CN110790363A - 一种畜禽养殖污水资源化处理方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种畜禽养殖污水资源化处理方法及其应用，涉及污水处理技术领域，所述处理方法包括如下步骤：将畜禽养殖污水引入好氧发酵池中，与微生物菌群、矿物填料、有机肥和腐殖土混合均匀后在水中溶氧量控制在12～16毫克/升的情况下进行好氧发酵得到功能性活性液。本发明实施例一种畜禽养殖污水资源化处理方法在畜禽养殖污水处理的同时，使原来的污水具有生物活性，实现畜禽养殖污水的稳定化、无害化和高附加值资源化。

Description

一种畜禽养殖污水资源化处理方法及其应用

技术领域

本发明实施例涉及污水处理技术领域，具体涉及一种畜禽养殖污水资源化处理方法及其应用。

背景技术

随着经济的发展和人民生活水平的提高，禽肉类产品需求量也不断增加，随之促进了的禽畜养殖业向着规模化、集约化的方向发展，畜禽养殖过程中会产生大量的污水，畜禽养殖污水都是含有大量病原体的高浓度有机污水，是水体的主要污染源之一。这些污水中含有大量有机物，如纤维素、淀粉、糖类、脂肪、毛发、蛋白质等；也含有病原菌、病毒和寄生虫卵；无机盐类的氯化物、硫酸盐、磷酸盐、碳酸氢盐和钠、钾、钙、镁等。这些污水在厌氧细菌作用下，易生恶臭物质，严重污染了养殖场周边环境及地下水，威胁着养殖场附近居民的身体健康，并将严重影响生态环境。

这些污水主要集中在短时间内产生，其污水排量大，水质水量排放的不均衡性较强，污水治理工作量大。传统工艺处理这些污水，运行负荷较低，出水CODcr很难达到新标准的排放要求，即使达到标准进行排放后仍然不稳定，经过一段时间后仍可对河道及地下水造成二次污染；去除氨氮、总氮、总磷能力也较低，处理过程中有异味；还存在投资成本高、能耗高，运行成本高，工艺复杂，运行管理难度大等问题。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种畜禽养殖污水资源化处理方法及其应用，以解决现有技术中畜禽养殖污水处理方法中存在很难达到排放标准、处理效率低、投资成本高、工艺复杂等问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，一种畜禽养殖污水资源化处理方法，所述处理方法包括如下步骤：

将畜禽养殖污水引入好氧发酵池中，与微生物菌群、矿物填料、有机肥和腐殖土混合均匀后在水中溶氧量控制在12～16毫克/升的情况下进行好氧发酵得到功能性活性液。

通过上述技术方案，本发明将禽畜养殖污水在微生物菌群、矿物填料、有机肥和腐殖土的作用下进行好氧发酵转化成具有生物活性的功能性活性液。制备的功能性活性液可以安全的作为高品质液态肥料或者畜禽饲料和饮用水的添加剂进行使用，可以为种植养殖带来更大的经济效益，在区域内形成循环型农业，促进农业可持续发展，真正实现禽畜养殖污水的资源化。

进一步地，所述处理方法还包括如下步骤：将得到的功能性活性液经过多级浓缩精制成浓缩型活性液。

通过上述技术方案，能够将功能性活性液更有效地转化成生物活性剂，制成成品，用于市场销售，使禽畜养殖污水的资源化产品得到更广泛的应用。

进一步地，所述畜禽养殖污水、微生物菌群、矿物填料、有机肥和腐殖土的质量比为100:1:1.125:1.125:0.75。

通过上述技术方案，能够制备更高效的功能性活性液。

进一步地，所述微生物菌群的组分及其活菌份数为鞘氨醇杆菌S-4 10-15份、吉氏芽孢杆菌S-2 15-20份、红球菌R-03 20-25份、类球红细菌R-06 22-26份、多粘类芽孢杆菌EBL-06 20-25份。

通过上述技术方案，本发明基于长期对于环境微生物生态群落结构研究的经验积累，以“16S rRNA基因克隆文库分析”技术手段分析目的功能微生物群落结构特征为基础，靶向筛选高效生态制剂菌株，并在此基础上，通过工艺试验中微生物群落演替跟踪，选育出上述几种高效分解有机物、能合成有效代谢产物、耐候性强并且对于系统内微生物群落结构稳定性起主导作用的菌株进行组合，以上菌种同时具有防治多种植物真菌、细菌病害和促生作用的生防菌种，已被国家列为免做安全鉴定的一级菌种。

