CN113105275B

CN113105275B - 一种利用黑水虻实现水葫芦资源化利用的方法

Info

Publication number: CN113105275B
Application number: CN202110209659.8A
Authority: CN
Inventors: 鲍文娜; 潘海峰
Original assignee: Zhejiang Lover Health Science and Technology Development Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Lover Health Science and Technology Development Co Ltd
Priority date: 2021-02-25
Filing date: 2021-02-25
Publication date: 2022-12-27
Anticipated expiration: 2041-02-25
Also published as: CN113105275A

Abstract

本发明属于环保技术领域，涉及一种利用黑水虻实现水葫芦资源化利用的方法，包括如下步骤：S1.水葫芦粉碎和水热降解；S2.水葫芦水热降解残渣与辅料复配；S3.将黑水虻幼虫按照万分之一比例，添加到上述复配的混合物料中饲喂，饲喂期间温度维持28℃，混合底物含水率维持在60‑70％；S4.对虫体与混合底物进行分离。S5.鲜虫烘干，混合物料室温下堆沤，得到腐熟后的生物有机肥。该方法不仅工艺简单、无二次污染、处理效率高、周期短，而且资源化利用程度高，并可以带来经济效益。

Description

一种利用黑水虻实现水葫芦资源化利用的方法

技术领域

本发明属于环保技术领域，涉及一种利用黑水虻实现水葫芦资源化利用的方法。

背景技术

水葫芦，学名凤眼莲，雨久花科、凤眼蓝属浮水植物。水葫芦快速生长可有效吸收去除水体中氮磷等营养元素和重金属，广泛应用于富营养化水体治理。但由于水葫芦繁殖能力过强，给水生生态系统和人类活动产生灾难性影响。例如，在富营养水体中，1棵水葫芦一年之内可以产生1.4 亿棵分株, 可以铺满140hm²的水面，鲜重可达28000吨。由于水葫芦快速生长并成为优势物种，会抑制或影响其他物种的生长，破坏生态多样性，造成该地区生态恶化，物种单一。例如，在20 世纪60 年代以前，滇池主要水生植物有16种，水生动物68种；但到了80年代水葫芦快速繁殖后，16 种水生植物已经难觅踪影，68 种原生鱼种已有38种濒临灭绝。另外，当大量水葫芦覆盖整个水面，影响大气与水中气体交换、降低光线对水体穿透力，影响水底生物增长，增加水体CO₂浓度，造成生态危害并降低水产品产量。大量水葫芦会严重堵塞河道，致使航运瘫痪。水葫芦还危及到水厂的安全生产，水泵吸入水葫芦将造成滤池堵塞、自来水厂停产，对城乡饮用水供水造成危害。

目前对河道或湖泊水体中水葫芦清理主要通过打捞收集处理。由于水葫芦打捞量很大，收集后堆放容易腐败变质，易引起二次污染，因此如何实现其资源化利用是打通水葫芦危害治理的关键环节。

如今水葫芦资源化的充分利用还有待进一步探索研究。水葫芦的营养成分极为丰富，不仅含有蛋白质、钙、磷等常规营养成分，而且还含有铁、镁等微量元素以及多种氨基酸，具有巨大的开发利用潜力。目前开发较多的是将其用于制备能源燃料、肥料、饲料，例如可将水葫芦晾晒干化后作为固体燃料，可经水解和发酵制取液体燃料乙醇，可经厌氧发酵产气体燃料（氢气、甲烷等），可堆肥制备有机肥或直接粉碎做田间绿肥，可干燥粉碎做饲料添加剂等。

然而，水葫芦有含水率高、挥发性固体含量低的特点，使得炭化、焚烧、气化和固化成型技术的热值太低，堆肥过程中辅料添加过多，成本太高，工艺时间长。此外水葫芦中的木质素、纤维素含量高，难于降解，厌氧产气量低。在生产饲料方面，由于水葫芦的蛋白含量相对偏低，畜禽的适口性较差。

