CN108276211A - 低碳氮比物料条件下快速无害化处理病死畜禽的生物方法 - Google Patents

低碳氮比物料条件下快速无害化处理病死畜禽的生物方法 Download PDF

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CN108276211A CN201810111844.1A CN201810111844A CN108276211A CN 108276211 A CN108276211 A CN 108276211A CN 201810111844 A CN201810111844 A CN 201810111844A CN 108276211 A CN108276211 A CN 108276211A
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Abstract

本发明公开了一种低碳氮比物料条件下快速无害化处理病死畜禽的生物方法,其特征在于,将畜禽粪便、病死畜禽肉骨泥及植物物料制成的堆肥体系,通过地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、热球状尿素芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌等进行复合发酵。对病死畜禽进行破碎处理,能够使其与堆料充分混合,从而使其在堆肥过程中能够彻底降解;添加自制的微生物菌剂,能够在低碳氮比(20‑24)物料中实现发酵,缩短无害化处理病死畜禽的周期;添加微生物菌剂的堆肥体系能够更有效地同时杀灭动物粪便和病死畜禽中含有的致病菌等有害物质,在此基础上充分降解病死畜禽;本发明方法的工艺流程相对简单,处理效率高,适合大规模推广应用。

Description

低碳氮比物料条件下快速无害化处理病死畜禽的生物方法
技术领域
[0001]本发明涉及环保技术领域,更具体地说,涉及一种快速无害化处理病死畜禽的生 物方法。
背景技术
[0002]我国养殖业的生产规模日益扩大,畜禽养殖存栏出栏量已稳居世界首位。据国家 统计局官方网站数据显示,2012年我国肉猪、牛、羊和家禽的出栏量分别达到69 789.46万 头、4 760.91万头、27 099.53万只和1 207 704.27万羽,与改革开放初期相比,分别增长 4_3、19.8、10.3和30余倍。然而,现代集约化高密度的养殖模式使动物染病、死亡的概率大 为增加。我国每年因各类疾病引起猪的死亡率为8〜;L2%,牛的死亡率约2〜5%,羊的死亡 率7〜9%,家禽的死亡率约12〜20%,其他家畜的死亡率在2%以上,由此产生了数量巨大 的病死畜禽。
[0003]病死畜禽及动物粪便等养殖业废弃物已经成为我国水体污染、土壤污染和空气污 染的重要来源。其若得不到妥善处理,将会造成十分严重的后果:(1)疫病传播的风险。据证 实,世界上现在有25〇多种人畜共患病,其中比较重要的有89种,病死畜禽和其粪便中含有 大量的致病菌,如若处理不当,极易造成疫病的传播,危害周边动物和人的安全;(2)公共食 品安全问题。若某些地方监管不力,病死畜禽很可能流入市场,进入到人们的餐桌,严重影 响人们健康。(3)生态环境的污染。病死畜禽尸体和动物粪便容易散发大量臭味,对周围居 民的生活质香造成严重影响;病死畜禽和动物粪便中很可能有抗生素和重金属残留,可污 染水体和土壤,导致农作物和水产品体内重金属的富集。
[0004] ^目前病死畜禽的主要处理方法为焚烧、掩埋、炼油、堆肥等;焚化处理运行方便,处 理效率高,但,建设投资大,运行成本高;深埋法速度快、花费小、容易组织,但深埋的场地 不容易选择,谷易污染地下水源,生物安全性难以评价;炼油法可以利用高温杀死多数病原 微生物,但是不能杀死导致疯牛病的腕病毒;堆肥(也即生物方法)因具有可就地处理、成本 低、耗时短、有机物分解彻底、产品异味小以及生物风险小等优点被公认为是病死畜禽无害 化和资源化处理最具可行性的方法。
发明内容
[0005]本发明的目的是提供一种低碳氮比物料条件下快速无害化处理病死畜禽的生物 方法,旨在快速高效的基础上实现对病死畜禽的无害化和资源化处理。