进一步地，所述微生物菌群的组分及其活菌份数为鞘氨醇杆菌S-4 12份、吉氏芽孢杆菌S-2 18.5份、红球菌R-03 23.5份、类球红细菌R-06 24份、多粘类芽孢杆菌EBL-0622份。

通过上述技术方案，能够制备更高效的功能性活性液。

进一步地，所述矿物填料为轻石或者花岗岩中的一种或者两种。

通过上述技术方案，轻石作为工艺中填料之一起了重要作用，通过场发射环境扫描电子显微镜SEM观察发现，轻石在使用过程中“坑蚀”现象显著，而且X射线粉末多晶衍射XRD分析表明轻石相结构发生了变化、表观结晶度降低，这与SEM观察结果一致，都表明轻石在损耗，有矿物质营养溶出，SEM—EDS表明，轻石含Fe、Na、Mg、Al、Si、K等元素，这些元素当中Mg、K是植物必须矿物质营养。轻石比表面积大、多空，是微生物吸附栖息的场所；同时轻石释放出矿物质可以刺激微生物生长，并提供了矿物质营养，特别是植物需要的必须元素和有益元素。使制备的功能性活性液更具营养价值。

进一步地，所述好氧发酵的时间为20-30小时，温度为5-60℃。

通过上述技术方案，能够制备高效的功能性活性液。

进一步地，所述好氧发酵的时间为24小时，温度为25℃。

通过上述技术方案，能够制备更高效的功能性活性液。

根据本发明实施例的第二方面，一种采用上述的处理方法制备的功能性活性液的应用，所述功能性活性液能作为肥料用于植物的培育中。

通过上述技术方案，将禽畜养殖污水转化成的功能性活性液回用于种植业和养殖业，应用在种植业可以促进农作物生长，并可抑制病虫害，从而减少甚至避免了农药的施用，不仅减少了环境污染，还能在区域内形成循环型农业，促进农业可持续发展。

本发明实施例具有如下优点：

本发明实施例一种畜禽养殖污水资源化处理方法在畜禽养殖污水处理的同时，使原来的污水具有生物活性，实现畜禽养殖污水的稳定化、无害化和高附加值资源化。

该处理方法简单合理，全流程无异味，不影响周边环境，无安全隐患，实现了有机废弃物的资源化，形成可农业应用的产品(功能性活性液)让本该回到自然界物质循环的物质，真正的回归。

制备的功能性活性液可以安全的作为高品质液态肥料或者畜禽饲料和饮用水的添加剂进行使用，可以为种植养殖带来更大的经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例4提供的功能性活性液作为施用肥料在黄瓜苗上的应用实验图；

图2为本发明实施例4提供的功能性活性液作为施用肥料在菜花苗上的应用实验图；

图3为本发明实施例4提供的功能性活性液作为施用肥料在菠菜上的应用实验图；

图4为本发明实施例4提供的功能性活性液作为施用肥料在小菊花卉上的应用实验图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，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做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

一种畜禽养殖污水资源化处理方法包括如下步骤：

将畜禽养殖污水引入好氧发酵池中，与微生物菌群、轻石、有机肥和腐殖土按100:1:1.125:1.125:0.75的质量比混合均匀后在水中溶氧量控制在12～16毫克/升的情况下在温度为25℃进行好氧发酵24小时得到功能性活性液。

其中，所述微生物菌群的组分及其活菌份数为鞘氨醇杆菌S-4 12份、吉氏芽孢杆菌S-2 18.5份、红球菌R-03 23.5份、类球红细菌R-06 24份、多粘类芽孢杆菌EBL-06 22份。

实施例2

一种畜禽养殖污水资源化处理方法包括如下步骤：

将畜禽养殖污水引入好氧发酵池中，与微生物菌群、轻石、有机肥和腐殖土按100:1:1.125:1.125:0.75的质量比混合均匀后在水中溶氧量控制在12～16毫克/升的情况下在温度为25℃进行好氧发酵24小时得到功能性活性液。

其中，所述微生物菌群的组分及其活菌份数为鞘氨醇杆菌S-4 12份、吉氏芽孢杆菌S-2 18.5份、红球菌R-03 23.5份、类球红细菌R-06 24份、多粘类芽孢杆菌EBL-06 22份。

所述处理方法还包括如下步骤：将得到的功能性活性液经过多级浓缩精制成浓缩型活性液。

现行污水处理系统一般是：原水→初沉淀→厌氧-好氧池→沉淀池→排放，与现行污水处理相比，本实施例一种畜禽养殖污水资源化处理方法采用新型污水资源化工艺，再结合成熟的反渗透工艺浓缩回收技术，能得到高附加值产品从而实现畜禽养殖污水的稳定化、无害化的完全重复利用，在更高的层次上实现循环型农业，创新性的为可持续发展型农业产业结构开辟了一条新路。

