一种生猪养殖场废弃物无害化处理及资源再利用方法与流程

本发明涉及生猪养殖场处理
技术领域：
，具体涉及一种生猪养殖场废弃物无害化处理及资源再利用方法。
背景技术：
：随着我国经济的快速发展，规模化和集约化的生猪养殖事业不断的扩大，目前，生猪养殖业已经属于农村各项产业的主要支柱产业之一。在满足人们生活需要和市场需求的同时，生猪养殖业产生的大量废弃物所带来的环境问题及资源在利用问题愈来愈重。所产生了大量的废弃物，给生态环境造成了一定程度的恶劣影响，废弃物破坏土壤、废弃物污染水质、废弃物污染空气环境、同时废弃物可带来大量的致病菌导致畜禽流感至死亡，例如从2018年以来，非洲猪瘟在我国多个养殖场有过不同程度的流行危害，给生猪养殖业的健康发展造成了巨大的威胁。因此如何更加有效及无害化处理生猪养殖场的废弃物已成为目前该领域的当务之急。生猪养殖中的废弃物中含有大量的植物肥料成分，现有利用方式为直接腐熟施加，不能有效发挥肥效，且有一定的污染排放。技术实现要素：本发明针对现有技术的不足，提出一种生猪养殖场废弃物无害化处理及资源再利用方法，操作简单，实施成本低，效果好。为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种生猪养殖场废弃物无害化处理及资源再利用方法，包括以下步骤：(1)收集生猪养殖场中的粪便，对生猪养殖场进行冲洗，收集该冲洗的污水；(2)对收集的污水进行固液分离，得固体残渣和分离液；(3)向分离液中加枯草芽孢杆菌发酵菌剂，发酵处理，得三种不同形态产物，分别为气体、液体、固体；气体经过除臭杀菌后进行无害化排放；液体进行sbr污水处理工艺后排放；(4)将步骤(3)分离液所制得的固体脱水，得脱水固体；将脱水固体、步骤(1)中的粪便、步骤(2)中的固体残渣与有机质载体秸秆粉混合后粉碎，得混合物；混合物接种枯草芽孢杆菌发酵菌剂进行发酵；发酵后通过挤压造粒成型，制成有机菌肥。本发明中，枯草芽孢杆菌发酵菌剂可为本领域常规的枯草芽孢杆菌发酵菌剂即可。优选的，所述枯草芽孢杆菌发酵菌剂中的枯草芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌sl-19，保藏编号为cgmccno.18089；保藏日期：2019年07月08日；其分类命名为：枯草芽孢杆菌(bacillussubtilis)；保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心；保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所。优选的，所述枯草芽孢杆菌发酵菌剂中的枯草芽胞杆菌购于中国工业微生物菌种保藏管理中心，菌种编号为cicc10089。本发明中枯草芽孢杆菌发酵菌剂的制备方法包括以下步骤：(1)菌种活化：将保存的枯草芽孢杆菌菌种接种至lb平板培养基上，并在24～30℃下培养36～48小时，得活化的功能菌株；(2)种子液的制备：挑取单菌落向液体培养基接入活化的功能菌株，在20～28℃下震荡培养24～72小时，得种子液；(3)发酵培养：将步骤(2)所得种子液按照体积百分比为1～10％的比例接入发酵培养培养基中，再在20～33℃、摇床转速130～180rpm的条件下培养，当发酵液中枯草芽孢杆菌的活孢子数≥100亿/ml时即可停止发酵，制备得枯草芽孢杆菌发酵菌剂。