，编号为cicc23896，可以作为异位发酵中快速启动的微生物菌种，可在室温加速微生物发酵启动过程。
粪嗜冷杆菌(psychrobacterfaecalis)制备：
首先将粪嗜冷杆菌经过斜面菌种活化、摇瓶种子培养；然后进行发酵罐培养：发酵罐中培养基装置为总体积的50～70％，接种量占培养基体积的0.1～0.3％，发酵温度为36℃，通空气量为180～200rpm搅拌培养，通气体积与发酵液的比值0.9：1～1:1，罐压0.03～0.05mpa；发酵终点为芽孢数不低于总菌数的90％，且发酵液的活菌数在1.0×1010～1.5×1010cfu/ml之间；发酵罐培养基各组分质量百分比为：蛋白胨15％，大豆胨5％，nacl5％，其余为ddh2o，ph7.3。
最后进行固体吸附：发酵液用麦麸1:2～1:3的重量比例吸附，吸附后低温抽湿干燥，粉碎，粉剂产品含量在2.0×109～1.5×109cfu/ml之间；
热脱氮地芽胞杆菌(geobacillusthermodenitrificans)，好氧菌种，从中国工业微生物菌种保藏管理中心购得，编号为cicc22979，高温60℃培养，产高温蛋白酶，耐酸环境，ph生长的ph值范围为2.5～6.5。
热脱氮地芽胞杆菌(geobacillusthermodenitrificans)制备：
首先将热脱氮地芽胞杆菌经过斜面菌种活化、摇瓶种子培养；然后进行发酵罐培养：发酵罐中培养基装置为总体积的50～70％，接种量占培养基体积的0.1～0.3％，发酵温度为60℃，通空气量为180～200rpm搅拌培养，通气体积与发酵液的比值0.9：1～1:1，罐压0.03～0.05mpa；发酵终点为芽孢数不低于总菌数的90％，且发酵液的活菌数在1.0×1010～1.5×1010cfu/ml之间；发酵罐培养基各组分质量百分比为：蛋白胨5％，牛肉浸取物3％，nacl5％，5×10-3％mnso4·h2o，其余为ddh2o，ph7.0。
最后进行固体吸附：发酵液用麦麸1:2～1:3的重量比例吸附，吸附后低温抽湿干燥，粉碎，粉剂产品含量在2.0×109～1.5×109cfu/ml之间。
本发明具有如下优点：
本发明针对现有技术的缺点以及畜禽粪污的主要物质成分，选用互不拮抗，并能迅速分解粪污中的蛋白、脂肪、淀粉等有机成分，同时对纤维素、木质素分解能力较弱的微生物菌种，制备成复合菌剂，运用于异位发酵床上，具有启动迅速、发酵温度高、粪污分解快、水分挥发量大等优点，改善了现有菌剂粪污分解效率低、垫料消耗快的问题，同时本发明的复合菌剂可以消耗转化n-nh3、硫化类等物质，降低发酵床中刺激性气体含量。
具体实施方式
实施例1：
菌剂按质量比含量进行混合添加到发酵槽中，就地堆肥芽孢杆菌25％，嗜热脂肪地芽胞杆菌25％，苍白空气芽孢杆菌25％，粪嗜冷杆菌10％，热脱氮地芽胞杆菌15％。配比成复合微生物菌剂。将复合微生物菌剂按照1kg菌种/3m3垫料体积比例添加到异位发酵床中，则单槽菌剂的添加量为69kg，且每日每槽粪污添加的体积量约为4m3。其中本次试验发酵槽建设规模为长45m，内宽3.85m，墙体高1.7m，发酵槽垫料填充量为长40m，垫料高度为1.4m，宽度为3.85m，总体积量约为207m3。
测定结果：参照表1观察20日内发酵槽温度，结果显示实施例1中加入复合微生物菌剂且垫料中加入粪污后，每日每槽添加粪污量约为4m3，发酵槽内温度再第2天至第3天即可上升至发酵启动温度(55℃)，且每日添加污水量约为4m3，在观察期20d内异位发酵舍内未出现明显性刺激气味，回流槽内无污水回流，实施例1垫料高度未出现明显下降，经测量显示下降平均高度约为0.02m，表明垫料未被快速降解，可提高垫料的使用年限，降低异位发酵处理粪污的成本(详细结果参见表1)。
实施例2：
重复实施例1，实施例2有以下不同点，主要体现为复合菌剂配方组成存在差异性：就地堆肥芽孢杆菌25％，嗜热脂肪地芽胞杆菌25％，苍白空气芽孢杆菌20％，粪嗜冷杆菌10％，热脱氮地芽胞杆菌20％。
测定结果：参照表1观察20日内发酵槽温度，结果显示实施例2中发酵槽内温度在第四至第五天温度可上升至启动温度(55℃)，第四天测量55.2℃，与实施例1在同样操作的条件下每日添加粪污约4m3，在观察期20d内异位发酵舍内未出现明显性刺激气味，在第10天开始出现水滴状污水渗出回流池，直至14天首次测量回流槽内污水回流量为0.5m3，表明从第11天至第14天的三天时间内回流槽内污水累积量为0.5m。第14天至第20天中间期限平均每天0.47m3污水流至回流槽，实施例2垫料高度也未出现明显下降，经测量显示下降高度约为0.02m，可以提高垫料中的使用年限，为养殖粪污降解运行效率降低了运行成本。与此同时，本次试验探究我们也发现回流槽内虽有渗滤液渗出，但异位发酵床仍然处于发酵处理粪污工作状态中，只是粪污处理能力有所减弱，表明当前垫料存在吸附水能力虽有不足，但异位发酵槽仍处于发酵处理粪污工作状态。(详细结果参见表1)。
对比例3：
重复实施例1，对比例3有以下不同点，主要体现为复合菌剂配方组成存在差异性，对比例3选用的微生物复合菌剂为“农科一号”复合微生物菌剂，复合微生物菌剂组成为枯草芽孢杆菌(bacillussubtilis)25％，高温放线菌属(thermoactinomycessp.)25％，热脱氮地芽胞杆菌(geobacillusthermodenitrificans)20％，链霉菌属(streptomycessp.)20％,粪肠球菌(enterococcusfaecalis)5％，巨大芽胞杆菌(bacillusmegaterium)5％。
测定结果：参照表1观察20日内发酵槽温度，结果显示对比例3中发酵槽内温度在第四至第五天温度可上升至启动温度(55℃)，与实施例1在同样操作的条件下每日添加粪污约4m3，在观察期20d内异位发酵舍内可感受到明显性刺激性氨味气体，约在15天时间内，异位发酵槽翻抛时，人员可感受到刺激性氨味气体。在第8天开始出现水滴状污水渗出回流池，3天过后第14天内，回流槽内污水刻度显示回流槽内回流污水量为0.5m3，从第10天至第20天之后经测量得出平均每天约为0.67m3污水回流，对比例3垫料高度出现较为明显的下降趋势，经测量显示平均高度下降约为0.05m，高于实施例1与2垫料降解速度，垫料消耗过快会提高养殖粪污处理成本(详细结果参见表1)。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。
表1：不同实施案例组温度记录表格