一种去除鸡粪中的病原体与抗生素并提升甲烷和氢气产量的方法

本发明属于环境保护和鸡粪便资源化，具体涉及一种去除鸡粪中的病原体与抗生素并提升甲烷和氢气产量的方法。

背景技术：

1、公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

2、据第二次全国污染源普查测算，2021年我国畜禽粪污染产量在30.5亿吨，是2019年工业固体废物产生量的0.86倍。按70％的收集系数计算，年需处理畜禽粪污量达21.35亿吨，其中，鸡粪粪便约占畜禽粪的三分之一。

3、然而，鸡粪粪便不合理的处理会对环境产生巨大的威胁，粪便中的氮磷会使土壤失去生产价值，造成地表水、地下水的污染；其含有的金属会给土地造成金属污染；其臭味会危及人畜健康；同时粪便中的病原体排出，如果处理不当，不仅会造成大量蚊虫孳生，而且还会成为传染源，造成疫病传播，影响人类和畜禽的健康。再者，鸡粪中会残留大量的抗生素，直接排放会导致土壤和水的污染以及农产品抗生素的超标，人体食用过量抗生素食品会对抗生素产生耐药性，危害人类健康。

4、我国现有鸡粪处理技术为发酵技术，主要采用鸡粪厌氧发酵工艺，但是由于厌氧发酵过程易造成氨氮积累，对厌氧微生物的代谢产生影响，产生氨抑制的问题。

技术实现思路

1、为了克服上述问题，本发明提供了一种去除鸡粪中的病原体与抗生素并提升甲烷和氢气产量的方法，既能同时去除鸡粪中的病原体和抗生素，还能有效解决厌氧发酵中的氨抑制问题。

2、为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种去除鸡粪中的病原体与抗生素并提升甲烷和氢气产量的方法，包括：

4、对鸡粪进行预处理，向预处理后的鸡粪中添加次氯酸钙，调节鸡粪的浓度以及ph，将处理好的鸡粪置于厌氧消化罐中，添加接种物，进行厌氧发酵。

5、进一步的，所述抗生素为：磺胺类、氟喹诺酮类、四环素类和大环内酯类抗生素。

6、进一步的，所述鸡粪的预处理包括去掉杂质鸡毛、大颗粒砂砾、浓缩脱水。

7、进一步的，所述次氯酸钙的浓度为：1％～4％(0.18-0.8g/l)；

8、更进一步的，次氯酸钙的浓度为：3％(0.54-0.6g/l)。

9、进一步的，所述调节后鸡粪的浓度(以重量计算)为18-20g/l，有机质占比45-67％，氨氮浓度1.2-1.5g/l。

10、进一步的，所述调节鸡粪的ph为6.4-7.1。

11、进一步的，添加次氯酸钙后对鸡粪处理12-24h后再加入接种物。

12、进一步的，所述接种物取自污水厂厌氧生物反应池，取回后的接种物经实验室厌氧培养后再进行利用。

13、进一步的，所述接种物的成分为cod 1500-2100mg/l，蛋白质850-1036mg/l，多糖241-460mg/l，主要含有的微生物包括厚壁菌门(firmicutes)、绿弯菌门(chloroflexi)、变形菌门(proteobacteria)、拟杆菌门(bacteriodetes)、梭状芽孢杆菌(clostridium)等。

14、进一步的，所述接种物ph为6.9-7.2，质量浓度为2.3-3.5g/l，有机质占比70-75％。

15、进一步的，发酵前向消化罐内注入氮气排净氧气保证厌氧环境。

16、进一步的，所述发酵的具体条件为：发酵温度为25～35℃，发酵时间为25天，发酵过程中机械搅拌，搅拌转速控制为100-300转/min。

17、本发明的有益效果在于：

18、本发明中次氯酸钙的强氧化性能使抗生素裂解和病原体微生物含量降低，同时次氯酸钙能中和粪便消化过程释放的氨氮，缓解氨氮的抑制；破坏粪便内颗粒有机物，促进溶解性有机质含量的提高，为产氢微生物和产甲烷微生物提供物质保障。

技术特征：

1.一种去除鸡粪中的病原体与抗生素并提升甲烷和氢气产量的方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述抗生素为：磺胺类、氟喹诺酮类、四环素类和大环内酯类抗生素。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述鸡粪的预处理包括去掉杂质鸡毛、大颗粒砂砾、浓缩脱水。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述次氯酸钙的浓度为：1％～4％(0.18-0.8g/l)；优选的，次氯酸钙的浓度为：3％(0.54-0.6g/l)。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调节后鸡粪的浓度(以重量计算)为18-20g/l，有机质占比45-67％，氨氮浓度1.2-1.5g/l。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，添加次氯酸钙后对鸡粪处理12-24h后再加入接种物。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接种物取自污水厂厌氧生物反应池，取回后的接种物经实验室厌氧培养后再进行利用。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述接种物的成分为cod1500-2100mg/l，蛋白质850-1036mg/l，多糖241-460mg/l，含有的微生物包括厚壁菌门(firmicutes)、绿弯菌门(chloroflexi)、变形菌门(proteobacteria)、拟杆菌门(bacteriodetes)、梭状芽孢杆菌(clostridium)。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述接种物ph为6.9-7.2，质量浓度为2.3-3.5g/l，有机质占比70-75％。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发酵的具体条件为：发酵温度为25～35℃，发酵时间为25天，发酵过程中机械搅拌，搅拌转速控制为100-300转/min。

技术总结
本发明公开了一种去除鸡粪中的病原体与抗生素并提升甲烷和氢气产量的方法，包括：对鸡粪进行预处理，向预处理后的鸡粪中添加次氯酸钙，调节鸡粪的浓度以及pH，将处理好的鸡粪置于厌氧消化罐中，添加接种物，进行厌氧发酵。本发明中次氯酸钙的强氧化性能使抗生素裂解和病原体微生物含量降低，同时次氯酸钙能中和粪便消化过程释放的氨氮，缓解氨氮的抑制；破坏粪便内颗粒有机物，促进溶解性有机质含量的提高，为产氢微生物和产甲烷微生物提供物质保障。

技术研发人员：张委琪,张晴,赵建伟,董佳蓓,段日升,王亚萍,张艳,粱士民
受保护的技术使用者：青岛理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12