CN106086083B - 一种利用发酵酿酒法治理养殖鸡粪环境污染的方法 - Google Patents

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Abstract

一种利用发酵酿酒法治理养殖鸡粪环境污染的方法，其特征在于鸡粪杀菌：密闭容器100～110℃，保温60～80min；用H2SO4或H3PO4水溶液酸化稀释鸡粪，固液比为：1：2.5～5.0，再用H2SO4或H3PO4调整pH值于3.5～5.0；物料25～30℃时，加入酿酒酵母0.2～0.8％：鸡粪、糖化酶0.2～0.6％和酸性蛋白酶0.3～1.2％，搅拌、30～38℃时发酵，搅拌数次；加入Ca(OH)2、调pH值6.5～7.0，分离出第一固体与醪液；醪液蒸馏出含乙醇液，剩余为底液，含乙醇液精馏出乙醇；底液浓缩得第二固体添至第一固体为有机肥；生成物乙醇和CO2气体，生成水为蒸馏水可重复利用和排放。

Description

一种利用发酵酿酒法治理养殖鸡粪环境污染的方法
技术领域
本发明涉及畜牧业废弃物环境治理领域，具体说就是利用发酵酿酒法，以养殖鸡粪为原料，采用化学、生物学及工程学为基础治理养殖鸡粪环境污染的方法。
背景技术
养殖鸡粪的污染不仅是畜牧业发达国家和地区面临的严重问题，而且也是畜牧业发展中国家应重点关注的环境问题。荷兰、美国等畜牧业发达国家对环境造成严重污染的典型事件，已经成为前车之鉴。
由于鸡的消化道短，加上鸡无唇、无齿、嗉囊分泌液没有消化能力，饲料通过肠道停留时间短，特别是养殖鸡所供给饲料充裕，采食饲料中有的营养物质未被吸收即排出体外，因而养殖鸡粪含有丰富的养分，与其他家畜家禽粪相比养分含量居于首位。分散的鸡粪废弃物已成为巨大的集中污染物来源，散发臭气，被冲洗鸡舍的污水、雨水稀释使土壤污染加剧、土壤环境深受影响；肉鸡、蛋鸡养殖也成为引起流域水质污染的重要因素，一个中小型养鸡场会对周边2～3km范围内、大中型养鸡场会对周边4～6km范围内的居民和水源地产生环境影响。水域环境受到污染，水生态遭受破坏；不仅影响地表水质，地下水污染也相当严重。粪便中微生物主要有大肠杆菌、葡萄球菌、芽孢杆菌和酵母菌等；含有的病原性微生物包括青霉菌、黄曲霉菌、黑曲霉菌和病毒等；粪便中的寄生虫含有蛔虫、球虫、血吸虫、钩虫等。鸡粪中含有多种人畜共患病的潜在致病源，主要为大肠杆菌、沙门氏菌、贾第虫(鞭毛虫)、弯曲菌及原虫等。养殖场排放的污水中，平均每毫升中含有33万个大肠杆菌和69万个大肠球菌；每升沉淀池污水中含有高达190多个蛔虫卵和100多个毛首线虫卵。另外，鸡粪氮磷污染也异常严重，鸡粪中大量的氮磷通过雨水冲刷污染水体环境，使水体富营养化，引起藻类疯长，争夺阳光、空气和氧气，最终将使水体变黑发臭，导致鱼类及水生生物死亡；鸡粪渗入地下水，导致地下水中NH+4，NO-2，NO-3浓度升高，人若长期或大量饮用，可能诱发癌症。鸡粪氮磷的大量排放，导致生化需氧量高。鸡粪腐败产生的氨气、硫化氢、甲基硫醇、三甲基胺等带有酸味、臭蛋味、鱼腥味等刺激性气体，对空气产生污染。恶臭刺激嗅觉神经与三叉神经，能影响人、畜的呼吸机能，浓度大时，能使人畜中毒，对养殖场及周围环境造成不同程度影响。养殖鸡粪自然发酵产生的甲烷气体大量排入大气，也是造成温室效应的主要因素。