实施例3

本实施例的研究针对实施例1得到的功能性活性液：

为了解析功能性活性液形成的机理，研究了处理过程中主要有机物的降解，并用凝胶色谱分析了工艺过程中有机物数均分子量Mn、重均分子量Mw和分子量分布，其结果如表1。

表1资源化处理过程中液体的数均分子质量(Mn)、重均分子质量(Mw)和分子量分布表

表1中Mn/Mw称为分子量分布系数，该值越大，说明分子量分布越宽。由表1的数据可以看出，随着反应时间的延长有机物分子尺寸分散程度是呈减小趋势的。数均分子质量Mn随着反应时间的增长而增加，这说明工艺过程存在高分子有机物合成的过程。

进一步对处理过程中胡敏酸HA、富里酸FA含量进行测定，结果表明胡敏酸HA、富里酸FA含量呈逐步增加趋势，胡敏酸HA、富里酸FA含量分别从最初的32.6％和17.53％增加到50.12％和29.62％，对腐值化指标(HS/TOC、HA/TOC、FA/TOC)没有相关性(P＜0.05)，但蛋白质、油脂、单糖、氨基酸含量与HS/TOC、HA/TOC、FA/TOC存在强负相关性(p＜0.01)，氨基酸与HA/HS存在相关性(p＜0.05)，与FA/HS存在负相关性(p＜0.05)，说明随着处理时间的增加，多糖、蛋白质等物质发生降解，逐渐产生了复杂结构的胡敏酸、富里酸。通过高效反向液相色谱分析，进一步检测出功能性活性液中含有腐胺、精胺、亚精胺等生物胺，生物胺是一类具有强烈生理活性的低分子量含氮碱，它们不仅调节植物的生长、发育，还参与植物的胁迫反应，对植物生长调节具有重要作用。

对得到的功能性活性液分别做了安全性指标、有效性指标和部分典型植物病原微生物拮抗实验的测定，测定结果如下：

(1)安全性指标

重金属 满足地表水环境质量标准

病原菌 不检出

(2)有效性指标

(3)部分典型植物病原微生物拮抗实验

对得到的功能性活性液进行超强能量的测定和比较，其结果如下：

国际上用水的波动系数比较：

一般水的波动系数：-21-+21；

自来水的波动系数：-03-+05；

功能性活性液的波动系数：+16-+19。

以水的导电率比较：

自来水的导电率是：100-200μs/cm；

功能性活性液的导电率是：2000μs/cm。

用共鸣磁场装置实验的结果比较：

动物的内脏系数在自来水中测试一般是：2-4；

功能性活性液中测试一般是：15-19。

由上述超强能量的测定和比较结果可以看出功能性活性液具有导电率高、波动指数高、能量强的优点，从波动系数分析，波动系数趋向-21，会造成动植物不健康、不新鲜，抵抗力弱，容易得病；波动系数趋向+21，会使动植物健康、新鲜，抵抗力强不易得病，功能性活性液的波动系数是最接近动植物体内的应有值，极易被动植物所吸收；物体导电率越高，说明该物体内部电子排列越整齐和该物体内部电子能量强，能够改变物体的磁场，当喷洒在植物等物体上，便会强烈改变磁场，由于磁场的强烈变化可以致使苍蝇和小虫无法生活而死亡。

实施例4

将实施例1得到的功能性活性液在农业上作为肥料用于植物的培育中，其应用效果如下：分别将实施例1的功能性活性液作为施用肥料应用在黄瓜苗、菜花苗、菠菜、小菊花卉的培育中，并进行对比试验，对比试验结果图分别如图1、2、3、4。图1左边是未使用功能性活性液培育的黄瓜苗，右边是使用了功能性活性液培育的黄瓜苗，从实验的结果来看，使用了功能性活性液培育的黄瓜苗明显比未使用功能性活性液培育的黄瓜苗更加壮实；图2左边是未使用功能性活性液培育的菜花苗，右边是使用了功能性活性液培育的菜花苗，从实验的结果来看，使用了功能性活性液培育的菜花苗明显比未使用功能性活性液培育的菜花苗更加壮实，叶片更加繁茂；图3左边是未使用功能性活性液培育的菠菜，右边是使用了功能性活性液培育的菠菜，从实验的结果来看，使用了功能性活性液培育的菠菜明显比未使用功能性活性液培育的菠菜更加壮实，叶片更加繁茂，叶片颜色更加葱绿；图4左边是未使用功能性活性液培育的小菊花卉，右边是使用了功能性活性液培育的小菊花卉，从实验的结果来看，使用了功能性活性液培育的小菊花卉明显比未使用功能性活性液培育的小菊花卉更加壮实，高度更高，叶片更加繁茂。