专利申请公布号为CN108669383A的中国发明专利申请于2018年10月19日公开了一种黑水虻饲料及其制备方法，并具体公开将黑水虻添加至含有餐厨垃圾、肉渣和凤眼莲的饲料中，其饲料的组分比例为餐厨垃圾40-75%、肉渣20-50%、凤眼莲5-20%。上述专利公开的方案还存在一定的缺陷：1.黑水虻饲料中水葫芦的添加方式是将新鲜整株切割成小段，新鲜水葫芦含水率高于90%，其干物质含量低，且在饲料复配过程中，新鲜水葫芦的含量只有5-20%，水葫芦添加量偏少，黑水虻生长过程中更多的吸收的是餐厨垃圾和肉渣中的营养，很难进行水葫芦的大规模资源化利用。2.黑水虻虫体较小，切割成小段的水葫芦相对黑水虻虫体体积过大，且木质素、纤维素含量高，黑水虻难于利用和降解，经济效益低。

发明内容

为了解决水葫芦在处理过程中存在的上述缺陷，本发明提供一种利用黑水虻实现水葫芦资源化利用的方法，既能实现蓝藻的高效处理，又能带来经济效益。

本发明采用以下技术方案加以实现：

所述的一种利用黑水虻实现水葫芦资源化利用的方法，包括如下步骤：

S1.水葫芦粉碎和水热降解，得水解液和水葫芦残渣，水解液保存作有机液肥直接浇灌土壤；

S2.水葫芦残渣与辅料的复配得混合物料，两者复配比例为1:0.3-1；

S3. 将黑水虻幼虫按照万分之一比例，添加到上述复配的混合物料中进行饲喂，饲喂期间温度维持28℃，底物含水率维持在60-70％；

S4.当第一个虫蛹出现，对虫体与混合物料进行分离；

S5. 鲜虫烘干，混合物料室温下堆沤，得到腐熟后的生物有机肥。

作为优选，水葫芦整株需粉碎打浆，并高温水热降解，水热降解方法：将粉碎好的水葫芦浆状物放入密闭的水热反应釜，将罐体加热至200-300℃时，保温1-3小时，冷却后压滤，得到水解液和残渣。其中水解液可作为有机液肥直接浇灌土壤。

作为优选，所述辅料为麸皮、米糠、木屑、餐厨垃圾中的一种或几种混合，调节含水率为60-70%。

作为优选，步骤S3中的黑水虻幼虫选用孵化后培养3天的幼虫。

作为优选，黑水虻幼虫孵化采用如下方法进行：选取黑水虻虫卵，置于孵化室进行孵化，孵化过程中所用饲料为麸皮，麸皮含水率为60-70%，孵化温度28℃，孵化时间3天，之后继续在该物料中培养黑水虻幼虫3天。

作为优选，步骤S4中分离出来的虫体经烘干机烘干至含水率8-12％，得到昆虫蛋白饲料。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1）利用本发明的方法处理水葫芦工艺简单，无残渣、整个方法不存在二次污染；

2）处理效率高，处理周期较短；

3）原料来源广泛，新鲜样无需干燥，前处理方便。

4）资源化利用程度高，将水葫芦转化为昆虫蛋白和生物有机肥，变废为宝，可带来经济效益高。

具体实施方式

以下结合具体的实施例和实验数据对本发明做进一步的说明。应理解，本发明的实施例只用于说明本发明而非限制本发明，在不脱离本发明技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出的各种替换和变更，均应包括在本发明的范围内。

本发明实施例中所述技术方案，如未特别说明，均为常规技术方案，所用试剂或配方若未特别说明，均购自生化商店。

实施例1：

一种利用黑水虻实现水葫芦资源化利用的方法，包括如下步骤：

S1.水葫芦粉碎和水热降解：

将新鲜打捞的水葫芦整株置于粉碎机中粉碎至浆状，将粉碎好的水葫芦浆状物一起放入水热反应釜中，待反应釜装至额定容积后将其密闭，并对罐体进行加热。将罐体加热至200-300℃时，保温1-3小时，待罐体冷却后，得到水热降解产物，经过压滤后，将水解液和残渣分离。水解液可作为有机液肥直接浇灌于土壤；

S2.水葫芦水热降解残渣与辅料的复配：

将水热降解后的水葫芦残渣与餐厨垃圾残渣、麸皮混匀，水葫芦残渣：餐厨垃圾残渣：麸皮的干物质比为4:2:2，调节含水率为60-70%。

S3. 选取黑水虻虫卵孵化，置于孵化室进行孵化，孵化过程中所用饲料为麸皮，含水率为60-70%，孵化温度28℃，孵化时间3天，之后继续在该物料中培养黑水虻幼虫3天；