优选地，所述的lb平板培养基的组成成分及重量百分比为：胰蛋白胨1.0～3.0％，酵母浸膏1.5～3.0％，氯化钠2.0～4.0％，余量为水；所述的液体培养基的组成成分及重量百分比为：红糖3.0～6.0％，蛋白胨0.8～2.0％，酵母浸膏0.5～1.5％，nacl0.3～0.8％，k2hpo40.1～0.4％，硫酸镁0.02～0.09％，mnso40.08～0.16％，余量为水；所述的发酵培养基的组成成分及重量百分比为：k2hpo40.3～0.7％，kh2po40.2～0.4％，nacl0.4～0.8％，mgso4·7h2o0.01～0.03％，cacl2·2h2o0.02～0.04％，(nh4)2so40.2～0.4％，蔗糖1.0～3.0％，大豆粉1.0～3.5％，余量为水。优选地，步骤(4)中，混合物接种枯草芽孢杆菌发酵菌剂进行发酵的具体工艺为：先将枯草芽孢杆菌发酵菌剂与水混合制成枯草芽孢杆菌发酵菌剂稀释液；混合物加入枯草芽孢杆菌发酵菌剂稀释液，再置于发酵池中，在自然条件下发酵15～20天。优选地，所述枯草芽孢杆菌发酵菌剂稀释液由枯草芽孢杆菌发酵菌剂与水按照1：500的体积比混合制成。优选地，步骤(4)中，所添加的有机质载体秸秆粉为玉米秸秆粉。优选地，所述玉米秸秆粉为玉米秸秆粉碎物，细度为80～200目，加入量为混合物总质量的5～10％。与现有技术相比，本发明具有以下优点：1、本发明中的生猪养殖场废弃物无害化处理及资源再利用方法，可通过生态处理方法来解决生猪养殖场的废弃物进行分步处理、液固分离、两次发酵，最终制得有机菌肥的再利用资源，以及无害化排放，并使得废弃物资源再利用，且本发明工艺简单、实施成本低、经济实惠，效果好。2、采用本发明中的枯草芽孢杆菌发酵菌剂，对混合物具有很好的发酵效果。特别当枯草芽孢杆菌发酵菌剂中的枯草芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌sl-19时，对脱水固体、粪便、固体残渣、秸秆粉组成的混合物进行发酵过程中，可有效降解混合物中的有害物质，制备得到的有机菌肥中含有较多的有益菌，有机菌肥中有效氮、磷、钾含量高，可有效改善土壤肥力，促进农作生长。而当枯草芽孢杆菌菌种编号为cicc10089时，其发酵效果亦很好。附图说明图1为本发明生猪养殖场废弃物无害化处理及资源再利用方法的工艺流程图。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1：枯草芽孢杆菌发酵菌剂的制备枯草芽孢杆菌发酵菌剂中的枯草芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌sl-19，保藏编号为cgmccno.18089。枯草芽孢杆菌发酵菌剂的制备方法，包括以下步骤：(1)菌种活化：将保存的枯草芽孢杆菌菌种接种至lb平板培养基上，并在28℃下培养48小时，得活化的功能菌株。(2)种子液的制备：挑取单菌落向液体培养基接入活化的功能菌株，在26℃下震荡培养72小时，得种子液。(3)发酵培养：将步骤(2)所得种子液按照体积百分比为8％的比例接入发酵培养培养基中，再在30℃、摇床转速160rpm的条件下培养，当发酵液中枯草芽孢杆菌的活孢子数≥100亿/ml时即可停止发酵，制备得枯草芽孢杆菌发酵菌剂。其中，lb平板培养基的组成成分及重量百分比为：胰蛋白胨1.5％，酵母浸膏2.5％，氯化钠3.0％，余量为水。液体培养基的组成成分及重量百分比为：红糖4.5％，蛋白胨1.5％，酵母浸膏1.0％，nacl0.6％，k2hpo40.3％，硫酸镁0.06％，mnso40.10％，余量为水。发酵培养基的组成成分及重量百分比为：k2hpo40.5％，kh2po40.3％，nacl0.6％，mgso4·7h2o0.02％，cacl2·2h2o0.03％，(nh4)2so40.3％，蔗糖2.0％，大豆粉2.5％，余量为水。