在瓦房店东岗镇某韭菜大棚和三台子生态园草莓大棚也分别应用在韭菜和草莓的培育中，并进行对比试验，试验结果分别如下：

东岗镇韭菜90米大棚，40米只使用了所述功能性活性液，50米未使用所述功能性活性液，只使用了农药化肥和防蛆虫药，到收割期时40米比50米增产500斤韭菜，且土壤中还没有蛆虫。对比发现使用了所述功能性活性液培育的韭菜水分充足，叶片厚实，韭菜气味浓郁。对比使用了所述功能性活性液的土地，土壤颜色有改变，土质松软且透气性好。

在三台子草莓棚使用所述功能性活性液进行了叶面喷洒、浇根，10天左右，喷洒的草莓，叶片颜色变深、增厚，成熟的草莓水分充足，果肉紧实口感甜，外表抗挫性更好，得到了广大农民用户的认可。

另外，功能性活性液还能应用于养殖业，其具有极高的阳离子交换能力、螯合能力、缓冲能力、吸附能力和催化功能。对家畜有促生长及增强免疫力的功能。功能性活性液的促生长作用是通过其所含的多种参与机体新陈代谢的物质实现的，所含的核酸可提高细胞生命活力，修复生物膜。其中的醌基参与机体氧化还原反应，促进细胞分裂增殖。

功能性活性液包含多种活性酶类，能有效促进畜禽消化代谢，提高饲料回报率。其中包含的氨基酸精华可作用于动植物神经系统能抑制交感神经兴奋，使畜禽处于安静状态，睡眠时间延长、消化吸收系统功能及时恢复，从而提高饲料利用率，促进动物体生长发育。

功能性活性液能防治疾病，有增强免疫力的功能。诱导机体产生干扰素,激活网状内皮系统，增强非特异性免疫力。能激活单核巨噬细胞系统，提高白细胞数量和增强吞噬细胞活性，并使胸腺增大，提高抗应激能力，增强免疫力。

功能性活性液对于养殖环境改善的作用：“微生态调节剂”内含的营养物质和微生物代谢产物，能够激发养殖环境中有益微生物的增殖，抑制腐败细菌的生长，从而从源头控制环境中恶臭的产生。

功能性活性液能促进动物消化吸收的功能，不仅优化动物肠道内的微生物结构，同时饲料利用率的提高也使粪便中蛋白质含量降低，含氨物质降低，因此大幅减少新鲜粪便产生的异味。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种畜禽养殖污水资源化处理方法，其特征在于，所述处理方法包括如下步骤：

将畜禽养殖污水引入好氧发酵池中，与微生物菌群、矿物填料、有机肥和腐殖土混合均匀后在水中溶氧量控制在12～16毫克/升的情况下进行好氧发酵得到功能性活性液。

2.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述处理方法还包括如下步骤：将得到的功能性活性液经过多级浓缩精制成浓缩型活性液。

3.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述畜禽养殖污水、微生物菌群、矿物填料、有机肥和腐殖土的质量比为100:1:1.125:1.125:0.75。

4.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述微生物菌群的组分及其活菌份数为鞘氨醇杆菌S-4 10-15份、吉氏芽孢杆菌S-2 15-20份、红球菌R-03 20-25份、类球红细菌R-06 22-26份、多粘类芽孢杆菌EBL-06 20-25份。

5.如权利要求4所述的处理方法，其特征在于，所述微生物菌群的组分及其活菌份数为鞘氨醇杆菌S-4 12份、吉氏芽孢杆菌S-2 18.5份、红球菌R-03 23.5份、类球红细菌R-06 24份、多粘类芽孢杆菌EBL-06 22份。

6.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述矿物填料为轻石或者花岗岩中的一种或者两种。

7.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述好氧发酵的时间为20-30小时，温度为5-60℃。

8.如权利要求7所述的处理方法，其特征在于，所述好氧发酵的时间为24小时，温度为25℃。

9.一种采用权利要求1-8任一项所述的处理方法制备的功能性活性液的应用，其特征在于，所述功能性活性液能作为肥料用于植物的培育中。

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