CN104876685A

CN104876685A - 一种利用蝇蛆高效规模化处理猪粪的方法

Info

Publication number: CN104876685A
Application number: CN201510235565.2A
Authority: CN
Inventors: 李立家; 王志涛; 皮纹闯; 邱正明; 高飞; 文欢
Original assignee: Wuhan University WHU
Current assignee: Wuhan University WHU
Priority date: 2015-05-11
Filing date: 2015-05-11
Publication date: 2015-09-02
Anticipated expiration: 2035-05-11
Also published as: CN104876685B

Abstract

本发明公开了一种利用蝇蛆高效规模化处理猪粪的方法，属于猪粪污染规模化处理领域。利用蝇蛆高效规模化处理猪粪的方法包括如下步骤：（1）通过干湿分离使新鲜猪粪含水量在60%-70%之间。（2）将猪粪放入培养池内，保持猪粪的厚度不超过5厘米，在其表面均匀接入家蝇卵，然后在猪粪表面覆盖一层木糠、锯木屑或碎石粉，调整温度、湿度和光照强度。（3）48小时后每日不间断搅拌猪粪和蝇蛆，搅拌同时加入松油醇，3至4天后处理完成。本发明经济、社会、生态效益显著，能有效地处理了养猪业中产生的粪便，解决了产生大量的臭气、污染环境等问题，还可以促进蝇蛆的生长发育用于培养蝇蛆，经过处理的猪粪可用于制作有机肥。

Description

一种利用蝇蛆高效规模化处理猪粪的方法

技术领域

本发明涉及猪粪污染规模化处理技术领域，具体涉及一种利用蝇蛆高效规模化处理猪粪的方法。

背景技术

近年来，随着我国畜禽养殖业规模化和集约化的发展，中国已成为全球第一的养猪大国，但同时也带来了一些负面问题。据统计，中国畜禽粪便每年的排放量超过40亿吨，是工业废弃物的4.1倍，由于缺乏有效的管理和处理利用技术，对环境造成了严重的污染。

畜禽粪便是一个巨大的环境污染源，同时也是一个巨大的生物质能源库，可为人们提供大量的能源。猪粪中含有大量未被消化的有机质和矿物质，若不及时处理，在高温下会发酵和分解产生H₂S、NH₃、CO₂、CH₄等有害气体，对空气造成严重污染，使动物和人群的抵抗力下降，频频爆发呼吸道疾病；猪粪和冲洗猪粪的污水含有N、P及有机质等物质，既可能使湖泊富营养化，又可能渗入污染地下水，导致地下水中的NCV和NO₃ ^-浓度升高，人若长期大量饮用，也有可能会致癌；猪粪中还含有大量的钠盐、钾盐等，如果直接应用于农田，过量的钠盐、钾盐通过反聚作用会造成土壤结构破坏，通透性降低。同时为防病和促进畜禽生长的需要，养殖者大量使用疫苗、抗生素、激素、金属微量元素如铜、铁、锌、锰等，甚至非法添加砷、汞、铅、镉等元素，长期积累也可能造成土壤的重金属污染。因此畜禽粪便，尤其是猪粪的合理有效利用对于社会的可持续发展有着重要的意义。

目前处理猪粪的方法主要有两种：微生物处理直接加工成有机肥以及微生物发酵生产沼气。

微生物处理是将微生物制剂掺入猪粪中进行发酵，能有效地分解有机物，降低化学耗氧量(化学耗氧量常被当作有机物耗氧量)。同时，将微生物制剂发酵猪粪后泼洒水体，可显著改善水体环境及提高水体透明度和溶解氧，降低氨氮亚硝酸盐，分解有机物，保持良好水质，充分改善鱼类生长环境，从而达到预防疾病的作用。另外，微生物制剂中的一些有益菌群在生长过程中会产生过氧化氢等抑菌物质，抑制病原菌的生长；有些有益菌含有提高免疫的生理活性物质(如乳酸杆菌等)，可通过提高抗体水平或巨噬细胞的活性，刺激免疫系统能力增强，抑制有害病原菌的生长从而提高防病抗病的能力。由此可知，经过微生物处理猪粪被有效利用，节约资源，同时提高水产养殖户的产能及鱼类的抗病能力。但其处理周期长，无法保证猪粪得到了彻底处理，且经济效益不明显。