实施例2：枯草芽孢杆菌发酵菌剂的制备枯草芽孢杆菌发酵菌剂中的枯草芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌sl-19，保藏编号为cgmccno.18089。枯草芽孢杆菌发酵菌剂的制备方法，包括以下步骤：(1)菌种活化：将保存的枯草芽孢杆菌菌种接种至lb平板培养基上，并在26培养40小时，得活化的功能菌株。(2)种子液的制备：挑取单菌落向液体培养基接入活化的功能菌株，在20℃下震荡培养72小时，得种子液。(3)发酵培养：将步骤(2)所得种子液按照体积百分比为5％的比例接入发酵培养培养基中，再在28℃、摇床转速150rpm的条件下培养，当发酵液中枯草芽孢杆菌的活孢子数≥100亿/ml时即可停止发酵，制备得枯草芽孢杆菌发酵菌剂。其中，lb平板培养基的组成成分及重量百分比为：胰蛋白胨2.0％，酵母浸膏1.5％，氯化钠3.0％，余量为水。液体培养基的组成成分及重量百分比为：红糖5.0％，蛋白胨0.8％，酵母浸膏1％，nacl0.3％，k2hpo40.3％，硫酸镁0.02％，mnso40.16％，余量为水。发酵培养基的组成成分及重量百分比为：k2hpo40.7％，kh2po40.3％，nacl0.4％，mgso4·7h2o0.02％，cacl2·2h2o0.04％，(nh4)2so40.2％，蔗糖3.0％，大豆粉2.5％，余量为水。实施例3：枯草芽孢杆菌发酵菌剂的制备枯草芽孢杆菌发酵菌剂中的枯草芽胞杆菌购于中国工业微生物菌种保藏管理中心，菌种编号为cicc10089。枯草芽孢杆菌发酵菌剂的制备方法，包括以下步骤：(1)菌种活化：将保存的枯草芽孢杆菌菌种接种至lb平板培养基上，并在30℃下培养36小时，得活化的功能菌株。(2)种子液的制备：挑取单菌落向液体培养基接入活化的功能菌株，在28℃下震荡培养50小时，得种子液。(3)发酵培养：将步骤(2)所得种子液按照体积百分比为1％的比例接入发酵培养培养基中，再在33℃、摇床转速180rpm的条件下培养，当发酵液中枯草芽孢杆菌的活孢子数≥100亿/ml时即可停止发酵，制备得枯草芽孢杆菌发酵菌剂。其中，lb平板培养基的组成成分及重量百分比为：胰蛋白胨1.0％，酵母浸膏3.0％，氯化钠2.0％，余量为水。液体培养基的组成成分及重量百分比为：红糖3.0％，蛋白胨2.0％，酵母浸膏0.5％，nacl0.8％，k2hpo40.1％，硫酸镁0.09％，mnso40.12％，余量为水。发酵培养基的组成成分及重量百分比为：k2hpo40.3％，kh2po40.2％，nacl0.8％，mgso4·7h2o0.01％，cacl2·2h2o0.02％，(nh4)2so40.4％，蔗糖1.0％，大豆粉1.0％，余量为水。实施例4：枯草芽孢杆菌发酵菌剂的制备枯草芽孢杆菌发酵菌剂中的枯草芽胞杆菌购于中国工业微生物菌种保藏管理中心，菌种编号为cicc10089。枯草芽孢杆菌发酵菌剂的制备方法，包括以下步骤：(1)菌种活化：将保存的枯草芽孢杆菌菌种接种至lb平板培养基上，并在24℃下培养48小时，得活化的功能菌株。(2)种子液的制备：挑取单菌落向液体培养基接入活化的功能菌株，在26℃下震荡培养24小时，得种子液。(3)发酵培养：将步骤(2)所得种子液按照体积百分比为10％的比例接入发酵培养培养基中，再在20℃、摇床转速130rpm的条件下培养，当发酵液中枯草芽孢杆菌的活孢子数≥100亿/ml时即可停止发酵，制备得枯草芽孢杆菌发酵菌剂。其中，lb平板培养基的组成成分及重量百分比为：胰蛋白胨1.0％，酵母浸膏2.0％，氯化钠4.0％，余量为水。液体培养基的组成成分及重量百分比为：红糖6.0％，蛋白胨2.0％，酵母浸膏1.5％，nacl0.5％，k2hpo40.4％，硫酸镁0.07％，mnso40.08％，余量为水。