CN110896925B - 一种利用三种环境昆虫连续转化餐厨废弃物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生态农业循环技术领域，公开了一种利用三种环境昆虫连续转化餐厨废弃物的方法，利用黄粉虫Tenebrio molitor L.、黑水虻Hermetia illucens L.、白星花金龟Protaetia brevitarsis Lewis的取食和排泄特性，将餐厨废弃物预先固液分离和除杂，固形物辅加麦麸粉碎饲喂黄粉虫幼虫，当日完全消化；液体辅加黄粉虫粪沙、作物秸秆干粉、益生菌酵化后经黑水虻幼虫转化，再经和白星花金龟幼虫混合转化后实现消化。一个转化周期仅需10d，并且得到在生态种养殖业上应用前景广的三种环境昆虫虫体和白星花金龟幼虫粪砂，实现了餐厨废弃物高速、高效、高值转化处理。剩余老熟幼虫经微波烘干后加工成昆虫源蛋白饲料应用于特种经济动物、畜禽的生态养殖业上；白星花金龟幼虫粪砂配制成虫粪基生物肥应用于生态种植业上。
Description
技术领域
本发明属于生态农业循环技术领域，尤其涉及一种利用三种环境昆虫连续转化餐厨废弃物的方法。
背景技术
目前，最接近的现有技术：中国是一个具有近14亿人口的消费大群体，据核算，每天产生的餐厨废弃物的量在6000万吨以上，而每年产生的餐厨废弃物的量可以满足2亿人的口粮。餐厨废弃物具有资源和污染的双重性，如何实现如此大量的餐厨废弃物的减量化、无害化、资源化处理是一个世界性的难题。目前，餐厨废弃物的转化处理技术以卫生填埋、生物转化为主。但是由于餐厨废弃物产生量巨大和受可用填埋场地资源和容纳量限制，各地的卫生填埋场面临即将饱和的困境；肆虐全国的非洲猪瘟的快速蔓延与餐厨废弃物饲喂生猪有很大的关联，农业农村部已明令禁止将餐厨废弃物饲喂猪只，餐厨废弃物的畜禽直接转化利用途径被禁；餐厨废弃物高盐、高油、高水的特性，使得厌氧产沼、好氧制肥技术不仅前端投入大，而且存在发酵效果差、沼渣和制肥产物含盐量高、作为有机肥施用效果差、产品价格低、用户接受率低等弊端，只能靠国家的补贴来运转。环境昆虫是大自然的清道夫，具有取食量大、繁殖力强、转化效率高、无二次污染、耐集约化立体养殖等优点，目前应用较为成熟的有黄粉虫、黑水虻、白星花金龟、美洲大蠊Periplaneta americana等，这些昆虫已被用于餐厨废弃物、畜禽粪便、农作物秸秆的转化处理上来，虽则取得了一定成效，但受制于业内对环境昆虫转化有机废弃物特性的认知程度和对昆虫养殖技术和转化处理有机废弃物技术的掌握程度的不同，利用单一环境昆虫转化餐厨废弃物的居多，利用两种环境昆虫的鲜有报道。餐厨废弃物成分复杂，单一环境昆虫或多或少存在预处理条件要求高、转化周期长、转化不彻底、投资成本高等缺陷。
综上所述，现有技术存在的问题是：餐厨废弃物卫生填埋面临无处可填困境、厌氧产沼和好氧堆肥靠国家补贴维持、单一环境昆虫转化效率和效益较低；业内受限于对环境昆虫特性认知程度和环境昆虫规模化转化餐厨废弃物技术掌握程度，现有技术没有将黄粉虫、黑水虻和白星花金龟三种环境昆虫联合起来转化处理餐厨废弃物。