沼气发酵是指将人畜粪便、秸秆、污水等各种有机物堆在密闭的沼气池内被多种微生物分解转化。这些细菌包括发酵性细菌、产氢产乙酸菌、耗氢产乙酸菌、食氢产甲烷菌、食乙酸产甲烷菌等。在发酵过程中，这些微生物把各种固体或溶解状态的复杂有机物，按照各自的营养需要进行分解转化，最终生成沼气。其主要成分甲烷，具有较高的热值，与煤气的成分类似。除此之外，沼气还可以用于照明，甚至驱动内燃机和发电机等。沼气池中的猪粪经过发酵产生沼气后，余下很少量的沼渣，沼渣可直接当作有机肥归田，也可与未经处理的猪粪一起送去有机肥料厂。沼气建设工程不但能处理猪粪，使农民得到洁净生活能源，而且还能以沼气为纽带，把养殖业和种植联系在一起，形成一条生态产业链。既节约了资源又保护了环境。然而，制造沼气所需条件较高，投资大，运营成本高，使用不方便；并且猪粪处理不彻底，存在大量的废料二次污染；使用前沼气还需脱硫处理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用蝇蛆高效规模化处理猪粪的方法，从而消除猪粪污染，保护环境并解决动物粪便规模化、工业化处理难题。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种高效规模化培养家蝇蝇种的方法，包括如下步骤：

(1)蝇种的羽化

设置环境温度为25-29℃、相对湿度65％-75％，将家蝇蝇种置于大笼中进行羽化。

(2)蝇的饲养

蝇种放入大笼羽化10-14小时后在笼中放入饲料盘和水盘，饲料为奶粉与蔗糖按质量比4:1配成的混合物，饲料平铺与饲料盘中。每10-14小时换饲料、换水一次，调节食盘和水盘的量，以蝇吃完为好。

(3)卵的收集

待蝇完全孵化出6天之后，笼中放入装有麸皮的接卵盘，每10-12小时换一次接卵盘，接卵盘的大小根据蝇的产卵量进行调整。

优选的，步骤(1)为：设置环境温度为27℃，相对湿度为70％，将15公斤家蝇蝇种置于2m×2m×2m的大笼中进行羽化。步骤(2)中所述的饲料盘的盘高低于2厘米；所述的水盘中垫有海绵，盘高低于2厘米，海绵厚度与盘高一致。步骤(3)中装有麸皮的接卵盘的盘高5厘米，麸皮深度4厘米，麸皮湿度60％。

一种利用蝇蛆高效规模化处理猪粪的方法，包括如下步骤：

(1)通过干湿分离使新鲜猪粪含水量在60％-70％之间。

(2)将猪粪放入培养池内，保持猪粪的厚度不超过5厘米，在其表面均匀接入家蝇卵，约每2500-3500克猪粪接入1000粒家蝇卵，然后在猪粪表面覆盖一层其质量10-20％的木糠、锯木屑或碎石粉。温度控制在20-30℃，空气相对湿度60-80％，光照强度6000Lx，光照时间每天24小时。

(3)48小时后每日不间断搅拌猪粪和蝇蛆，搅拌同时在上午8-9点和下午6-7点加入松油醇，每1000克猪粪加入1-2毫升松油醇，3至4天后处理完成。

优选的，步骤(2)中所述的家蝇卵通过上述高效规模培养家蝇蝇种的方法得到；步骤(2)中接入家蝇卵量为每3000克猪粪接入1000粒家蝇卵；步骤(3)中松油醇加入量为每1000克猪粪加入1毫升松油醇。

猪粪呈半干状态，棕黑色，很大臭味，蝇蛆处理第一天加了覆盖物，味道较少或消失；第二天家蝇卵开始孵化成为蝇蛆，通过蝇蛆不断活动吸收粪便中的营养物质，加速粪便熟化；第三天，猪粪在蝇蛆活动作用下变得蓬松，水分明显减少，颜色变浅；第四天，猪粪呈干燥疏松状，咖啡色完全没有任何嗅味。

