利用碳酸法生产白糖的废弃物滤泥养殖蚯蚓的方法与流程

文档序号:12310840阅读:1293来源:国知局

本发明属于动物养殖方法领域,具体涉及一种利用碳酸法生产白糖的废弃物滤泥养殖蚯蚓的方法。



背景技术:

蚯蚓是对环节动物门寡毛纲类动物的通称。在科学分类中,它们属于单向蚓目。身体呈圆筒状(与线形动物的圆柱形区别),两侧对称,具有分节现象:由100多个体节组成,在第十一节以后,每节的背部中央有背孔;没有骨骼,属于无脊椎动物,体表裸露,无角质层。除了身体前两节之外,其余各节均具有刚毛。雌雄同体,异体受精,生殖时借由环带产生卵茧,繁殖下一代。目前已知蚯蚓有2500多种,1837年被生物学家达尔文称之为地球上最有价值的动物。

蚯蚓是变温动物,体温随着外界环境温度的变化而变化。因此,蚯蚓对环境的依赖一般比恒温动物更为显著,环境温度不仅影响蚯蚓的体温和活动,还影响蚯蚓的新陈代谢、生长发育及繁殖等,而且温度也对其他生活条件产生较大的影响,从而间接影响蚯蚓。因此,温度是蚯蚓最重要的生活条件之一。

一般来说,蚯蚓的活动温度在5~30℃范围内,0~5℃进入休眠状态,0℃以下死亡,最适宜的温度为20~27℃左右,此时能较好地生长发育和繁殖。28~30℃时,能维持一定的生长;32℃以上时生长停止;10℃以下时活动迟钝;40℃以上时死亡,蚓茧孵化最适18~27℃。可见蚯蚓的最高致死温度低于其他无脊椎动物。养殖场最好在室内,在南方地区,夏天通风保湿,冬天只要关窗保温就能全年正常生产(这里的温度指基料的温度,因为空气的温度与基料的温度是不一样的,比如:当空气温度0℃时,基料温度有12℃左右;当空气温度为38℃时,基料温度却只有28℃左右,这是因为粪料含有极高的水分)。

蚯蚓的运动和排泄物对改善土壤的质量非常有益,可使土壤的透气性保持良好,使土壤保持健康状态,对农业有重要作用。一只健康的蚯蚓每年能翻转一英亩中的20~40吨泥土。

蚯蚓能疏松土壤,增加土壤有机质并改善结构,还能促进酸性或碱性土壤变为中性土壤,增加磷等速效成分,使土壤适于农作物的生长。由于蚯蚓含有丰富的蛋白质,因此,用作畜、禽和水产养殖业的饲料,都能取得增产的效果。蚯蚓在药物学上也占有一定的地位,是常见的中药材,有解热、镇痉、活络、平喘、降压和利尿等作用。

蚯蚓体内可分泌出一种能分解蛋白质、脂肪和木质纤维的特殊酶,因此,树叶、稻草、畜禽粪便、生活垃圾、活性污泥和造纸、食品工业的下脚料等,都可以是它的食料。蚯蚓能够在一定程度内消除环境污染。因此,许多国家都成立了蚯蚓养殖工厂,并把蚯蚓养殖工厂称为“环境净化装置”。由于蚯蚓能够吸收土壤中的汞、铅和镉等微量金属,这类金属元素在蚯蚓体内的聚集量为外界含量的10倍。因此,有些科学家认为蚯蚓可作为土壤中重金属污染的监测动物。

目前世界上绝大多数甜菜糖厂和部分甘蔗糖厂使用碳酸法工艺生产白糖。这种工艺的优点是生产的白糖的质量较高,显著地优于甘蔗糖厂普遍采用的亚硫酸法工艺。但它有一个很大的缺点,就是产生大量的固体废弃物——滤泥,很难利用,多数碳酸法糖厂将它们堆填于荒野,占据大量土地,并造成环境污染,这是一个世界性的技术难题。人们对这个问题已经进行了很多年的研究工作,但至今未有一个完善的解决方法。国内的碳酸法甘蔗糖厂,已经有半数以上为了回避这个问题而改用亚硫酸法工艺,放弃了碳酸法的优点。