现有的鸡粪处理方法大多通过手工、机械、水冲等方式集中，露天堆集的鸡粪自然发酵产生的恶臭对周围环境造成极大影响，雨天尤其严重，蛆蝇对居民生活带来诸多不便；鸡粪处理方法上大多采用厌氧发酵制备沼气，剩余物做为肥料，沼气运行的效果、成败受气温、季节的约束，同时受到气体传输的影响，利用上有较大困难，虽然发酵剩余物做为肥料可再利用，发酵产生的气体真正使用的不多，排放于大气中，沼气中的甲烷、硫化氢气体依然对环境气体造成污染；采用有氧发酵的方法将鸡粪发酵后处理制备成有机肥料再利用，由于发酵不完全，在农业生产应用时常常出现“烧根”现象，也有人将养殖鸡粪加工成饲料用于其它畜类养殖，因其具有潜在的细菌传播危险和不足，该方法终将被取缔。原有的采用有氧或是厌氧方式，都会有对大气造成污染的气体排出。有必要寻找一种能使养殖鸡粪充分发酵，生成产物便于储存运输，剩余物达到有机肥料应用效果的方法，降低鸡粪对环境污染，合理再利用，是畜牧业健康发展和环境治理的重要问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用发酵酿酒法治理养殖鸡粪环境污染的方法，解决制约畜牧业发展的鸡粪废弃物对环境造成的污染问题。
本发明一种利用发酵酿酒法治理养殖鸡粪环境污染的方法，设施包括发酵罐(池)、搅拌、固液分离机械、阴离子树脂柱、蒸馏及精馏设备，工艺包括发酵、分离固体和液体物、精制液体物，其特征在于首先对鸡粪中的细菌和寄生虫灭活：将新鲜鸡粪置入密闭容器中加温升至100～110℃，保温60～80min，灭菌结束；稀释和酸化：测定灭菌鸡粪中所含固体重量，用H2SO4或H3PO4酸化的水溶液进行酸化稀释处理，固液比为：1：2.5～5.0，再用H2SO4或H3PO4调整pH值于3.5～5.0之间；制备乙醇：当稀释后的物料温度降低至25～30℃时，按灭菌鸡粪中所含固体重量加入酿酒酵母0.2～0.8％、糖化酶0.2～0.6％和酸性蛋白酶0.3～1.2％，搅拌均匀，装入发酵容器中，升温至30～38℃时保温发酵，发酵过程中搅拌数次，经酿酒酵母、糖化酶和酸性蛋白酶的协同作用对养殖鸡粪中未被吸收的淀粉、蛋白质、纤维素等有机质进行充分生物化学反应；分离：发酵结束后向体系中加入Ca(OH)2、调pH值6.5～7.0，分离出第一固体有机肥与醪液；醪液处理：醪液经减压蒸馏出含乙醇液，剩余液体为底液，含乙醇液经精馏分馏出达到燃用标准的乙醇；底液组分的处理：直接浓缩干燥得第二固体添加至第一固体中作为有机肥，或精滤、吸附、洗脱、干燥得混合氨基酸固体，应用于饲料添加剂；鸡粪处理过程生成水为蒸馏水可重复利用和排放，该方法生成物主要为乙醇和CO2气体，无其它有害气体排放。
本发明治理养殖鸡粪环境污染的方法，各操作步骤的功效:⑴将新鲜鸡粪置于加热容器中升温至100～110℃，保温60～80min，首先进行致病微生物、病源微生物和寄生虫灭活处理，同时对大分子蛋白质、纤维素进行降解，释放其中包裹的淀粉成分；⑵用H2SO4或H3PO4对鸡粪酸化稀释处理，再用H2SO4或H3PO4调整pH值于3.5～5.0之间，是使待发酵的灭菌鸡粪适合酿酒酵母、糖化酶和酸性蛋白酶的生存环境，同时有利于后期的精制；⑶通过酿酒酵母、糖化酶和酸性蛋白酶的协同作用是对鸡粪中未被吸收的淀粉、蛋白质、纤维素等有机质进行充分水解制备燃用乙醇，剩余固体物进行加工处理为熟化有机肥应用于农作物种植业及养殖业，实现废物再利用。⑷向体系中加入Ca(OH)2调pH值6.5～7.0，是为了使用于调整pH值的H2SO4或H3PO4生成钙盐得到固化；⑸减压蒸馏，是使醪液中的乙醇与水溶液分离；⑹精馏，是使经减压蒸馏收集的含乙醇液中的乙醇精制达到燃用标准；(7)底液组分进行精滤，是因为利用固液分离机械，使反应体系中的第一固体和醪液分离过程中，由于机械设备的精度原因，液体中含有大量的颗粒物，在通过阴离子树脂柱时会堵塞树脂间空隙影响液体通过。