解决上述技术问题的难度：餐厨废弃物成分复杂，体量巨大。针对复杂的问题，必须要给出实操性强的系统解决方案；体量巨大，必须要有高效配套的转化技术体系来支撑。而充分挖掘环境昆虫自身特性，将三种优势互补、技术成熟、具备规模化生产的环境昆虫有机组合在一起可担当这一重任。解决上述技术问题的意义：在黄粉虫、黑水虻、白星花金龟三种环境昆虫理论研究、规模化生产、转化有机废弃物实践方面具有雄厚的积淀，尤其在黄粉虫和白星花金龟领域具有近20年的持续研究和实践。坚实的基础和现实的迫切需要，助力团队创新开展了将黄粉虫、黑水虻和白星花金龟三种环境昆虫联合起来转化处理餐厨废弃物的研究和实践，并最终实现了餐厨废弃物“高速、高效、高值”转化，为餐厨废弃物资源化高效利用提供了一个创新途径。后端得到高值的昆虫蛋白延伸至生态养殖业，白星花金龟幼虫粪砂延伸至生态种植业，助力我国农业绿色发展、提质增效。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种利用三种环境昆虫连续转化餐厨废弃物的方法。
本发明是这样实现的，一种利用三种环境昆虫连续转化餐厨废弃物的方法，所述利用三种环境昆虫连续转化餐厨废弃物的方法利用黄粉虫、黑水虻、白星花金龟的取食和排泄特性，将餐厨废弃物预先固液分离和除杂，固形物辅加麦麸粉碎饲喂黄粉虫幼虫，当日完全消化；液体辅加黄粉虫粪沙、作物秸秆干粉、益生菌酵化后经黑水虻幼虫转化，再经和白星花金龟幼虫混合转化后实现消化。
进一步，所述利用三种环境昆虫连续转化餐厨废弃物的方法包括以下步骤：
第一步，日产日清的餐厨废弃物需封闭运输到三种环境昆虫连续转化餐厨废弃物基地，通过固液分离机分离出固形物，并将液体分离到酵化池中；
第二步，固形物经挑选除杂后添加15%~20%的麦麸用搅拌机混合绞碎，调和含水量40%~45%，于当天饲喂1.5cm~2.5cm的黄粉虫幼虫，每80cm×40cm×8cm标准盒投喂量以4小时之内吃完；当日实现95%以上的固形物被黄粉虫幼虫完全消化；1周筛分一次残渣和粪沙，剩余有机物混合粉碎后和粪沙作为酵化餐厨废弃物液体的原料；待黄粉虫幼虫长到2.7cm~2.9cm的老熟幼虫时停止喂料，收获虫体，并补充符合转化条件的小幼虫；
第三步，当日在酵化池中加入10%的黄粉虫粪沙和粉碎残渣、15%作物秸秆干粉，并加入2‰益生菌和1‰的腐解菌槽式好氧酵化24h，此时物料的含水量在60%~70%，恰好适宜黑水虻幼虫生长；物料先经5日龄黑水虻幼虫转化7d，再投入2.0cm~3.5cm白星花金龟幼虫连续混合转化2d后，实现餐厨废弃物的完全消化。不断补充两种小幼虫和收获老熟幼虫和白星花金龟粪砂。
第四步，收获的三种环境昆虫老熟幼虫，留足繁育种源，为实现餐厨废弃物的周年转化处理奠定基础；余者加工成昆虫源蛋白饲料和虫粪基生物肥延伸到生态种养殖业，以良性循环的经济、社会、生态效益来带动餐厨废弃物资源化利用产业。
进一步，所述第三步在高30cm×宽100cm长度不限的养殖池中平铺15cm~20cm上述物料，按1t物料接入5日龄黑水虻幼虫15kg~20kg，幼虫一次性接入，物料按1:2分两次接入，第一次物料高度下降到10cm时接入第二次，转化7d后在黑水虻养殖池中接入10kg~20kg的2.0cm~3.5cm的白星花金龟幼虫，使二者混合转化2d后，剩余物料和黑水虻排泄混合物全部被白星花金龟幼虫消化。
进一步，所述第三步用4目和8目分离筛将2种虫体和粪砂分离，收获黑水虻老熟幼虫和白星花金龟幼虫粪砂，白星花金龟幼虫再进入符合投放批次条件的黑水虻转化池中，直到白星花金龟幼虫长到3.7cm~3.9cm的老熟幼虫时，收获老熟幼虫，并重新投入符合转化条件的白星花金龟小幼虫。
进一步，所述利用三种环境昆虫连续转化餐厨废弃物的方法的作物秸秆为小麦、玉米、水稻、花生秸秆或蔬菜秧蔓。
本发明的另一目的在于提供一种基于所述利用三种环境昆虫连续转化餐厨废弃物的方法制备的昆虫源蛋白饲料，所述昆虫源蛋白饲料由剩余老熟幼虫经微波烘干后经粉碎、过40目筛后，以2%~15%的比例添加到配合饲料中加工而成。