[0006]、为了达到上述目的,本发明一种低碳氮比物料条件下快速无害化处理病死畜禽的 生物方法:将畜禽粪便、病死畜禽肉骨泥及植物物料制成的堆肥体系,通过微生物进行复合 发酵,所述微生物包括地衣芽孢杆菌ABTNL-1号CGMCC N0 • 10037、枯草芽孢杆菌ABTNL-2号 CGMCC N0_10〇38、热球状尿素芽孢杆菌ABTNL_3号CGMCC N〇1〇〇39和苏云金芽孢杆菌 ABTNL-4号CGMCC N0.10036。
[0007]优选方式下,上述低碳風比辦楼件下快速无害化处理病死畜禽的生物方法中, 复合友酵米用的微生物还包括解淀粉芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、苍白地芽孢 杆菌。
[0008]进一步优化,上述低碳氮比物料条件下快速无害化处理病死畜禽的生物方法,具 体包括如下步骤:
[°009] S1、病死畜禽的破碎处理
[0010] 将病死畜禽用擂溃机、绞肉机等机械设备进行破碎处理,得到病死畜禽肉骨泥;
[0011] S2、制备堆料
[0012]将猪粪、鸡粪或牛粪和病死畜禽肉骨泥按5的重量比混合均匀,制成堆 肥体系;
[0013] S3、获取或制备发酵液态菌剂:按体积百分比复合发酵液态菌剂,组分如下:
[00M] 地衣芽孢杆菌ABTNL-1号菌液15〜20% ;
[0015] 枯草芽孢杆菌ABTNL-2号菌液10〜15% ;
[0016]热球状尿素芽孢杆菌ABTNL-3号菌液1〇〜15% ;
[0017]苏云金芽孢杆菌ABTNL-4号菌液15〜20% ;
[0018] 解淀粉芽孢杆菌菌液10〜15%;
[0019] 蜡样芽孢杆菌菌液5〜10%;
[0020] 巨大芽孢杆菌菌液6〜12% ;
[0021] 苍白地芽孢杆菌菌液3〜8% ;
[0022]上述菌液的浓度108〜109CFU • mr1;
[0023] S4、好氧堆肥发酵:将步骤S2的堆料接种步骤S3的液态菌剂,菌剂按菌液体积与堆 料质量比0.73〜2%添加到堆料中,进行发酵得到复合发酵产物。
[0024]关于体积与质量比:菌液体积按照重量当量进行计算,如5〇〇mi可记为〇 • 5kg。堆料 如果是l〇〇〇kg,菌液加入的量为7.3〜20kg。
[0025]其中,步骤S1,将病死畜禽用擂溃机等设备进行破碎处理,得到病死畜禽肉骨泥, 按比例与堆料进行充分混合,以使病死畜禽肉骨泥能够得到充分降解。
[0026]优选方式下,步骤S4的过程为:在堆肥容器中分层放置堆肥体系,并均匀泼洒液态 菌剂后充分混合进行微生物好氧发酵,温度随之上升,达到并维持60〜75°C的高温;当堆料 温度首次出现明显下降时进行翻堆,并补充水分,堆料温度再一次升高,同样,温度明显下 降时,再次翻堆,如此反复2-3次,等到堆料温度接近或稍高于室温且无异味,测定发芽指数 大于80%,表明堆肥已腐熟。
[0027]本发明方法主要包括两个步骤:
[0028] —是病死畜禽的破碎处理,将病死畜禽用擂溃机、绞肉机等机械设备进行破碎处 理,得到病死畜禽肉骨泥,旨在能够使病死畜禽与堆料进行充分混合,从而使其在堆肥过程 中能够彻底降解;
[0029]二是八种菌的复合发酵,此八种菌在低碳氮比物料条件下可以实现发酵,旨在提 高病死畜禽处理效率。
[0030]综上,本发明的有益效果是:
[0031] 1、对病死畜禽进行破碎处理,能够使其与堆料充分混合,从而使其在堆肥过程中 能够彻底降解;添加自制的微生物菌剂,能够在低碳氮比(20-24)物料中实现发酵,缩短无 害化处理病死畜禽的周期;添加微生物菌剂的堆肥体系能够更有效地同时杀灭动物粪便和 病死畜禽中含有的致病菌等有害物质,在此基础上充分降解病死畜禽。
[0032] 2、本发明方法的工艺流程相对简单,处理效率高,适合大规模推广应用。
[0033] 3、本发明的方法适于病死畜禽快速堆肥处理,处理后的腐熟堆肥产品可用做生物 有机肥,其具有改良土壤、增进肥效、调节作物生长、提高作物的抗逆性和改善作物品质等 优点。
[0034] 保藏说明
[0035]本发明涉及的生物材料样品的保藏信息:参据的微生物(株)为ABTNL-1,分类命名 为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis),于2014年11月21日由中国微生物菌种保藏管 理委员会普通微生物中心(简称CGMCC)保藏,保藏编号CGMCC NO. 10037XGMCC地址为北京 市朝阳区北辰西路1号院3号。