本工艺与现有工艺的比较：⑴致病微生物、病源微生物和寄生虫得到有效灭活处理。原有的工艺方法大都在较低温度下进行，致病微生物、病源微生物和寄生虫无法有效灭活，本工艺在100℃以上，保温60min以上，可实现对致病微生物、病源微生物和寄生虫有效灭活。⑵无有害气体排放。原有的厌氧发酵制备沼气，产生的氨气、硫化氢、甲基硫醇、三甲基胺等带有酸味、臭蛋味、鱼腥味等刺激性气体，对空气产生污染，甲烷气体大量排入大气，也是造成温室效应；有氧发酵由于鸡粪的形体原因，即使是外加入有利于空气流通的成分，效果不理想，甚至伴有局部的厌氧发酵存在，本工艺生成气体为CO2。⑶水质无污染排放。无论是厌氧发酵还是有氧发酵，水体中都含有致病微生物、病源微生物和寄生虫的存在，溶解其中氮磷成分会对水体造成富营养化现象,本工艺排放的液体为蒸馏冷凝水。⑷生成物便于储存和运输。原有厌氧发酵制备沼气工艺，由于沼气使用和管道输送的原因，制约行业发展，本工艺产物为燃料乙醇，便于储存和运输。⑸经充分发酵的熟化有机肥，不会再发生“烧根”现象。本发明方法实现废物再利用，杜绝有毒气体排放，达到对养殖鸡粪环境污染治理的目的。
附图说明
图1利用发酵酿酒法改善养殖鸡粪环境污染总工艺流程图；
图2利用发酵酿酒法改善养殖鸡粪环境污染母液处理方法一工艺流程图；
图3利用发酵酿酒法改善养殖鸡粪环境污染母液处理方法二工艺流程图。
具体实施方式
结合实施方式，见图1，利用发酵酿酒法改善养殖鸡粪环境污染工艺流程图，对本发明做进一步说明：一种利用发酵酿酒法治理养殖鸡粪环境污染的方法，包括发酵、分离固体和液体物、精制液体物工艺过程，设施包括发酵罐(池)、搅拌、固液分离机械、阴离子树脂柱，蒸馏及精馏设备，其特征在于具体步骤：
一.发酵酿酒法以养殖鸡粪为原料发酵制备燃用乙醇：
1.1鸡粪灭菌：将收集的新鲜养殖鸡粪便置入密闭容器中升温至100～110℃以上，保温60～80min以上；
1.2酸化水溶液：在搅拌条件下将H2SO4或H3PO4加入水中，调pH值于3.5～5.0，得酸化水溶液；
1.3稀释和酸化：测定灭菌鸡粪中所含固体重量，用H2SO4或H3PO4酸化的水溶液对鸡粪进行酸化稀释处理，固液比为：1：2.5～5.0，再用H2SO4或H3PO4调整pH值于3.5～5.0之间。
鸡粪固液比：水1：固体物2.5～3。
1.4酿酒酵母、糖化酶和酸性蛋白酶加入：当稀释后的物料温度降至25～30℃时，向稀释后的物料中加入酿酒酵母、糖化酶和酸性蛋白酶，按测定的灭菌鸡粪中所含固体重量，加入酿酒酵母0.2～0.8％、糖化酶0.2～0.6％、酸性蛋白酶0.3～1.2％，并搅拌均匀，装入发酵容器中；
1.5温度控制：前期在加入酿酒酵母、糖化酶和酸性蛋白酶时的温度基础上升温5～8℃，并于30～38℃温度下保温，通过酿酒酵母、糖化酶和酸性蛋白酶的协同作用对养殖鸡粪便中未被吸收的淀粉、蛋白质、纤维素等有机质进行充分生物化学反应。
1.6发酵过程控制：发酵物在发酵过程中搅拌3～7次，在投料时充分搅拌一次，发酵旺盛时搅拌一次，在发酵液由浑浊变清或由清变为淡茶色时再搅拌一次，由于体系中供给酿酒酵母的营养成分不均衡，需适当增加搅拌次数；当反应体系中无气体释放时，停止反应；
1.7中和：向发酵物中加入Ca(OH)2、调pH值6.5～7.0，生成稳定的钙盐，去除原料配制时酸化所用的H2SO4或H3PO4。
1.8固液分离：利用固液分离机械，使反应体系中的固体1和醪液分离。
上述步骤1.3鸡粪固体物的定量标准为固液比：水1：固体物2.5～3，可能在实际应用中出现偏差，如果出现清洗鸡舍或雨水混入其中，水的含量就会加大。
二.产物处理：
2.1醪液处理：
2.11减压蒸馏：通过减压蒸馏方法将醪液中的乙醇蒸出，馏出组分为含醇溶液，剩余组分为底液；
2.12含醇溶液处理：通过精馏的方式将含醇溶液中的乙醇分离，收集到的乙醇达到燃用乙醇标准；剩余液体为水，重复利用或排放。
2.13底液处理：
2.131.方法一：将底液直接浓缩干燥为固体2，添加到固体1中，做为有机肥料成分，冷凝水再利用或排放。