碳酸法的滤泥数量大,难以处理,是由碳酸法传统工艺的特点所决定的:

(1)这种工艺要在糖汁(甜菜汁或甘蔗汁)中加入大量的石灰(对甜菜或甘蔗的比例为2%一3%),通入二氧化碳生成大量的碳酸钙沉淀物,以吸附糖汁中的各种杂质。为得到高质量的清糖汁和使过滤顺利进行,需要较高的加灰量,而且石灰和二氧化碳的第一段反应要在强碱性(pH10-11)下进行,这样在糖汁过滤时就产生大量的碱性滤泥,它的数量很大,约为所处理的甜菜或甘蔗量的10%(湿泥),一个糖厂年排出滤泥量数万吨。

(2)这种滤泥的主要成分是碳酸钙,但还有相当比例的有机物和色素,很难利用。它的碱性强、有机物和“有肥效”的成分少,不能用做肥料(或要加入很大量的氮、磷、钾等成分补充或将它发酵降低其碱性)。如将它用于烧制水泥,其中的有机物有较大的不良影响,特别是其中的含氮物,焚烧时产生恶臭,污染大气。

传统碳酸法耗用大量的石灰石、焦炭和电,设备费用和成本都相当高,滤泥污染环境造成的损失更大。解决这个问题的根本办法是转变这种工艺模式:一方面要大幅度减少滤泥的产量(减少加灰量),兼用其他清净脱色方法以达到良好的清净效果;另一方面是尽可能将有机物和碳酸钙分开,分别形成两种滤泥,并进一步将它们分别转变为有用的物质。这是一种积极主动的方法。然而,人们过去通常只考虑怎样处理滤泥,而较少思考如何减少滤泥。事实上,如此大量的滤泥不管怎样处理都是很麻烦的,是被动的做法。

蚯蚓生物处理污泥技术是一种利用蚯蚓一微生物人工生态系统处理污泥的方法 ,它利用蚯蚓的生态功能 ,最终达到污泥减量、稳定和资源化 ,蚯蚓处理污泥技术具有处理效果好 、工艺设备简单、维护管理方便、环境效益显著、能耗低、费用少等特点 ,在众多的污泥处理技术中有其独特的优势。



技术实现要素:

本发明利用碳酸法生产白糖的废弃物滤泥养殖蚯蚓的方法,采用蚯蚓的生物作用对废弃物滤泥进行处理,蚯蚓在不断增殖的同时,废弃物滤泥中的物质不断被消耗和转化,即可实现废弃物滤泥的减量化、无害化和资源化。

本发明所采用的技术方案是:

一种利用碳酸法生产白糖的废弃物滤泥养殖蚯蚓的方法,它包括以下步骤:

(1)按重量份数取碳酸法滤泥10-20份,用钛白粉厂的废水1-3份与之中和,再加入猪粪20-30份、鸡粪20-30份、城市污泥8-10份、野草8-10份、木糠8-10份、罐头加工厂废渣10-20份,加入复合益生菌3-5份,发酵半个月以上,调节pH值在6.5~7.5,得到蚓床基质;

(2)改造中低产弃荒田地为蚯蚓养殖饲养场,对场地进行除草、碾压整平,周围挖好排水沟,蚓床间行距一般为40~45cm,行距中央开挖宽、深均为25~30cm的土槽,蚓床宽130~150cm,高35~40cm,上层采用农作物秸秆覆盖,下层铺高为20~40cm步骤(1)得到的蚓床基质;

(3)投放商品蚯蚓种苗或种用蚯蚓种苗,投放量控制在每亩250~300kg;

(4)日常管理:夏季蚓床基质厚度保持在20~30cm,做好遮阳和勤浇水工作以调节温、湿度,1~2天于傍晚浇水1次;冬天蚓床基质厚度保持在30~40cm,5~10天浇水一次,20~30天加新的蚓床基质1次;平日控制环境温度在18~26℃,蚓床基质含水量为60~75%;

(5)投喂饲料,每月2次,投喂前先翻蚓床,采用堆块上投法,厚度为10厘米,不要将床面盖满,不求平整,以便分离蚯蚓;