本发明的另一目的在于提供一种所述昆虫源蛋白饲料在猫、狗、观赏鱼、小龙虾、螃蟹等特种经济动物养殖中的应用。
本发明的另一目的在于提供一种所述昆虫源蛋白饲料在畜禽生态养殖中的应用。
本发明的另一目的在于提供一种基于所述利用三种环境昆虫连续转化餐厨废弃物的方法制备的虫粪基生物肥，所述虫粪基生物肥是将收获的白星花金龟幼虫粪砂添加5%~10%左右的大量元素和适宜比例的微量元素配制而成。
本发明的另一目的在于提供一种所述虫粪基生物肥在生态种植业中的应用。
综上所述，本发明的优点及积极效果为：本发明利用黄粉虫、黑水虻、白星花金龟的取食和排泄特性，将餐厨废弃物预先固液分离和除杂，固形物辅加麦麸粉碎饲喂黄粉虫幼虫，当日完全消化；液体辅加黄粉虫粪沙、作物秸秆干粉、益生菌酵化1d后经黑水虻幼虫转化7d，再经和白星花金龟幼虫混合转化2d后实现完全消化，一个转化周期仅需10d，并且得到在生态种养殖业上应用前景广的三种环境昆虫虫体和白星花金龟幼虫粪砂，实现了餐厨废弃物高速、高效、高值转化处理。本发明剩余老熟幼虫经微波烘干后加工成昆虫源蛋白饲料应用于特种经济动物、畜禽的生态养殖业上。收获的白星花金龟幼虫粪砂配制成虫粪基生物肥应用于生态种植业上。创新实现了餐厨废弃物资源化高效利用和形成经济、社会、生态效益共赢的良性循环产业链。
附图说明
图1是本发明实施例提供的利用三种环境昆虫连续转化餐厨废弃物的方法流程图。
图2是本发明实施例提供的利用三种环境昆虫连续转化餐厨废弃物的方法实现流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种利用三种环境昆虫连续转化餐厨废弃物的方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的利用三种环境昆虫连续转化餐厨废弃物的方法包括以下步骤：
S101：日产日清的餐厨废弃物需封闭运输到三种环境昆虫连续转化餐厨废弃物基地，通过固液分离机分离出固形物，并将液体分离到酵化池中。
S102：固形物经挑选除杂后添加15%~20%的麦麸用搅拌机混合绞碎，调和含水量在40%~45%之间，于当天饲喂1.5cm~2.5cm的黄粉虫幼虫，每标准盒（80cm×40cm×8cm）投喂量以4小时之内吃完为宜。当日实现95%以上的固形物被黄粉虫幼虫完全消化，仅剩下极少量干的杂质和骨头等。1周筛分一次残渣和粪沙，剩余有机物混合粉碎后和粪沙作为酵化餐厨废弃物液体的原料。待黄粉虫幼虫长到2.7cm~2.9cm的老熟幼虫时停止喂料，收获虫体，并补充符合转化条件的小幼虫。
S103：当日在酵化池中加入10%的黄粉虫粪沙和粉碎残渣、15%作物秸秆干粉，并加入2‰益生菌和1‰的腐解菌槽式好氧酵化24h，此时物料的含水量在60%~70%左右，恰好适宜黑水虻幼虫的生长；恰好适宜黑水虻幼虫生长；物料先经5日龄黑水虻幼虫转化7d，再投入2.0cm~3.5cm白星花金龟幼虫连续混合转化2d后，实现餐厨废弃物的完全消化。不断补充两种小幼虫和收获老熟幼虫和白星花金龟幼虫粪砂。
S104：收获的三种环境昆虫老熟幼虫，留足繁育种源，为转化技术系连续不断提供配套的小幼虫，以实现餐厨废弃物全年的转化处理。
在本发明的优选实施例中，步骤S103在高30cm×宽100cm长度不限的养殖池中平铺15cm~20cm上述物料，按1t物料接入5日龄黑水虻幼虫15kg~20kg，幼虫一次性接入，物料按1:2分两次接入（第一次物料高度下降到10cm时接入第二次），转化7d后在黑水虻养殖池中接入过量（10kg~20kg）的2.0cm~3.5cm的白星花金龟幼虫，使二者混合转化2d后，剩余物料和黑水虻排泄混合物全部被白星花金龟幼虫消化，此时养殖池中仅剩下两种环境昆虫幼虫虫体和颗粒状的白星花金龟幼虫粪砂。