2.132.方法二：将底液精滤后通过阴离子树脂吸附其中未参与反应的氨基酸成分，其它农作物必需的营养成分留存于滤过液中，阴离子树脂吸附的氨基酸成分使用稀H2SO4或稀H3PO4洗脱，得洗脱液；
2.133.滤过液处理：滤过液经浓缩干燥为固体3，添加到固体1中，做为有机肥料成分，冷凝水再利用或排放。
2.134.洗脱液处理：首先向其中加入Ca(OH)2溶液，将其中所含的H2SO4或H3PO4沉淀析出，澄清液为溶解有氨基酸的混合氨基酸液，混合氨基酸液经浓缩干燥为混合氨基酸固体，可作为饲料添加剂使用，冷凝水再利用或排放。
实施例1：
取新鲜养殖鸡粪5000Kg，置于容器中于100～110℃，保温60～70min，灭菌结束；测定的灭菌鸡粪中所含固体重量，鸡粪固体物的定量标准为固液比：水1：固体物2.5～3，用H2SO4或H3PO4酸化的pH值于3.5～5.0之间水溶液对鸡粪进行酸化稀释处理，固液比为1：2.5，再用H2SO4或H3PO4调整pH值于3.5，在稀释后的物料温度于25℃条件下，按测定的灭菌鸡粪中所含固体重量向其中加入0.5％酿酒酵母、0.2％糖化酶和0.4％酸性蛋白酶，搅拌混合均匀，装入发酵容器中，前期在加入酿酒酵母、糖化酶和酸性蛋白酶时的温度基础上升温5℃，并于30℃温度下保温，通过酿酒酵母、糖化酶和酸性蛋白酶的协同作用对鸡粪中未被吸收的淀粉、蛋白质、纤维素等有机质成分进行充分生物化学反应制备乙醇，在投料时充分搅拌一次，发酵旺盛时搅拌一次，在发酵液由浑浊变清或由清变为淡茶色时再搅拌一次，当反应体系中无气体释放时，停止反应，向体系中加入Ca(OH)2调pH值6.5，利用固液分离机械，使反应体系中的第一固体1和醪液分离，第一固体1进行加工处理为熟化有机肥应用于农作物种植业；收集的醪液组分经减压蒸馏分馏出含乙醇溶液组分和底液组分，含乙醇溶液组分再经过精馏，获得乙醇含量达到燃用标准的乙醇，见图2，底液组分进行直接浓缩干燥，获得的第二固体2添加至第一固体1中作为熟化有机肥，处理过程生成水为蒸馏冷凝水，可重复利用或排放。
实施例2：
取新鲜养殖鸡粪5000Kg，置于容器中于100～105℃，保温60～65min～，灭菌结束，测定的灭菌鸡粪中所含固体重量，用H2SO4或H3PO4酸化的pH值于3.5～5.0之间水溶液对鸡粪进行酸化稀释处理，固液比为1：3.0，再用H2SO4或H3PO4调整pH值于4.0，在稀释后的物料温度于30℃条件下，向其中加入按测定的灭菌鸡粪中所含固体重量0.6％酿酒酵母、0.4％糖化酶和0.5％酸性蛋白酶，搅拌混合均匀，装入发酵容器中，前期在加入酿酒酵母、糖化酶和酸性蛋白酶时的温度基础上升温8℃，并于35℃温度下保温，通过酿酒酵母、糖化酶和酸性蛋白酶的协同作用对鸡粪中未被吸收的淀粉、蛋白质、纤维素等有机质成分进行充分生物化学反应制备乙醇，在投料时充分搅拌一次，发酵旺盛时搅拌二次，在发酵液由浑浊变清或由清变为淡茶色时再搅拌一次，当反应体系中无气体释放时，停止反应，向体系中加入Ca(OH)2调pH值6.5，利用固液分离机械，使反应体系中的第一固体1和醪液分离，第一固体1进行加工处理为熟化有机肥应用于农作物种植业；收集的醪液组分经蒸馏分馏出含乙醇溶液组分和底液组分，含乙醇溶液组分再经过精馏，获得乙醇含量达到燃用标准的乙醇，见图3，底液组分首先进行精滤，精滤液再通过阴离子树脂柱吸附其中的氨基酸成分，吸附的氨基酸用H2SO4或H3PO4溶液洗脱，采用Ca(OH)2中和的方式沉淀除去洗脱液中的H2SO4或H3PO4得到混合氨基酸液，经浓缩干燥得混合氨基酸固体，应用于饲料添加剂，通过阴离子树脂柱的滤过液经浓缩干燥获得的第三固体3添加至第一固体1中作为熟化有机肥，应用于农作物种植业。整个鸡粪处理过程生成水为蒸馏冷凝水，可重复利用或排放。
实施例3：