(6)采收,一年采收4~6次,夏季40~50天采收一次,春、秋季60~80天采收一次,每次采收后补充蚓床基质,并调整养殖密度,种蚓要每年更新一次,养殖床每年换一次。

所述复合益生菌是由枯草芽孢杆菌、硝化细菌、乳酸菌和酵母菌制成,它们的重量配比为2.8-3:0.6-1.4:2.2-2.8:1.2-1.8,放入由琼脂粉8-16%、蛋白胨1-5%、牛肉膏1-5%、葡萄糖6-14%和余量为纯水的培养基中培养,在20-26℃下发酵10-14天即可。

所述农作物秸秆为玉米秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆或大豆秸秆中的一种或几种混合。

步骤(5)中,投喂的饲料是质量比为10:3:2的牛粪、羊粪、水果废弃物的混合料,或质量比为9:2的马粪和餐饮废渣的混合料,或质量比为8:2:1的城市污泥、牛粪、稻草秸秆的混合料。

水果废弃物是指废烂苹果、梨、葡萄、猕猴桃、橘、橙、杏等一切废烂水果或水果加工得到的各种果皮。

餐饮废渣是指剩菜、剩饭以及菜叶、果皮等容易被微生物分解的有机物,主要以淀粉类、食物纤维类、动物脂肪类等物质为主,产生的渠道主要为食品加工、处理、运输等过程。

本申请中的野草是指长在野地里的草。主要有:旱稗(Echiinochloa crus-galli L.)、异型莎草(Cyperus difformis L.)、鸭舌草(Monochoria vaginalis P.)、眼子莱(Potamogeton distinctus A.)、扁秆藨草(Scirpus planiculmis F.)、野燕麦(Avens fatua L.)、看麦娘(Alopecurus aequalis S.) 、马唐(Digitaria sanguinalis S.) 、牛筋草(Eleusine indica G.)、绿狗尾草(Setaria viridis B.)、香附子(Cyperus rotundu L.)、藜(Chenopodium album L.) 、酸模叶蓼(Polygonum lapathifolium L.)、反枝苋(Amaranthus rclroflcxus L.)、牛繁缕(Malachium aquaticum F.)和白茅(Imperata cylindrica D.)。

钛白粉的生产工序主要由钛铁矿的粉磨、酸解、还原、冷冻结晶、水解、过滤水洗、煅烧粉碎等工段组成。其中,水解、水洗工段会产生大量酸性废水,在酸解浸取工段中用于吸收酸雾时同样会产生酸性废水。这些酸性废水中含有游离硫酸、硫酸亚铁、偏钛酸和其它金属离子硫酸盐等。而碳酸法滤泥非常难处理,严重污染环境,本申请首先用钛白粉厂的废水(含有酸性的硫酸亚铁)与碳酸法滤泥中和,再经过处理,作为养殖蚯蚓的蚓床基质,实现废弃物滤泥的减量化、无害化和资源化。

本发明的有益效果:

1、本申请将多种有益菌混合制成复合益生菌,具有改善养殖环境和促进蚯蚓生长发育的作用,各菌株通过功能上的协同互补,其作用相比单一菌株更明显;

2、本发明利用碳酸法生产白糖的废弃物滤泥养殖蚯蚓的方法,采用蚯蚓的生物作用对废弃物滤泥进行处理,蚯蚓在不断增殖的同时,废弃物滤泥中的物质不断被消耗和转化,即可实现废弃物滤泥的减量化、无害化和资源化;

3、采用独特的蚓床基质,不仅对废弃物进行了重新利用,保护了环境,且所含营养成分丰富、具有较好的透气性能,不良微生物、病原体、杂菌感染源和有害残留物质等含量较少,改善了蚯蚓生长环境,降低了发病率和死亡率,提高了生长速度和产量;

4、碳酸法生产白糖的废弃物滤泥含有磷和钙以及纤维素、蔗蜡等对动植物生长的物质,钛白粉厂的废水含有铁元素,经过亚硫酸铁废水处理的还可以软化滤泥中的纤维素,补充了蚯蚓生长中的无机元素以及有机物的需求;