发酵培养基的组成成分及重量百分比为：k2hpo40.5％，kh2po40.4％，nacl0.5％，mgso4·7h2o0.03％，cacl2·2h2o0.025％，(nh4)2so40.3％，蔗糖2.0％，大豆粉3.5％，余量为水。实施例5：一种生猪养殖场废弃物无害化处理及资源再利用方法，包括以下步骤：(1)收集生猪养殖场中的粪便，对生猪养殖场进行冲洗，收集该冲洗的污水。(2)对收集的污水进行固液分离，得固体残渣和分离液。(3)向分离液中加实施例1中制备得到的枯草芽孢杆菌发酵菌剂，发酵处理，得三种不同形态产物，分别为气体、液体、固体；气体经过除臭杀菌后进行无害化排放；液体进行sbr污水处理工艺后排放。(4)将步骤(3)分离液所制得的固体脱水，得脱水固体；将脱水固体、步骤(1)中的粪便、步骤(2)中的固体残渣与有机质载体玉米秸秆粉混合后粉碎，得混合物；混合物加入实施例1中制备得到的枯草芽孢杆菌发酵菌剂的稀释液，再置于发酵池中，在自然条件下发酵20天；发酵后通过挤压造粒成型，制成有机菌肥。其中枯草芽孢杆菌发酵菌剂的稀释液由枯草芽孢杆菌发酵菌剂与水按照1：500的体积比混合制成；玉米秸秆粉为玉米秸秆粉碎物，细度为80～200目，加入量为混合物总质量的8％。实施例6：一种生猪养殖场废弃物无害化处理及资源再利用方法，包括以下步骤：(1)收集生猪养殖场中的粪便，对生猪养殖场进行冲洗，收集该冲洗的污水。(2)对收集的污水进行固液分离，得固体残渣和分离液。(3)向分离液中加实施例2中制备得到的枯草芽孢杆菌发酵菌剂，发酵处理，得三种不同形态产物，分别为气体、液体、固体；气体经过除臭杀菌后进行无害化排放；液体进行sbr污水处理工艺后排放。(4)将步骤(3)分离液所制得的固体脱水，得脱水固体；将脱水固体、步骤(1)中的粪便、步骤(2)中的固体残渣与有机质载体玉米秸秆粉混合后粉碎，得混合物；混合物加入实施例2中制备得到的枯草芽孢杆菌发酵菌剂的稀释液，再置于发酵池中，在自然条件下发酵18天；发酵后通过挤压造粒成型，制成有机菌肥。其中枯草芽孢杆菌发酵菌剂的稀释液由枯草芽孢杆菌发酵菌剂与水按照1：500的体积比混合制成；玉米秸秆粉为玉米秸秆粉碎物，细度为80～200目，加入量为混合物总质量的5％。实施例7：一种生猪养殖场废弃物无害化处理及资源再利用方法，包括以下步骤：(1)收集生猪养殖场中的粪便，对生猪养殖场进行冲洗，收集该冲洗的污水。(2)对收集的污水进行固液分离，得固体残渣和分离液。(3)向分离液中加实施例3中制备得到的枯草芽孢杆菌发酵菌剂，发酵处理，得三种不同形态产物，分别为气体、液体、固体；气体经过除臭杀菌后进行无害化排放；液体进行sbr污水处理工艺后排放。(4)将步骤(3)分离液所制得的固体脱水，得脱水固体；将脱水固体、步骤(1)中的粪便、步骤(2)中的固体残渣与有机质载体玉米秸秆粉混合后粉碎，得混合物；混合物加入实施例3中制备得到的枯草芽孢杆菌发酵菌剂的稀释液，再置于发酵池中，在自然条件下发酵15天；发酵后通过挤压造粒成型，制成有机菌肥。其中枯草芽孢杆菌发酵菌剂的稀释液由枯草芽孢杆菌发酵菌剂与水按照1：500的体积比混合制成；玉米秸秆粉为玉米秸秆粉碎物，细度为80～200目，加入量为混合物总质量的10％。实施例8：一种生猪养殖场废弃物无害化处理及资源再利用方法，包括以下步骤：(1)收集生猪养殖场中的粪便，对生猪养殖场进行冲洗，收集该冲洗的污水。(2)对收集的污水进行固液分离，得固体残渣和分离液。(3)向分离液中加实施例4中制备得到的枯草芽孢杆菌发酵菌剂，发酵处理，得三种不同形态产物，分别为气体、液体、固体；气体经过除臭杀菌后进行无害化排放；液体进行sbr污水处理工艺后排放。