取新鲜养殖鸡粪5000Kg，置于加热容器中升温至100～103℃，保温60～65min～，灭菌结束，测定灭菌鸡粪中所含固体重量，用H2SO4或H3PO4酸化的pH值于3.5～5.0之间水溶液进行酸化稀释处理，固液比为1：3.5，再用H2SO4或H3PO4调整pH值于4.0，在稀释后的物料温度于30℃条件下，按测定的灭菌鸡粪中所含固体重量，向其中加入0.6％酿酒酵母、0.3％糖化酶和0.5％酸性蛋白酶，搅拌混合均匀，装入发酵容器中，前期在加入酿酒酵母、糖化酶和酸性蛋白酶时的温度基础上升温5℃，并于35℃温度下保温，通过酿酒酵母、糖化酶和酸性蛋白酶的协同作用对鸡粪中未被吸收的淀粉、蛋白质、纤维素等有机质成分进行充分生物化学反应制备乙醇，在投料时充分搅拌一次，发酵旺盛时搅拌三次，在发酵液由浑浊变清或由清变为淡茶色时再搅拌一次，当反应体系中无气体释放时，停止反应，向体系中加入Ca(OH)2调pH值7.0，利用固液分离机械，使反应体系中的第一固体1和醪液分离，第一固体1进行加工处理为熟化有机肥应用于农作物种植业；收集的醪液组分经蒸馏分馏出含乙醇溶液组分和底液组分，含乙醇溶液组分再经过精馏，获得乙醇含量达到燃用标准的乙醇，见图2，底液组分进行直接浓缩干燥，获得的第二固体2添加至第一固体1中作为有机肥应用于农作物种植业。整个鸡粪处理过程生成水为蒸馏冷凝水，可重复利用或排放。
实施例4：
取新鲜养殖鸡粪5000Kg，置于加热容器中升温至100～108℃，保温60～68min～，灭菌结束，测定灭菌鸡粪所含固体重量，用H2SO4或H3PO4酸化的pH值于3.5～5.0之间水溶液进行酸化稀释处理，固液比为1：3.5，再用H2SO4或H3PO4调整pH值于4.0，在稀释后的物料温度于25℃条件下，向其中加入测定灭菌鸡粪所含固体重量0.6％酿酒酵母、0.3％糖化酶和0.5％酸性蛋白酶，搅拌混合均匀，装入发酵容器中，前期在加入酿酒酵母、糖化酶和酸性蛋白酶时的温度基础上升温8℃，并于35℃温度下保温，通过酿酒酵母、糖化酶和酸性蛋白酶的协同作用对鸡粪中未被吸收的淀粉、蛋白质、纤维素等有机质成分进行充分生物化学反应制备乙醇，在投料时充分搅拌一次，发酵旺盛时搅拌三次，在发酵液由浑浊变清或由清变为淡茶色时再搅拌一次，当反应体系中无气体释放时，停止反应，向体系中加入Ca(OH)2调pH值7.0，利用固液分离机械，使反应体系中的第一固体1和醪液分离，第一固体1进行加工处理为熟化有机肥应用于农作物种植业；收集的醪液组分经蒸馏分馏出含乙醇溶液组分和底液组分，含乙醇溶液组分再经过精馏，获得乙醇含量达到燃用标准的乙醇，见图3，底液组分首先进行精滤，精滤液再通过阴离子树脂柱吸附其中的氨基酸成分，吸附的氨基酸用H2SO4或H3PO4溶液洗脱，再采用Ca(OH)2中和的方式沉淀除去洗脱液中的H2SO4或H3PO4得到混合氨基酸液，经浓缩干燥得混合氨基酸固体，应用于饲料添加剂，通过阴离子树脂柱的滤过液经浓缩干燥得第三固体3添加至固体1中作为有机肥应用于农作物种植业。整个鸡粪处理过程生成水为蒸馏冷凝水，可重复利用或排放。
实施例5：
取新鲜养殖鸡粪5000Kg，置于加热容器中升温至100～110℃，保温60～70min～，灭菌结束，测定灭菌鸡粪所含固体重量，用H2SO4或H3PO4酸化的pH值于3.5～5.0之间水溶液进行酸化稀释处理，固液比为1：3.5，再用H2SO4或H3PO4调整pH值于5.0，在稀释后的物料温度降低于30℃条件下，向其中加入测定灭菌鸡粪所含固体重量0.8％酿酒酵母、0.3％糖化酶和0.4％酸性蛋白酶，搅拌混合均匀，装入发酵容器中，前期在加入酿酒酵母、糖化酶和酸性蛋白酶时的温度基础上升温8℃，并于35℃温度下保温，通过酿酒酵母、糖化酶和酸性蛋白酶的协同作用对鸡粪中未被吸收的淀粉、蛋白质、纤维素等有机质成分进行充分生物化学反应制备乙