[0036]本发明涉及的生物材料样品的保藏信息:参据的微生物(株)为ABTNL-2,分类命名 为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),于2014年11月21日由中国微生物菌种保藏管理委 员会普通微生物中心(简称CGMCC)保藏,保藏编号CGMCC NO. 10038XGMCC地址为北京市朝 阳区北辰西路1号院3号。
[0037] 本发明涉及的生物材料样品的保藏信息:参据的微生物(株)为ABTNL-3,分类命名 为热球状尿素芽孢杆菌(Ureibacillus thermosphaericus),于2014年11月21日由中国微 生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC)保藏,保藏编号CGMCC N0 • 10039。 CGMCC地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号。
[0038]本发明涉及的生物材料样品的保藏信息:参据的微生物(株)为ABTNL-4,分类命名 为苏75:金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis),于2014年11月21日由中国微生物菌种保藏 管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC)保藏,保藏编号CGMCC NO. 10036XGMCC地址为北 京市朝阳区北辰西路1号院3号。
附图说明
[0039]图1是实施例2肉骨泥降解情况;
[0040]图2是实施例2大肠杆菌数量变化情况。
具体实施方式
[0041]下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明,但不以 任何方式限制本发明。
[0042] 制备菌液
[0043]本发明首先需要制备八种菌液,菌液的制备采用现有技术的方法即可。
[0044]八种菌液分别为地衣芽孢杆菌菌液、枯草芽孢杆菌菌液、热球状尿素芽孢杆菌菌 液、苏云金芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、苍白地芽孢杆菌;上 述菌液的浓度需要达到108〜109CFU • ml_1。
[0045]其中,前四种地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、热球状尿素芽孢杆菌和苏云金芽孢杆 菌均为嗜热功能菌,为本发明发明人由动物粪便中自主筛选并经过鉴定所得(已申请专利 菌种保藏),菌株分别为ABTNL-1〜ABTNL-4,保藏编号分别为CGMCC N0.10037、CGMCC NO•10038、CGMCCNO•10039,以及CGMCCNO•10036;具体保藏信息参见上文保藏说明部分, 本发明简写为:
[0046]地衣芽孢杆菌ABTNL-1CGMCC NO. 10037、枯草芽孢杆菌ABTNL-2CGMCC NO. 10038、 热球状尿素芽孢杆菌ABTNL-3CGMCC NO. IOO39和苏云金芽孢杆菌ABTNL-4CGMCC NO. 10036。 [0047]其余四种可从中国普通微生物菌种保藏管理中心获得,也可以通过自行分离得 至IJ,除特殊菌株情况外,普遍的这四种菌剂都适用于本发明。
[0048]基于上述菌液,本发明提供如下实施例和对比例,以便说明本发明的具体效果。 [0049]实施例1
[0050] —种快速无害化处理病死畜禽的生物方法,通过包括以下步骤进行:
[0051] (1)病死畜禽的破碎处理
[0052]将病死畜禽用擂溃机、绞肉机等机械设备进行破碎处理,得到病死畜禽肉骨泥; [0053] ⑵制备堆料
[0054] 将新鲜粪便和病死畜禽肉骨泥按4〜5:1〜1.5的重量比混合均匀后备用;
[0055] ⑶发酵液态菌剂的制备
[0056] 按体积百分比自主配制复合发酵液态菌剂,由下述组分组成:地衣芽孢杆菌 ABTNL-1号菌液15〜20% (菌液浓度108〜109CFU • mr1),枯草芽孢杆菌ABTNL-2号菌液10〜 15% (菌液浓度108〜109CFU • ml—1),热球状尿素芽孢杆菌ABTNL-3号菌液10〜15% (菌液浓 度108〜109CFU • mr1),苏云金芽孢杆菌ABTNL-4号菌液15〜20% (菌液浓度108〜109CFU • mr1),解淀粉芽孢杆菌(菌液浓度108〜109CFU • mr1)、蜡样芽孢杆菌(菌液浓度1〇8〜 109CFU • mr1)、巨大芽孢杆菌(菌液浓度108〜109CFU • mr1)、苍白地芽孢杆菌(菌液浓度1〇8 〜109CFU • ml-1)。