S4. 将培养了3天的黑水虻幼虫按照万分之一比例，添加到上述混合物料中，喂食10天，处理期间温度维持28℃，混合物料含水率维持在60-70％；

S5. 当第一个虫蛹出现时，用网筛对虫体与混合物料进行分离；

S6. 鲜虫经烘干机烘干至含水率8-12％，得到昆虫蛋白饲料，混合物料室温下堆沤15天，得到腐熟后的生物有机肥。

经黑水虻转化后，物料减少率为70.4%，幼虫死亡率为3.2%，黑水虻平均体重为215mg/虫。

实施例2：

与实施例1的不同在于，将S2中的麸皮替换为米糠，水葫芦残渣：餐厨垃圾残渣：米糠的干物质比为4:2:2，直接将S1中得到的水葫芦残渣、餐厨垃圾残渣和米糠混合，按照S3-S6中的方法进行喂食，经黑水虻转化后，物料减少率为62.3%，幼虫死亡率为4.1%，黑水虻平均体重为196 mg/虫。

实施例3：

与实施例1的不同在于，将S2中的麸皮替换为木屑，水葫芦残渣：餐厨垃圾残渣：木屑的干物质比为4:2:1.5，直接将S1中得到的水葫芦残渣、餐厨垃圾残渣和木屑混合，按照S3-S6中的方法进行喂食，经黑水虻转化后，物料减少率为58.6%，幼虫死亡率为4.3%，黑水虻平均体重为189mg/虫。

实施例4：

与实施例1的不同在于，将S2中的餐厨垃圾残渣去除，水葫芦残渣：麸皮的干物质比为3:1，直接将水葫芦残渣与麸皮混合，按照S3-S6中的方法进行喂食，经黑水虻转化后，物料减少率为57.4%，幼虫死亡率为4.5%，黑水虻平均体重为180 mg/虫。

实施例5：

与实施例1的不同在于，水葫芦粉碎后无水热降解的步骤S1，直接将水葫芦整株粉碎至浆状，不进行水热降解，经压滤后，将水解液和残渣分离。无水热降解的水葫芦残渣，按照S2中的方法进行复配，水葫芦残渣：餐厨垃圾残渣：麸皮的干物质比为4:2:2，按照S3-S6中的方法进行喂食，经黑水虻转化后，物料减少率为35.1%，幼虫死亡率为7.8 %，黑水虻平均体重为150 mg/虫。

Claims

1.一种利用黑水虻实现水葫芦资源化利用的方法，其特征在于,包括如下步骤：

S2.水葫芦残渣与辅料按重量比1:0.3-1的比例复配，得混合物料；

S3. 将黑水虻幼虫按照万分之一比例，添加到上述复配的混合物料中进行饲喂，饲喂期间温度维持28℃，混合物料含水率维持在60-70％；

S4. 当步骤S3中第一个虫蛹出现时，对虫体与混合物料进行分离；

S5. 鲜虫烘干，混合物料室温下堆沤，得到腐熟后的生物有机肥，完成水葫芦的资源化利用。

2.根据权利要求1所述的一种利用黑水虻实现水葫芦资源化利用的方法，其特征在于，水葫芦粉碎和水热降解通过如下方法进行：

水葫芦整株粉碎打浆，将粉碎好的水葫芦浆状物放入密闭的水热反应釜，罐体加热至200-300℃时，保温1-3小时，冷却后压滤，得到水解液和水葫芦残渣。

3.根据权利要求1或2所述的一种利用黑水虻实现水葫芦资源化利用的方法，其特征在于，所述辅料为麸皮、米糠、木屑、餐厨垃圾中的一种或几种混合，辅料含水率控制在60-70%。

4.根据权利要求1所述的一种利用黑水虻实现水葫芦资源化利用的方法，其特征在于，步骤S3中的黑水虻幼虫选用孵化后培养3天的幼虫。

5.根据权利要求4所述的一种利用黑水虻实现水葫芦资源化利用的方法，其特征在于，黑水虻幼虫孵化采用如下方法进行：

选取黑水虻虫卵，置于孵化室进行孵化，孵化过程中所用饲料为麸皮，麸皮含水率为60-70%，孵化温度28℃，孵化时间3天，之后继续在该物料中培养黑水虻幼虫3天。

6.根据权利要求1所述的一种利用黑水虻实现水葫芦资源化利用的方法，其特征在于，步骤S4中分离出来的虫体经烘干机烘干至含水率8-12％，得到昆虫蛋白饲料。