醇，发酵过程中搅拌6次，在投料时充分搅拌一次，发酵旺盛时搅拌三次，在发酵液由浑浊变清或由清变为淡茶色时各搅拌一次，当反应体系中无气体释放时，停止反应，向体系中加入Ca(OH)2调pH值6.5，利用固液分离机械，使反应体系中的第一固体1和醪液分离，第一固体1进行加工处理为熟化有机肥应用于农作物种植业；收集的滤液组分经蒸馏分馏出含乙醇溶液组分和底液组分，含乙醇溶液组分再经过精馏，获得乙醇含量达到燃用标准的乙醇，见图3，底液组分首先进行精滤，精滤液再通过阴离子树脂柱吸附其中的氨基酸成分，吸附的氨基酸用H2SO4或H3PO4溶液洗脱，采用Ca(OH)2中和的方式沉淀除去洗脱液中的H2SO4或H3PO4得到混合氨基酸液，经浓缩干燥得混合氨基酸固体，应用于饲料添加剂，通过阴离子树脂柱的滤过液经浓缩干燥的获得的第三固体3添加至第一固体1中作为有机肥应用于农作物种植业。整个鸡粪处理过程生成水为蒸馏冷凝水，可重复利用或排放。
实施例6：
取新鲜养殖鸡粪5000Kg，置于加热容器中升温至100～105℃，保温60～75min～，灭菌结束，测定灭菌鸡粪所含固体重量，用H2SO4或H3PO4酸化的pH值于3.5～5.0之间水溶液进行酸化稀释处理，固液比为1：3.0，再用H2SO4或H3PO4调整pH值于4.0，在稀释后的物料温度于28℃条件下，向其中加入测定灭菌鸡粪所含固体重量0.6％酿酒酵母、0.3％糖化酶和0.4％酸性蛋白酶，搅拌混合均匀，装入发酵容器中，前期在加入酿酒酵母、糖化酶和酸性蛋白酶时的温度基础上升温8℃，并于35℃温度下保温，通过酿酒酵母、糖化酶和酸性蛋白酶的协同作用对鸡粪中未被吸收的淀粉、蛋白质、纤维素等有机质成分进行充分生物化学反应制备乙醇，发酵过程中搅拌7次，在投料时充分搅拌一次，发酵旺盛时搅拌四次，在发酵液由浑浊变清或由清变为淡茶色时各搅拌一次，当反应体系中无气体释放时，停止反应，向体系中加入Ca(OH)2，调pH值7.0，利用固液分离机械，使反应体系中的第一固体1和醪液分离，第一固体1进行加工处理为熟化有机肥应用于农作物种植业；收集的醪液组分经蒸馏分流出含乙醇溶液组分和底液组分，含乙醇溶液组分再经过精馏，获得乙醇含量达到燃用标准的乙醇，见图2，底液组分进行直接浓缩干燥，获得的第二固体2添加至第一固体1中作为有机肥应用于农作物种植业。整个鸡粪处理过程生成水为蒸馏冷凝水，可重复利用或排放。
实施例7：
取新鲜养殖鸡粪5000Kg，置于加热容器中升温至100～110℃，保温60～75min～，灭菌结束，测定灭菌鸡粪所含固体重量，用H2SO4或H3PO4酸化的pH值于3.5～5.0之间水溶液对鸡粪进行酸化稀释处理，固液比为1：3.0，再用H2SO4或H3PO4调整pH值于4.0，在稀释后的物料温度于28℃条件下，按测定灭菌鸡粪所含固体重量向其中加入0.6％酿酒酵母、0.3％糖化酶和0.4％酸性蛋白酶，搅拌混合均匀，装入发酵容器中，前期在加入酿酒酵母、糖化酶和酸性蛋白酶时的温度基础上升温6℃，并于35℃温度下保温，通过酿酒酵母、糖化酶和酸性蛋白酶的协同作用对鸡粪中未被吸收的淀粉、蛋白质、纤维素等有机质成分进行充分生物化学反应制备乙醇，发酵过程中搅拌7次，在投料时充分搅拌一次，发酵旺盛时搅拌四次，在发酵液由浑浊变清或由清变为淡茶色时各搅拌一次，当反应体系中无气体释放时，停止反应，向体系中加入Ca(OH)2调pH值7.0，利用固液分离机械，使反应体系中的第一固体1和醪液分离，第一固体1进行加工处理为熟化有机肥应用于农作物种植业；收集的醪液组分经蒸馏分馏出含乙醇溶液组分和底液组分，含乙醇溶液组分再经过精馏，获得乙醇含量达到燃用标准的乙醇，见图3，底液组分首先进行精滤，精滤液再通过阴离子树脂柱吸附其中的氨基酸成分，吸附的氨基酸用H2SO4或H3PO4溶液洗脱，采用Ca(OH)2中和的方式沉淀除去洗脱液中的H2SO4或H3PO4得到混合氨基酸液，经浓缩干燥得混合氨基酸固体，应用于饲料添加剂，通过阴离子树脂柱的滤过液经浓缩干燥获得的第三固体3添加至第一固体1中作为有机肥应用于农作物种植业。整个鸡粪处理过程生成水为蒸馏冷凝水，可重复利用或排放。