在本发明的优选实施例中，步骤S103用4目和8目分离筛将2种虫体和粪砂分离，收获黑水虻老熟幼虫和白星花金龟幼虫粪砂，白星花金龟幼虫再进入符合投放批次条件的黑水虻转化池中，直到白星花金龟幼虫长到3.7cm~3.9cm的老熟幼虫时，收获老熟幼虫，并重新投入符合转化条件的白星花金龟小幼虫。
在本发明的优选实施例中作物秸秆（小麦、玉米、水稻、花生秸秆，蔬菜秧蔓等）干粉（长度在0.1cm~1.0cm之间）；益生菌（使用如金饲料发酵剂（康源绿洲生物科技（北京）有限公司））；腐解菌（使用RW促腐剂（鹤壁市人元生物技术发展有限公司））。
在本发明的优选实施例中剩余老熟幼虫经微波烘干后加工成昆虫源蛋白饲料应用于特种经济动物、畜禽的生态养殖业上，可提高饲喂动物的成活率和育成品质。收获的白星花金龟幼虫粪砂为干燥无味的灰黑色长椭圆型颗粒，有机质、营养元素含量丰富，并含有对作物生长有利的有益菌，是质量非常好的特色生物肥，应用于生态种植业上，对大蒜、韭菜、马铃薯等块茎、根类有很好的增产、改善品质的作用。
本发明针对餐厨废弃物成分复杂、含水量大的特点，结合黄粉虫、黑水虻和白星花金龟三种环境昆虫的取食和排泄特性，将餐厨废弃物预先进行固液分离，分别进行转化。每一批次的餐厨废弃物以10d为一个连续转化周期，最终实现餐厨废弃物的完全消化和得到三种环境昆虫干虫和白星花金龟幼虫粪砂，虫体作为昆虫源蛋白饲料应用于生态养殖业、虫粪砂配制成虫粪基生物肥应用于生态种植业，形成“餐厨废弃物→三种环境昆虫→虫体和虫粪砂→生态种养殖业→消费者→餐厨废弃物”的生态循环产业链。
本发明收获的三种环境昆虫老熟幼虫，留足繁育种源，为转化技术系连续不断提供配套的小幼虫，以实现餐厨废弃物全年的连续转化。剩余老熟幼虫经微波烘干后加工成昆虫源蛋白饲料应用于特种经济动物、畜禽的生态养殖业上。收获的白星花金龟幼虫粪砂为干燥无味的灰黑色长椭圆型颗粒，有机质、营养元素含量丰富，并含有对作物生长有利的有益菌，是质量非常好的特色生物肥， 非常适合应用于生态种植业上。利用三种环境昆虫联合转化餐厨废弃物，将黄粉虫吃湿排干实时转化、黑水虻对水分的耐受性强但排泄物不成形、白星花金龟对粪便和高纤维物料转化力强且其粪砂颗粒状的特性结合起来，充分发挥了三者的协同作用，在辅料添加少、工艺能耗低、转化周期短、无二次污染的前提下保证了餐厨废弃物的高速、高效、高值转化。
转化数据表明：1000m2的厂房，月可转化餐厨废弃物60吨，辅加转化作物秸秆12吨，可产出约4吨的昆虫干品和18吨的白星花金龟粪砂。目前昆虫干品的平均市场价位在1万元/吨，白星花金龟粪砂的市场价位在1000元/吨，这两项昆虫产品仅作为商品出售就可产生月6万元的经济效益。
昆虫源蛋白饲料应用实例表明：在肉小鸡配合饲料中添加5%昆虫干粉原料，肉小鸡育成率达96%，比对照提高约6个百分点；在肉中鸡饲料中添加3%的昆虫干粉原料，肉中鸡可提前一周左右育成，育成品质和风味更佳，售价提高了25%，经济效益提高了近2倍。