猪粪干物质中80.1％为有机物，27.3％为易分解性有机碳，半纤维素及纤维素的含量较低，粗脂肪和木质素的含量较高，是一种理想的生物有机肥；并且，猪粪中氮含量为干物质的3.61％，钙为干物质的5.34％，磷为干物质的6.54％，因此可知，猪粪是也一种理想的饲养家蝇的原材料。本发明利用蝇蛆生物技术能够高效全面地处理猪粪，蝇蛆通过对猪粪不停的翻堆搅拌，加快粪便的熟化，同时蝇蛆的生长需要吸收粪便中的水分、氮、磷、硫、钾等营养素，有效地防止营养物质流失，防止粪便自然熟化过程中产生的污水、氨气、硫化氢、吲哚等有毒、有害气体以及细菌、病毒、真菌对环境的污染。本发明经蝇蛆处理后的粪便呈咖啡色，既无臭味，不招苍蝇，又肥沃疏松，手感轻盈。经检测，其含水量低于30％，氮磷钾含量高于5％，有机质含量高于45％，重金属含量均在合格范围以内，蛔虫卵的死亡率高于95％。检验结果表明，本发明经蝇蛆处理的猪粪符合NY 525-2012，NY 884-2012的规定，上述利用家蝇蝇蛆高效处理猪粪的方法可用于生产有机肥。

上述利用蝇蛆高效规模化处理猪粪的方法在处理猪粪的同时也促进了蝇蛆的生长发育，其可用于蝇蛆的培养中。

本发明具有如下优点和效果：

(1)猪粪干湿比例不同会影响蝇蛆生长，在蝇蛆生长过程中若猪粪板结严重会导致蝇蛆生长减缓甚至死亡，本发明通过控制猪粪含水量在60-70％之间以及加入松油醇有效解决了这些问题。松油醇作为起泡剂，通过不断的搅拌使猪粪中产生大量的小泡沫，这种小泡沫可以在猪粪的微环境中起到支撑的作用，保持猪粪微环境中蝇蛆生长所需的供氧，保证蝇蛆的正常生长。

(2)本发明有效地处理了养猪业中产生的大量粪便，解决了过去发酵翻堆的过程中会产生大量的臭气、污染环境等缺点，得到的猪粪符合NY 525-2012，NY 884-2012的规定。

(3)本发明利用蝇蛆高效处理猪粪不仅周期短(仅需3-4天)，零污染，处理彻底，而且运用领域广泛，产业链长，经济、社会、生态效益显著。

具体实施方式

以下实施例用于进一步说明本发明，但不应理解为对本发明的限制。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。

实施例1高效规模化培养家蝇蝇种的方法

(1)饲料最优的选择

选择奶粉和糖按不同配比配成的混合物作为饲料，根据配比不同分为试验组(奶粉:糖为4:1，质量比)、对照组1(奶粉:糖为2:1)、对照组2(奶粉:糖为1:1)、对照组3(奶粉)4个配方处理。每个配方200头成蝇/笼，成蝇饲养笼尺寸20cm×20cm×20cm。饲养条件：温度27℃，相对湿度70％。每天上午8点、下午6点各喂食一次，每次10g。取同一天羽化的家蝇，雄雌按1:1配对后，分别放入饲养笼内，笼中放入接卵盘，每天记录成蝇产卵量，连续记录成蝇9天的产卵量；并记录成蝇的寿命，成蝇平均寿命的计算是从200头成蝇放入饲养笼开始到成蝇全部死亡为止，结果见表1。

表1.不同配比饲料对家蝇饲养效果的影响

通过表1可以看出，奶粉与糖质量比4:1时成蝇的产卵量和平均寿命最高。

(2)选择最优配比高效规模化培养家蝇蝇种

1)蝇种的羽化

设置饲养条件为温度27℃、相对湿度70％，将家蝇蝇种置于2m×2m×2m的大笼中进行羽化，根据蝇种饲养密度的不同分为试验组(15公斤蝇种/笼)、对照组1(10公斤蝇种/笼)、对照组2(20公斤蝇种/笼)、对照组3(25公斤蝇种/笼)。