实施例8：
取新鲜养殖鸡粪5000Kg，置于加热容器中升温至100～105℃，保温60～70min～，灭菌结束，测定灭菌鸡粪所含固体重量，用H2SO4或H3PO4酸化的pH值于3.5～5.0之间水溶液进行对鸡粪酸化稀释处理，固液比为1：3.5，再用H2SO4或H3PO4调整pH值于5.0，在稀释后的物料温度于30℃条件下，按测定灭菌鸡粪所含固体重量向其中加入0.8％酿酒酵母、0.3％糖化酶和0.9％酸性蛋白酶，搅拌混合均匀，装入发酵容器中，前期在加入酿酒酵母、糖化酶和酸性蛋白酶时的温度基础上升温7℃，并于38℃温度下保温，通过酿酒酵母、糖化酶和酸性蛋白酶的协同作用对鸡粪中未被吸收的淀粉、蛋白质、纤维素等有机质成分进行充分生物化学反应制备乙醇，发酵过程中搅拌7次，在投料时充分搅拌一次，发酵旺盛时搅拌四次，在发酵液由浑浊变清或由清变为淡茶色时分别搅拌一次，当反应体系中无气体释放时，停止反应，向体系中加入Ca(OH)2调pH值7.0，利用固液分离机械，使反应体系中的第一固体1和醪液分离，第一固体1进行加工处理为熟化有机肥应用于农作物种植业；收集的醪液组分经蒸馏分馏出含乙醇溶液组分和底液组分，含乙醇溶液组分再经过精馏，获得乙醇含量达到燃用标准的乙醇，见图2，底液组分进行直接浓缩干燥，获得的第二固体2添加至第一固体1中作为有机肥应用于农作物种植业。整个鸡粪处理过程生成水为蒸馏冷凝水，可重复利用或排放。
实施例9：
取新鲜养殖鸡粪5000Kg，置于加热容器中升温至100～110℃，保温60～80min～，灭菌结束，测定灭菌鸡粪所含固体重量，用H2SO4或H3PO4酸化的pH值于3.5～5.0之间水溶液进行酸化稀释处理，固液比为1：3.5，再用H2SO4或H3PO4调整pH值于5.0，在稀释后的物料温度于30℃条件下，按测定灭菌鸡粪所含固体重量向其中加入0.8％酿酒酵母、0.3％糖化酶和0.9％酸性蛋白酶，搅拌混合均匀，装入发酵容器中，前期在加入酿酒酵母、糖化酶和酸性蛋白酶时的温度基础上升温5～8℃，并于35℃温度下保温，通过酿酒酵母、糖化酶和酸性蛋白酶的协同作用对鸡粪中未被吸收的淀粉、蛋白质、纤维素等有机质成分进行充分生物化学反应制备乙醇，发酵过程中搅拌7次，在投料时充分搅拌一次，发酵旺盛时搅拌四次，在发酵液由浑浊变清或由清变为淡茶色时分别搅拌一次，当反应体系中无气体释放时，停止反应，向体系中加入Ca(OH)2调pH值7.0，利用固液分离机械，使反应体系中的第一固体1和醪液分离，第一固体1进行加工处理为熟化有机肥应用于农作物种植业；收集的醪液组分经蒸馏分馏出含乙醇溶液组分和底液组分，含乙醇溶液组分再经过精馏，获得乙醇含量达到燃用标准的乙醇，见图3，底液组分首先进行精滤，精滤液再通过阴离子树脂柱吸附其中的氨基酸成分，吸附的氨基酸用H2SO4或H3PO4溶液洗脱，采用Ca(OH)2中和的方式沉淀除去洗脱液中的H2SO4或H3PO4得到混合氨基酸液，经浓缩干燥得混合氨基酸固体，应用于饲料添加剂。通过阴离子树脂柱的滤过液经浓缩干燥获得的第三固体3添加至第一固体1中作为有机肥应用于农作物种植业。整个鸡粪处理过程生成水为蒸馏冷凝水，可重复利用或排放。