(4)将步骤(3)分离液所制得的固体脱水，得脱水固体；将脱水固体、步骤(1)中的粪便、步骤(2)中的固体残渣与有机质载体玉米秸秆粉混合后粉碎，得混合物；混合物加入实施例4制备得到的枯草芽孢杆菌发酵菌剂的稀释液，再置于发酵池中，在自然条件下发酵18天；发酵后通过挤压造粒成型，制成有机菌肥。其中枯草芽孢杆菌发酵菌剂的稀释液由枯草芽孢杆菌发酵菌剂与水按照1：500的体积比混合制成；玉米秸秆粉为玉米秸秆粉碎物，细度为80～200目，加入量为混合物总质量的8％。实施例9：一种生猪养殖场废弃物无害化处理及资源再利用方法，包括以下步骤：(1)收集生猪养殖场中的粪便，对生猪养殖场进行冲洗，收集该冲洗的污水。(2)对收集的污水进行固液分离，得固体残渣和分离液。(3)向分离液中加的枯草芽孢杆菌发酵菌剂，发酵处理，得三种不同形态产物，分别为气体、液体、固体；气体经过除臭杀菌后进行无害化排放；液体进行sbr污水处理工艺后排放。其中枯草芽孢杆菌发酵菌剂的生产厂家为北京宝绿园生物科技有限公司，为淡黄色颗粒，枯草芽孢杆菌有效菌数≥100亿/克。(4)将步骤(3)分离液所制得的固体脱水，得脱水固体；将脱水固体、步骤(1)中的粪便、步骤(2)中的固体残渣与有机质载体玉米秸秆粉混合后粉碎，得混合物；混合物加入枯草芽孢杆菌发酵菌剂(与步骤(3)中的枯草芽孢杆菌发酵菌剂一致)的稀释液，再置于发酵池中，在自然条件下发酵17天；发酵后通过挤压造粒成型，制成有机菌肥。其中枯草芽孢杆菌发酵菌剂的稀释液由枯草芽孢杆菌发酵菌剂与水按照1：500的体积比混合制成；玉米秸秆粉为玉米秸秆粉碎物，细度为80～200目，加入量为混合物总质量的8％。本发明中生猪养殖场废弃物无害化处理及资源再利用方法的工艺流程图如图1所示。种植试验：采用本发明实施例5、7、9中制备得到有机菌肥，在某一种植基地进行胡萝卜种植试验。选取12块面积一致的胡萝卜种植地块，随机分为4组，每组3块胡萝卜种植地块。第1-3组中的胡萝卜种植地块施用实施例5、7、9中的有机菌肥，第4组中的胡萝卜种植地块施用常规的腐熟猪粪。对于第1-3组和第4组中的胡萝卜种植地块的肥料施用方法为：第1-3组种植地块对应的土壤中分别施加实施例5、7、9中的有机菌肥，施加量为800kg/亩，氮磷钾复合肥25kg/亩；第4组种植地块对应的土壤中施加常规的腐熟猪粪，施加量为2000kg/亩，氮磷钾复合肥25kg/亩。翻耕土壤，然后按常规方法进行胡萝卜种植，每隔40天追肥一次，第1-3组分别追施实施例5、7、9中的有机菌肥，追施量为100kg/亩，第4组追施常规的腐熟猪粪，追施量为200kg/亩。收获胡萝卜时，对每组胡萝卜种植地中的胡萝卜的亩产量进行计算，并对胡萝卜中的胡萝卜素的含量进行检测。具体结果如表1所示。表1：亩产量/kg胡萝卜素含量/(mg/100g)第1组45307.23第2组43717.03第3组42786.86第4组37566.10由表1可知，由第1-3组与第4组中的亩产量、维生素a含量和维生素c含量相比可知，本发明实施例5、7、9中通过枯草芽孢杆菌发酵菌剂发酵制备得到的有机菌肥对于常规的腐熟猪粪，肥效更好，得到的胡萝卜无论是产量和品质都更加优异。将实施例5与实施例7、实施例9中的有机菌肥进行比较可知，当枯草芽孢杆菌发酵菌剂中的枯草芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌sl-19时，效果最好，其次为编号为cicc10089的枯草芽孢杆菌。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。当前第1页12