2)蝇的饲养

蝇种放入大笼羽化12小时后在笼中放入饲料盘(盘高低于2厘米)和水盘(盘中垫海绵，盘高低于2厘米，海绵厚度与盘高一致)，饲料为上述奶粉与蔗糖按质量比4:1配成的混合物，饲料平铺与饲料盘中。每12小时换饲料、换水一次，调节食盘和水盘的量，以蝇吃完为好。

3)卵的收集

待蝇完全孵化出6天之后，笼中放入装有麸皮的接卵盘(盘高5厘米，麸皮深度4厘米，湿度60％)，每12小时换一次接卵盘，接卵盘的大小根据蝇的产卵量进行调整。

从蝇种置于大笼中开始，从第6天开始，连续记录不同大笼成蝇3天内的产卵量，并于第9天记录家蝇存活率和饲料利用率，统计不同家蝇饲养密度对家蝇存活率、平均产卵量、饲料利用率的影响，结果见表2。

表2.不同家蝇饲养密度对家蝇存活率、家蝇产卵量、饲料利用率的影响

其中，平均产卵量＝产卵总量/3/家蝇总数，家蝇存活率＝第9天存活家蝇数/家蝇总数，家蝇总数＝蝇种总质量/单个蝇种质量；饲料利用率＝饲料剩余量/9天内的饲料总量。

实施例2利用家蝇蝇蛆高效规模化处理猪粪的方法

(1)通过干湿分离使新鲜猪粪含水量在60％-70％之间。所用干湿分离设备为郑州市诺锦机械设备有限公司产品。

(2)将猪粪放入培养池内，保持猪粪的厚度不超过5厘米，在其表面均匀接入通过实施例1所述方法培养家蝇得到的蝇卵，约每3000克猪粪接入1000粒蝇卵，然后在猪粪表面覆盖一层其质量10-20％的木糠。温度控制在20-30℃，空气相对湿度保持在60-80％，光照强度6000Lx，光照时间每天24小时。

(3)接入蝇卵48小时后每日不间断搅拌猪粪和蝇蛆，搅拌同时在上午9点和下午7点加入松油醇(苏州秦卫化工有限公司)，每1000克猪粪加入1毫升松油醇，接入蝇卵3至4天后处理完成，分离蝇蛆与猪粪。

经蝇蛆处理后的猪粪呈咖啡色，既无臭味，不招苍蝇，又肥沃疏松，手感轻盈。经检测，其含水量低于30％，氮磷钾含量高于5％，有机质含量高于45％，重金属含量均在合格范围以内，蛔虫卵的死亡率高于95％，检验结果表明，处理后的猪粪符合NY 525-2012，NY 884-2012的规定，可作为有机肥。

猪粪经蝇蛆生态处理后粪臭素(3-甲基吲哚)、NH₃-N、COD_Cr和BOD₅含量及大肠杆菌的变化见下表3。3-甲基吲哚(3-MI)俗称粪臭素，是人和动物体内色氨酸的代谢产物，随粪便排出，带有特殊的臭味，为主要的粪臭源之一。NH₃-N指是废水中氨氮含量指标，测定水中各种形态的氮化合物，有助于评价水体被污染程度。COD_cr指在一定条件下，用强氧化剂重铬酸钾(K₂Cr₂O₇)氧化水中有机物和其他一些还原性物质时所消耗氧化剂的量，以氧的每升毫克数表示，是一个分析污染程度的指标，其数值越大，污染程度越大。BOD₅即五日生物耗氧量，指的是水中的微生物可以降解的有机物被降解后消耗的氧的量。但是生物完全降解有机物所需时间较长，为了规范和提高检测效率，国家规定以BOD₅为说明水质的标准，也就是说用生物降解水中有机物5天所消耗的氧的总量。