收集的新鲜鸡粪在加热升温灭菌操作过程中会有大量水份流失，灭菌操作结束后应对所含固体量进行测定，确保固液比配制以及酿酒酵母、糖化酶和酸性蛋白酶的加入量精确，当采用高的固液比体系发酵时，可直接用H2SO4或H3PO4调整pH值；设备规格根据养殖鸡粪处理规模选用；发酵罐(池)应做相应的耐酸处理；为防止杂菌带入，首次用H2SO4或H3PO4酸化的水溶液进行酸化稀释处理时，配酸所用的水应选用无菌水，每次装料前发酵罐(池)进行严格洗净和灭菌处理；发酵过程中温度控制在酿酒酵母、糖化酶和酸性蛋白酶都适合的温度范围内；除搅拌操作外，发酵罐(池)要严格密封，杜绝因发酵时密封不严而产酸；搅拌的目的是使酿酒酵母、糖化酶和酸性蛋白酶能有效的与体系中的淀粉、蛋白质、纤维素等有机质成分相接触和旺盛繁殖，使鸡粪中的有机成分得以充分转化；每次搅拌时应做到彻底混合均匀；根据地区差别和饲料中添加营养成分不同，选用适合的酿酒酵母品种，首先进行小试再进行大的投料；控制发酵温度、发酵时间和酶用量，发酵温度过高、发酵时间过长、用曲量过大及密封不严等都会导致产酸度增加，影响发酵效果；酿酒酵母、糖化酶和酸性蛋白酶可根据地区不同，饲料中添加的营养成分差异在市场上选用；发酵体配制及处理所用的H2SO4、H3PO4、Ca(OH)2、阴离子树脂可根据需要自市场上选购。

Claims (4)

1.一种利用发酵酿酒法治理养殖鸡粪环境污染的方法，设施包括发酵罐或发酵池、搅拌、固液分离机械、阴离子树脂柱、蒸馏及精馏设备，工艺包括发酵、分离固体和液体物、精制液体物，其特征在于首先对鸡粪中的细菌和寄生虫灭活：将新鲜鸡粪置入密闭容器中加温升至100～110℃，保温60～80min，灭菌结束；稀释和酸化：测定灭菌鸡粪中所含固体重量，用H2SO4或H3PO4酸化的水溶液进行酸化稀释处理，固液比为：1：2.5～5.0，再用H2SO4或H3PO4调整pH值于3.5～5.0之间；制备乙醇：当稀释后的物料温度降低至25～30℃时，按灭菌鸡粪中所含固体重量加入酿酒酵母0.2～0.8％、糖化酶0.2～0.6％和酸性蛋白酶0.3～1.2％，搅拌均匀，装入发酵容器中，升温至30～38℃时保温发酵，发酵过程中搅拌数次，经酿酒酵母、糖化酶和酸性蛋白酶的协同作用对养殖鸡粪中未被吸收的淀粉、蛋白质、纤维素等有机质进行充分生物化学反应；分离：发酵结束后向体系中加入Ca(OH)2、调pH值6.5～7.0，分离出第一固体有机肥与醪液；醪液处理：醪液经减压蒸馏出含乙醇液，剩余液体为底液，含乙醇液经精馏分馏出达到燃用标准的乙醇；底液组分的处理：直接浓缩干燥得第二固体添加至第一固体中作为有机肥，或精滤、吸附、洗脱、干燥得混合氨基酸固体，应用于饲料添加剂；鸡粪处理过程生成水为蒸馏水，可重复利用和排放，该方法生成物主要为乙醇和CO2气体，无其它有害气体排放。
2.根据权利要求1所述的利用发酵酿酒法治理养殖鸡粪环境污染的方法，其特征是底液处理方法一：将底液直接浓缩干燥为固体(2)，添加到固体(1)中，做为有机肥料成分，冷凝水，再利用或排放。
3.根据权利要求1所述的利用发酵酿酒法治理养殖鸡粪环境污染的方法，其特征是底液处理方法二：将底液精滤后通过阴离子树脂吸附其中未参与反应的氨基酸成分，其它农作物必需的营养成分留存于滤过液中，把阴离子树脂吸附的氨基酸成分，使用稀H2SO4或稀H3PO4洗脱，得洗脱液；
滤过液处理：滤过液经浓缩干燥为固体(3)，添加到固体(1)中，做为有机肥料成分，冷凝水，再利用或排放；
洗脱液处理：首先向其中加入Ca(OH)2溶液，将其中所含的H2SO4或H3PO4沉淀析出，澄清液为溶解有氨基酸的混合氨基酸液，混合氨基酸液经浓缩干燥为混合氨基酸固体，可作为饲料添加剂使用，冷凝水，再利用或排放。
4.根据权利要求1所述的利用发酵酿酒法治理养殖鸡粪环境污染的方法，其特征是：按照测定的灭菌鸡粪中所含固体重量的比例的计算，鸡粪固液比为水1：固体物2.5～3。
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