5、此外改造中低产弃荒田地为蚯蚓养殖饲养场,解决了部分地区难以养殖蚯蚓的问题,使得蚯蚓养殖规范化、标准化,促进了蚯蚓养殖业的发展;

6、本发明工艺步骤简单、原料丰富、廉价易得,管理方便,促进了蚯蚓养殖业的发展,且产出的蚯蚓个体大、色泽鲜艳、 体内无毒害元素残留、营养价值高,具有较好的经济价值。

具体实施方式

实施例1:

一种利用碳酸法生产白糖的废弃物滤泥养殖蚯蚓的方法,它包括以下步骤:

(1)按重量份数取碳酸法滤泥10份,用钛白粉厂的废水1份与之中和,再加入猪粪20份、鸡粪20份、城市污泥8份、野草8份、木糠8份、罐头加工厂废渣10份,加入复合益生菌3份,发酵半个月以上,调节pH值在6.5~7.5,得到蚓床基质;

(2)改造中低产弃荒田地为蚯蚓养殖饲养场,对场地进行除草、碾压整平,周围挖好排水沟,蚓床间行距一般为40~45cm,行距中央开挖宽、深均为25~30cm的土槽,蚓床宽130~150cm,高35~40cm,上层采用农作物秸秆覆盖,下层铺高为20~40cm步骤(1)得到的蚓床基质;

(3)投放商品蚯蚓种苗或种用蚯蚓种苗,投放量控制在每亩250~300kg;

(4)日常管理:夏季蚓床基质厚度保持在20~30cm,做好遮阳和勤浇水工作以调节温、湿度,1~2天于傍晚浇水1次;冬天蚓床基质厚度保持在30~40cm,5~10天浇水一次,20~30天加新的蚓床基质1次;平日控制环境温度在18~26℃,蚓床基质含水量为60~75%;

(5)投喂饲料,每月2次,投喂前先翻蚓床,采用堆块上投法,厚度为10厘米,不要将床面盖满,不求平整,以便分离蚯蚓;

(6)采收,一年采收4~6次,夏季40~50天采收一次,春、秋季60~80天采收一次,每次采收后补充蚓床基质,并调整养殖密度,种蚓要每年更新一次,养殖床每年换一次。

所述复合益生菌是由枯草芽孢杆菌、硝化细菌、乳酸菌和酵母菌制成,它们的重量配比为2.8:0.6:2.2:1.2,放入由琼脂粉8-16%、蛋白胨1-5%、牛肉膏1-5%、葡萄糖6-14%和余量为纯水的培养基中培养,在20-26℃下发酵10-14天即可。

所述农作物秸秆为玉米秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆和大豆秸秆,按重量比1:1:1:1混合。

步骤(5)中,投喂的饲料是质量比为10:3:2的牛粪、羊粪、水果废弃物的混合料。

实施例2:

一种利用碳酸法生产白糖的废弃物滤泥养殖蚯蚓的方法,它包括以下步骤:

(1)按重量份数取碳酸法滤泥15份,用钛白粉厂的废水2份与之中和,再加入猪粪25份、鸡粪25份、城市污泥9份、野草9份、木糠9份、罐头加工厂废渣15份,加入复合益生菌4份,发酵半个月以上,调节pH值在6.5~7.5,得到蚓床基质;

(2)改造中低产弃荒田地为蚯蚓养殖饲养场,对场地进行除草、碾压整平,周围挖好排水沟,蚓床间行距一般为40~45cm,行距中央开挖宽、深均为25~30cm的土槽,蚓床宽130~150cm,高35~40cm,上层采用农作物秸秆覆盖,下层铺高为20~40cm步骤(1)得到的蚓床基质;

(3)投放商品蚯蚓种苗或种用蚯蚓种苗,投放量控制在每亩250~300kg;

(4)日常管理:夏季蚓床基质厚度保持在20~30cm,做好遮阳和勤浇水工作以调节温、湿度,1~2天于傍晚浇水1次;冬天蚓床基质厚度保持在30~40cm,5~10天浇水一次,20~30天加新的蚓床基质1次;平日控制环境温度在18~26℃,蚓床基质含水量为60~75%;