表3.每千克猪粪中3-MI、NH₃-N、COD_Cr和BOD₅含量及大肠杆菌数的变化

经蝇蛆处理后猪粪中3-MI的降幅达94.79％，NH₃-N下降8.52％，大肠杆菌数降低99.96％，COD_Cr和BOD₅分别降低63.93％和80.62％。

实施例3不同培养料对蝇蛆生长发育的影响

将猪粪放入培养池内，保持猪粪的厚度不超过5厘米，在其表面均匀接入通过实施例1所述方法培养家蝇得到的蝇卵，约每3000克猪粪接入1000粒蝇卵，然后设置两组处理，其培养料的组成分别为猪粪、猪粪+木糠(质量比4:1，即在接入蝇卵后再在猪粪表面覆盖一层猪粪质量1/4的木糠)，温度控制在20-30℃，空气相对湿度保持在60-80％，光照强度6000Lx，光照时间每天24小时。接入蝇卵48小时后每日不间断搅拌猪粪和蝇蛆，搅拌同时在上午9点和下午7点加入松油醇(苏州秦卫化工有限公司)，每1000克猪粪加入1毫升松油醇，接入蝇卵3至4天后处理完成，分离蝇蛆与猪粪，统计蝇蛆的成活率、平均只重和总重，结果见表4。

表4.不同培养料对蝇蛆生长发育的影响

结果表明，相较于猪粪培养，猪粪加上适量的木糠后，蝇蛆的生长发育得到促进，平均只重提高了13条/g，鲜蛆总重提高了6.25kg。

Claims

1.一种高效规模化培养家蝇蝇种的方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）蝇种的羽化

设置环境温度为25-29℃、相对湿度65%-75%，将家蝇蝇种置于大笼中进行羽化；

（2）蝇的饲养

蝇种放入大笼羽化10-14小时后在笼中放入饲料盘和水盘，饲料为奶粉与蔗糖按质量比4:1配成的混合物，饲料平铺与饲料盘中；每10-14小时换饲料、换水一次；

（3）卵的收集

待蝇完全孵化出6天之后，笼中放入装有麸皮的接卵盘，每10-12小时换一次接卵盘。

2.根据权利要求1所述的高效规模化培养家蝇蝇种的方法，其特征在于：步骤（1）为：设置环境温度为27℃，相对湿度为70%，将15公斤家蝇种置于2m×2m×2m的大笼中进行羽化。

3.根据权利要求1所述的高效规模化培养家蝇蝇种的方法，其特征在于：步骤（2）中所述的饲料盘的盘高低于2厘米；所述的水盘中垫有海绵，盘高低于2厘米，海绵厚度与盘高一致。

4.根据权利要求1所述的高效规模化培养家蝇蝇种的方法，其特征在于：步骤（3）中装有麸皮的接卵盘的盘高5厘米，麸皮深度4厘米，麸皮湿度60%。

5.一种利用蝇蛆高效规模化处理猪粪的方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）通过干湿分离使新鲜猪粪含水量在60%-70%之间；

（2）将猪粪放入培养池内，保持猪粪的厚度不超过5厘米，在其表面均匀接入家蝇卵，每2500-3500克猪粪接入1000粒家蝇卵，然后在猪粪表面覆盖一层其质量10-20%的木糠、锯木屑或碎石粉；温度控制在20-30℃，空气相对湿度60-80%，光照强度6000Lx，光照时间每天24小时；

（3）48小时后每日不间断搅拌猪粪和蝇蛆，搅拌同时在上午8-9点和下午6-7点加入松油醇，每1000克猪粪加入1-2毫升松油醇，3至4天后处理完成。

6.根据权利要求5所述的利用蝇蛆高效规模化处理猪粪的方法，其特征在于：步骤（2）中所述的家蝇卵通过权利要求1-4任一项所述的高效规模培养家蝇蝇种的方法得到。

7.根据权利要求5所述的利用蝇蛆高效规模化处理猪粪的方法，其特征在于：步骤（2）中接入家蝇卵量为每3000克猪粪接入1000粒家蝇卵。

8.根据权利要求5所述的利用蝇蛆高效规模化处理猪粪的方法，其特征在于：步骤（3）中松油醇加入量为每1000克猪粪加入1毫升松油醇。

9.权利要求5-8任一项所述的利用蝇蛆高效规模化处理猪粪的方法在生产有机肥中的应用。

10.权利要求5-8任一项所述的利用蝇蛆高效规模化处理猪粪的方法在蝇蛆培养中的应用。