[0057]地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、热球状尿素芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌为本实验 室由动物粪便中自主筛选并经过鉴定所得(已申请专利菌种保藏),其余四种可从中国普通 微生物菌种保藏管理中心获得,也可以通过自行分离得到,除特殊菌株情况外,普遍的这四 种菌剂都适用于本发明。
[0058] ⑷堆肥体系进行好氧堆肥发酵
[0059]将上述混合物料建立好氧发酵堆肥,并接种以上液态菌剂,菌剂添加比例为0.73 〜2% (体积质量比)具体方法如下:在堆肥容器中分层放置物料,并均匀泼洒液态菌剂后充 分混合进行微生物好氧发酵,温度随之上升,达到并维持60〜75°C的高温;当堆料温度首次 出现明显下降时进行翻堆,并补充一定的水分,堆料温度再一次升高,同样,温度明显下降 时,再次翻堆,如此反复2-3次,等到堆料温度接近或稍高于室温且无异味,测定发芽指数大 于80%时,表明堆肥己腐熟,此时堆料含水率约为30%。将堆料进行粉碎、过筛,制成粉料, 可根据商业需要进行造粒等,制成生物有机肥(有效活菌数多〇.2亿/克)。
[0060] 实施例2
[0061] 步骤1:病死鸡尸体的快速无害化处理。方法是先将病死鸡尸体用擂溃机、绞肉机 等机械设备进行破碎处理,得到病死畜禽肉骨泥;
[0062] 步骤2:将新鲜鸡粪和病死畜禽肉骨泥按4〜5:1〜1.5的重量比混合均匀后备用;
[0063] 步骤3:菌液的选取
[0064] 地衣芽孢杆菌ABTNL-1号菌液36_5ml (菌液浓度109CFU • ml-1),枯草芽孢杆菌 八3丁1-2号菌液36.51111(菌液浓度10%?1]*1111-1),热球状尿素芽孢杆菌4811-3号菌液361111 (菌液浓度l〇9CFU • ml-1),苏云金芽孢杆菌ABTNL-4号菌液36ml (菌液浓度109CFU • ml-1), 解淀粉芽孢杆菌菌液25ml (菌液浓度109CFU • ml-1),蜡样芽孢杆菌菌液25ml (菌液浓度 108CFU • ml-1),巨大芽孢杆菌菌液25ml (菌液浓度108CFU • ml-l),苍白地芽孢杆菌菌液 20ml (菌液浓度 108CFU • ml-1),共240ml。
[0065] 步骤4:复合发酵:
[0066] 将步骤S3的复合发酵液态菌剂添加(0.8%体积质量比)至鸡粪堆肥中并混合均 匀。将混合后的鸡粪装入放有通气管的塑料箱子中(100cmX80cmX80cm),塑料堆肥发酵箱 外周及顶部包裹棉被,以减少热量散失,利于保温(阴雨天时顶部覆盖塑料薄膜,隔绝雨水 直接进入鸡粪堆肥中,改变堆肥的含水率)。堆肥第2d温度即达到55°C以上,并在第6d达到 最高的61 • 3°C,温度55°C以上持续17d,达到了我国《粪便无害化卫生标准(GB7959-87)》的 标准(55°C以上持续3d以上),期间每l〇d左右翻堆一次,40d左右堆肥完全腐熟。经检测发现 病死鸡的肉骨泥己经完全降解,致病菌也全部被杀灭。
[0067] 经40d堆肥发酵处理,肉骨泥降解情况如图UControl组设定是以正常堆肥发酵完 成,即粪污、秸秆、肉骨泥;Test组设定是以正常发酵组加复合菌剂完成,即粪污、秸秆、肉骨 泥、菌剂。
[0068] 试验结果表明,从堆肥第5天起,实验组(Test组)和对照组(Control组)存在显著 性差异。试验组降解率为98.3 %,对照组降解率为82 • 7。试验组比对照的降解率提高了 15.6%。
[0069] 经40d堆肥发酵处理,大肠杆菌数量变化情况如图2<Xontrol组设定是以正常堆肥 发酵完成,即粪污、秸秆、肉骨泥;Test组设定是以正常发酵组加复合菌剂完成,即粪污、秸 杆、肉骨泥、菌剂。
[0070] 试验结果表明,对照组与试验组在堆肥前期相比较数量变化无显著性差异,但在 堆肥第9天试验组的粪肠杆菌总数已经变为0,对照组在14天无检出大肠杆菌。试验组比对 照组提前5天完成致病大肠杆菌的杀灭。
[0071] 实施例3:
[0072]步骤1:病死猪尸体的快速无害化处理。方法是先将病死猪尸体用擂溃机、绞肉机 等机械设备进行破碎处理,得到病死猪的肉骨泥;
[0073] 步骤2:将新鲜猪粪病死猪的肉骨泥按4〜5:1〜1.5的重量比混合均匀后备用;