(5)投喂饲料,每月2次,投喂前先翻蚓床,采用堆块上投法,厚度为10厘米,不要将床面盖满,不求平整,以便分离蚯蚓;

(6)采收,一年采收4~6次,夏季40~50天采收一次,春、秋季60~80天采收一次,每次采收后补充蚓床基质,并调整养殖密度,种蚓要每年更新一次,养殖床每年换一次。

所述复合益生菌是由枯草芽孢杆菌、硝化细菌、乳酸菌和酵母菌制成,它们的重量配比为2.9:1:2.5:1.5,放入由琼脂粉8-16%、蛋白胨1-5%、牛肉膏1-5%、葡萄糖6-14%和余量为纯水的培养基中培养,在20-26℃下发酵10-14天即可。

所述农作物秸秆为玉米秸秆和小麦秸秆,按重量比5:1混合。

步骤(5)中,投喂的饲料是质量比为9:2的马粪和餐饮废渣的混合料。

实施例3:

一种利用碳酸法生产白糖的废弃物滤泥养殖蚯蚓的方法,它包括以下步骤:

(1)按重量份数取碳酸法滤泥20份,用钛白粉厂的废水3份与之中和,再加入猪粪30份、鸡粪30份、城市污泥10份、野草10份、木糠10份、罐头加工厂废渣20份,加入复合益生菌5份,发酵半个月以上,调节pH值在6.5~7.5,得到蚓床基质;

(2)改造中低产弃荒田地为蚯蚓养殖饲养场,对场地进行除草、碾压整平,周围挖好排水沟,蚓床间行距一般为40~45cm,行距中央开挖宽、深均为25~30cm的土槽,蚓床宽130~150cm,高35~40cm,上层采用农作物秸秆覆盖,下层铺高为20~40cm步骤(1)得到的蚓床基质;

(3)投放商品蚯蚓种苗或种用蚯蚓种苗,投放量控制在每亩250~300kg;

(4)日常管理:夏季蚓床基质厚度保持在20~30cm,做好遮阳和勤浇水工作以调节温、湿度,1~2天于傍晚浇水1次;冬天蚓床基质厚度保持在30~40cm,5~10天浇水一次,20~30天加新的蚓床基质1次;平日控制环境温度在18~26℃,蚓床基质含水量为60~75%;

(5)投喂饲料,每月2次,投喂前先翻蚓床,采用堆块上投法,厚度为10厘米,不要将床面盖满,不求平整,以便分离蚯蚓;

(6)采收,一年采收4~6次,夏季40~50天采收一次,春、秋季60~80天采收一次,每次采收后补充蚓床基质,并调整养殖密度,种蚓要每年更新一次,养殖床每年换一次。

所述复合益生菌是由枯草芽孢杆菌、硝化细菌、乳酸菌和酵母菌制成,它们的重量配比为3: 1.4: 2.8: 1.8,放入由琼脂粉8-16%、蛋白胨1-5%、牛肉膏1-5%、葡萄糖6-14%和余量为纯水的培养基中培养,在20-26℃下发酵10-14天即可。

所述农作物秸秆为水稻秸秆或大豆秸秆,按重量比2:3混合。

步骤(5)中,投喂的饲料是质量比为8:2:1的城市污泥、牛粪、稻草秸秆的混合料。

对比试验:

选取四亩地,分别采用实施例1-3的养殖蚯蚓方法和采用目前市场上多数田间堆土粗放养殖的方式饲养蚯蚓,用“太平二号”蚯蚓试验,以每亩250kg的量投放,用上述方法进行饲养60天,下表为两组对比数据:

由上表可看出本申请实施例1-3的蚯蚓养殖方法最终获得产量可比普通养殖产量提高 80%左右,而且不易得病,产出的蚯蚓色泽鲜艳、活性高。

分别取实施例1-3和对照组里的蚯蚓各2kg,测量其干重体内的营养物质成分,下表为对比数据:

由上表可看出本申请实施例1-3的蚯蚓养殖方法最终获得产量可比普通养殖的营养价值更高,而且重金属元素含量低,具有更高的经济价值。

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