一种利用微生物协同黑水虻幼虫处理厨余垃圾的方法及制备的有机肥与流程

本发明属于厨余垃圾处理的，具体公开一种利用微生物协同黑水虻幼虫处理厨余垃圾的方法及制备的有机肥。

背景技术：

1、厨余垃圾约占全球固体废弃物的30％-50％，不及时处理易产生恶臭、腐烂霉变、滋生致病微生物等，其处理方式主要有填埋和制作有机肥，但填埋处理成本高，且会造成地下水和环境的污染，同时厨余垃圾具有高油高盐的特点，在处理过程中存在无法消除的缺陷，作为有机肥进入田地后，油脂不仅会堵塞土壤孔隙，阻碍植物根系呼吸及吸收营养，影响植物的生长效果，同时高盐还会给土壤带来很多负面效果，比如土壤盐碱化，适耕性变差等。随着人们对环境保护的意识逐渐增强，减少环境污染同时能够合理利用资源逐渐成为研究热点。

2、目前研究较多的的厨余垃圾资源化技术有厌氧产气、好氧堆肥和昆虫生物转化等。昆虫生物转化技术的研究也取得了较多发展，比如采取黑水虻进行转化，可达到两个方面的效果，一方面可以消化厨余垃圾转化为自身优质蛋白，另一方面其排出的粪便为没有重金属污染及杂菌的纯正有机肥。

3、文献《餐厨垃圾源黑水虻的营养组成及虫沙的化学成分分析》，对餐厨垃圾源黑水虻幼虫营养学及虫沙有机肥进行了科学的评价，与豆粕和鱼粉相比，黑水虻幼虫粗脂肪含量较高，粗蛋白低于豆粕，黑水虻作为蛋白质饲料需要进一步的脱脂处理，而且黑水虻虫沙中盐含量偏高，必须进行处理后才能作为有机肥施用。

4、文献《发酵对黑水虻转化餐厨垃圾的影响研究》研究了厨垃圾在储存中形成天然的厌氧发酵对黑水虻转化餐厨垃圾效果的影响，餐厨垃圾脱油粉碎后发酵2d的餐厨垃圾饲养的黑水虻未能正常生长，未发酵的餐厨垃圾饲养的黑水虻粗蛋白质含量最高，发酵6d的餐厨垃圾饲养的黑水虻粗脂肪含量最高，发酵2d和3d的虫沙营养成分含量复合有机肥标准，d5组餐厨垃圾转化率最高。

5、可见，黑水虻虫体及虫沙营养组分受饲喂基质直接影响，由于厨余垃圾中ph、含水率、蛋白质、重金属、高油高盐的各种因素决定，目前作为饲料饲喂黑水虻时必须经过油水分离，脱盐或进行盐分稀释，且直接利用有机垃圾饲喂黑水虻虽然能维持其生命，但会影响黑水虻的适口性，进而影响黑水虻对厨余垃圾的转化效果以及虫体营养成分及转化的虫粪有机肥的营养组分等。因此，为了进一步提高黑水虻对厨余垃圾的转化率及虫粪有机肥的高效性，对黑水虻饲喂基质的研究还是十分必要的。

技术实现思路

1、针对上述现有技术的不足，本发明提出了一种利用微生物协同黑水虻幼虫处理厨余垃圾的方法及制备的有机肥。本发明通过外加微生物发酵和添加剂剂共同作用，有效促进了黑水虻幼虫的进食，外源微生物不仅能促进厨余垃圾中有机质分解，还能改善黑水虻幼虫对有机质的消化分解；黑水虻幼虫与外加微生物共同作用处理厨余垃圾，不仅提高了厨余垃圾转化率，同时使生长发育的黑水虻幼虫保持高蛋白低脂的营养成分，产生的虫粪含有丰富的有机质和养分，含盐量较低，可作为优质有机肥使用。

2、本发明首要目的在于提供一种利用微生物协同黑水虻幼虫处理厨余垃圾的方法。

3、上述目的通过以下方案实现，一种利用微生物协同黑水虻幼虫处理厨余垃圾的方法，包括如下步骤：

4、s1、厨余垃圾预处理：将厨余垃圾分拣无机杂质，然后粉碎制成含水量在78％～83％的浆液，添加辅料调节浆料湿度在65％～75％，然后加入添加剂搅拌均匀后灭菌，接种复合菌剂进行发酵；

5、所述添加剂为谷氨酸钠、l-精氨酸和白糖；

6、s2、接种黑水虻幼虫：取步骤s1发酵后的物料放在养殖箱内，平铺厚度为10-15cm，于物料表面接种黑水虻幼虫对发酵后物料进行转化；

7、s3、虫料分离：转化处理结束后，进行振动筛分将黑水虻虫体与虫粪分离，即完成厨余垃圾的处理。

8、优选地，步骤s1所述辅料选自秸秆粉、麦麸、草灰、米糠中的一种或多种。

9、优选地，步骤s1所述添加剂加入量为总浆料的0.25～3.50％，其中谷氨酸钠：l-精氨酸：白糖用量比为1～5：1～3：10～30，更优选为2：1.5：18。

10、谷氨酸钠是国内外应用最为广泛的鲜昧剂，通常与食盐共存时可增强其呈味作用。本研究发现谷氨酸钠与l-精氨酸和白糖合用，可改善发酵后厨余垃圾的气味，增加黑水虻对厨余垃圾的适口性，提高对厨余垃圾转化率。