[0074] 步骤3:菌液的选取
[0075] 地衣芽孢杆菌ABTNL-1号菌液36_5ml (菌液浓度109CFU • ml-1),枯草芽孢杆菌 ABTNL-2号菌液36.5ml (菌液浓度109CFU • ml-1),热球状尿素芽孢杆菌ABTNL-3号菌液36ml (菌液浓度l〇9CFU • ml-1),苏云金芽孢杆菌ABTNL-4号菌液36ml (菌液浓度109CFU • ml-1), 解淀粉芽孢杆菌菌液25ml (菌液浓度109CFU • ml-1),蜡样芽孢杆菌菌液25ml (菌液浓度 108CFU • ml-1),巨大芽孢杆菌菌液25ml (菌液浓度108CFU • ml-1),苍白地芽孢杆菌菌液 20ml (菌液浓度 108CFU • ml-1),共240ml。
[0076] 步骤4:复合发酵:
[0077] 将步骤S3的复合发酵液态菌剂添加(0.8%体积质量比)至猪粪堆肥中并混合均 匀。将混合后的猪粪装入放有通气管的塑料箱子中(100cmX80cmX80cm),塑料堆肥发酵箱 外周及顶部包裹棉被,以减少热量散失,利于保温(阴雨天时顶部覆盖塑料薄膜,隔绝雨水 直接进入猪粪堆肥中,改变堆肥的含水率)。堆肥第2d温度即达到55°C以上,并在第6d达到 最高的ei .3°C,温度55°C以上持续l7d,达到了我国《粪便无害化卫生标准(GB7959-87)》的 标准(55°C以上持续3d以上),期间每10d左右翻堆一次,40d左右堆肥完全腐熟。经检测发现 病死猪的肉骨泥己经完全降解,致病菌也全部被杀灭。
[0078]本发明的实施例及对照组均是多次试验的平均效果,而同类实施方式的试验效果 差别不大。
[0079]以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此, 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其 发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种低碳氮比物料条件下快速无害化处理病死畜禽的生物方法,其特征在于,将畜 禽粪便、病死畜禽肉骨泥及植物物料制成的堆肥体系,通过微生物进行复合发酵; 所述微生物包括地衣芽孢杆菌ABTNL-1号、枯草芽孢杆菌ABTNL-2号、热球状尿素芽孢 杆菌ABTNL-3号和苏云金芽孢杆菌ABTNL-4号。
2. 根据权利要求1所述低碳氮比物料条件下快速无害化处理病死畜禽的生物方法,其 特征在于,所述复合发酵采用的微生物还包括解淀粉芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、巨大芽孢杆 菌、苍白地芽孢杆菌。
3. 根据权利要求2所述低碳氮比物料条件下快速无害化处理病死畜禽的生物方法,其 特征在于,具体包括如下步骤: 51、 病死畜禽的破碎处理 将病死畜禽用擂溃机、绞肉机等机械设备进行破碎处理,得到病死畜禽肉骨泥; 52、 制备堆料 将猪粪、鸡粪或牛粪和病死畜禽肉骨泥按4〜5:丨〜丨.5的重量比混合均匀,制成堆肥体 系; 53、 获取或制备发酵液态菌剂:按体积百分比复合发酵液态菌剂,组分如下: 地衣芽孢杆菌ABTNL-1号菌液15〜20 % ; 枯草芽孢杆菌ABTNL-2号菌液10〜15% ; 热球状尿素芽孢杆菌ABTNL-3号菌液1〇〜15% ; 苏云金芽孢杆菌ABTNL-4号菌液15〜20% ; 解淀粉芽孢杆菌菌液10〜15 % ; 蜡样芽孢杆菌菌液5〜10 %; 巨大芽孢杆菌菌液6〜12% ; 苍白地芽孢杆菌菌液3〜8 %; 上述菌液的浓度1〇8〜l〇9CFU • ml、 54、 好氧堆肥发酵:将步骤S2的堆料接种步骤S3的液态菌剂,菌剂按菌液体积与堆料质 量比0.73〜2%添加到堆料中,进行发酵得到复合发酵产物。
4. 根据权利要求3所述低碳氮比物料条件下快速无害化处理病死畜禽的生物方法,其 特征在于,步骤S4的具体过程为: 在堆肥容器中分层放置堆肥体系,并均匀泼洒液态菌剂后充分混合进行微生物好氧发 酵,温度随之上升,达到并维持60〜75。(:的高温;当堆料温度首次出现明显下降时进行翻 堆,并补充水分,堆料温^再一次升高,同样,温度明显下降时,再次翻堆,如此反复2_3次, 等到堆料温度接近或稍高于室温且无异味,测定发芽指数大于80%,表明堆肥已腐熟。
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