虫粪基生物肥应用实例表明：在大蒜小区试验中，以1.50kg/m2做基肥一次性施入，实验组比对照组在当年可以增产25%以上；在马铃薯小区试验中，以1.0kg/m2做基肥一次性施入，实验组比对照组在当年增产30%以上，且商品薯率提高10%以上。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种利用三种环境昆虫连续转化餐厨废弃物的方法，其特征在于，所述利用三种环境昆虫连续转化餐厨废弃物的方法利用黄粉虫、黑水虻、白星花金龟的取食和排泄特性，将餐厨废弃物预先固液分离和除杂，固形物辅加麦麸粉碎饲喂黄粉虫幼虫，当日完全消化；液体辅加黄粉虫粪沙、作物秸秆干粉、益生菌酵化后经黑水虻幼虫转化，再经和白星花金龟幼虫混合转化后实现消化；
所述利用三种环境昆虫连续转化餐厨废弃物的方法包括以下步骤：
第一步，日产日清的餐厨废弃物需封闭运输到三种环境昆虫连续转化餐厨废弃物基地，通过固液分离机分离出固形物，并将液体分离到酵化池中；
第二步，固形物经挑选除杂后添加15%~20%的麦麸用搅拌机混合绞碎，调和含水量40%~45%，于当天饲喂1.5cm~2.5cm的黄粉虫幼虫，每80cm×40cm×8cm标准盒投喂量以4小时之内吃完；当日实现95%以上的固形物被黄粉虫幼虫完全消化；1周筛分一次残渣和粪沙，剩余有机物混合粉碎后和粪沙作为酵化餐厨废弃物液体的原料；待黄粉虫幼虫长到2.7cm~2.9cm的老熟幼虫时停止喂料，收获虫体，并补充符合转化条件的小幼虫；
第三步，当日在酵化池中加入10%的黄粉虫粪沙和粉碎残渣、15%作物秸秆干粉，并加入2‰益生菌和1‰的腐解菌槽式好氧酵化24h，此时物料的含水量在60%~70%；物料先经5日龄黑水虻幼虫转化7d，再投入2.0cm~3.5cm白星花金龟幼虫连续混合转化2d后，实现餐厨废弃物的完全消化；不断补充两种小幼虫和收获老熟幼虫和白星花金龟幼虫粪砂；
第四步，收获的三种环境昆虫老熟幼虫，留足繁育种源。
2.如权利要求1所述的利用三种环境昆虫连续转化餐厨废弃物的方法，其特征在于，所述第三步在高30cm×宽100cm长度不限的养殖池中平铺15cm~20cm上述物料，按1t物料接入5日龄黑水虻幼虫15kg~20kg，幼虫一次性接入，物料按1:2分两次接入，第一次物料高度下降到10cm时接入第二次，转化7d后在黑水虻养殖池中接入10kg~20kg的2.0cm~3.5cm的白星花金龟幼虫，使二者混合转化2d后，剩余物料和黑水虻排泄混合物全部被白星花金龟幼虫消化。
3.如权利要求1所述的利用三种环境昆虫连续转化餐厨废弃物的方法，其特征在于，所述第三步用4目和8目分离筛将2种虫体和粪砂分离，收获黑水虻老熟幼虫和白星花金龟幼虫粪砂，白星花金龟幼虫再进入符合投放批次条件的黑水虻转化池中，直到白星花金龟幼虫长到3.7cm~3.9cm的老熟幼虫时，收获老熟幼虫，并重新投入符合转化条件的白星花金龟小幼虫。
4.如权利要求1所述的利用三种环境昆虫连续转化餐厨废弃物的方法，其特征在于，所述利用三种环境昆虫连续转化餐厨废弃物的方法的作物秸秆为小麦、玉米、水稻、花生秸秆或蔬菜秧蔓。
5.一种基于权利要求1~4任意一项所述利用三种环境昆虫连续转化餐厨废弃物的方法制备的昆虫源蛋白饲料，其特征在于，所述昆虫源蛋白饲料由剩余老熟幼虫经微波烘干后加工而成。
6.一种如权利要求5所述昆虫源蛋白饲料在特种经济动物养殖中的应用。
7.一种如权利要求5所述昆虫源蛋白饲料在畜禽生态养殖中的应用。
8.一种基于权利要求1~4任意一项所述利用三种环境昆虫连续转化餐厨废弃物的方法制备的虫粪基生物肥，其特征在于，所述虫粪基生物肥是将收获的白星花金龟幼虫粪砂配制而成。
9.一种如权利要求8所述虫粪基生物肥在生态种植业中的应用。
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