11、优选地，步骤s1所述复合菌剂接种量为浆料质量的2.4％～5.6％，所述复合菌剂包括芽孢杆菌、黑曲霉菌、酿酒酵母。

12、本发明所述的复合菌剂中采用芽孢杆菌的菌种为枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、耐盐芽孢杆菌菌种为atccbaa-125菌种均可市购获得，芽孢杆菌属菌种为bacillussp.cicc 23870菌种、黑曲霉菌菌种为aspergillus niger cicc 2487菌种，酿酒酵母菌种为saccharomyces cerevisiae cicc 1044菌种均可购自于中国工业微生物菌种保藏管理中心。

13、优选地，步骤s1所述复合菌剂为采用枯草芽孢杆菌：耐盐芽孢杆菌atccbaa-125：黑曲霉菌cicc 2487：芽孢杆菌属cicc 23870：酿酒酵母cicc 1044按1：2：2：2：1比例进行混合，各菌有效活菌数≥3×108cfu/g。

14、优选地，步骤s1所述发酵温度为28℃～35℃，ph为6.8～7.5，发酵时间为24～72h。

15、优选地，步骤s2所述黑水虻幼虫为2～3日龄，接种时幼虫加入量为0.8～1.5g/kg物料量。

16、优选地，步骤s2所述转化期间在温度为28℃～30℃，相对湿度为60％～70％条件下进行，转化处理10～12天。

17、本发明采用微生物发酵和黑水虻幼虫协同处理厨余垃圾，由于厨余垃圾含有大量的蛋白质、脂肪、纤维素、淀粉等，发酵后的浆料更有利于黑水虻幼虫取食和消化吸收。发酵菌剂中含有的芽孢杆菌可以产生多种有用酶如淀粉酶和蛋白酶等酶制剂，并具有脂肪酶活性，产生的脂肪酶可以供降解油状材料如脂肪、油脂及烹饪用油等，同时也可以促进幼虫体内菌群微生态的正常化，保持幼虫机能的健康。酵母菌具有耐渗透压、耐酸和代谢效率高等特点，对于纤维素有较高的降解能力。黑曲霉菌生产的酶制剂对蛋白质和维生素、淀粉等具有一定的分解能力，可以将其降解为小分子；一方面有利于黑水虻幼虫的消化吸收，一方面还可以提供给酿酒酵母菌和芽孢杆菌发酵所需的葡萄糖。本发明所筛选的几种复合菌剂相互协同，大大提高发酵饲料的营养水平和消化吸收率。

18、本发明于发酵后物料表面接种黑水虻幼虫，黑水虻幼虫具有避光性，会由上而下自主钻入物料内，更有利于将厨余垃圾处理掉，提高垃圾转化率。

19、本发明在处理厨余垃圾的同时还获得了一种优质昆虫蛋白饲料，将上述方法中步骤s3分离出来的黑水虻虫体烘干至含水量10％～15％，可得到优质昆虫蛋白饲料。

20、本发明还提供了一种有机肥，将上述方法中步骤s3分离出来的黑水虻虫粪可直接作为生物有机肥。

21、与现有技术相比，本发明的优异效果主要体现在如下方面：

22、1、本发明采用微生物制剂和黑水虻幼虫共同作用处理厨余垃圾，无需对厨余垃圾进行油水分离和盐分稀释预处理，所选择的复合菌剂在高油高盐条件下，可以相互协同并及发酵代谢产物可以有效地降解厨余垃圾中含量较多的蛋白质、油脂、纤维素等大分子，提高黑水虻幼虫转化厨余垃圾时的进食量和消化分解能力。

23、2、本发明引入可以诱食黑水虻幼虫的添加剂谷氨酸钠、l-精氨酸和白糖合用，明显改善了黑水虻幼虫对发酵后厨余垃圾的适口性，进食量增加，提高了厨余垃圾转化率。

24、3、本发明使用经过发酵后的厨余垃圾饲喂，获得了具有高蛋白低脂肪的黑水虻幼虫，可以作为优质昆虫蛋白饲料，同时产出的虫粪含盐量降低，有机质、养分含量高，可作为有机肥使用，无需进一步的除盐操作。

25、4、本发明提供的微生物协同黑水虻幼虫处理厨余垃圾的方法，不仅实现了对厨余垃圾资源的充分循环利用，转化率高，成本低，同时获得了昆虫蛋白饲料和有机肥产品，达到了资源利用的最大化，具有较好的应用前景。