CN114568393A - 利用黑水虻资源化处理猪粪污垃圾的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及养殖行业中废弃物资源化利用技术领域，具体涉及一种利用黑水虻资源化处理猪粪污垃圾的方法，包括如下步骤：猪粪便、猪尿液和黑水虻虫粪料混合，再加入酸碱调节剂控制pH值控制在4.5～7.5，以猪尿液调节含水率在55～70％，添加发酵微生物菌剂后，在60～65℃环境下好氧发酵2～4天，得培养料；用该培养料孵化并饲养黑水虻至3到7日龄，然后按每1kg黑水虻幼虫加入20‑50kg比例的培养料开始饲养，控温22～32℃，饲养7～13天，然后将黑水虻幼虫与黑水虻虫粪分离。本发明方法不但可以解决猪粪污垃圾的环保问题，还能提高黑水虻产量，增加生猪养殖企业经济效益，实现绿色低碳生猪养殖产业可持续发展。
Description
技术领域
本发明涉及养殖行业中废弃物资源化利用技术领域，具体涉及一种利用黑水虻资源化处理猪粪污垃圾的方法。
背景技术
畜牧业是农业农村经济的支柱产业，是农业现代化的标志性产业。2020年我国畜牧业总产值突破4万亿元，达40266.67亿元，占农业总产值的比重达29.2％，但同时造成大量动物粪污垃圾严重影响生态环境。根据中研网统计表明2020年我国畜禽粪污总排放量超40亿吨，生猪粪污排放总量达7.46亿吨，大量动物粪粪污垃圾严重制约了我国现代畜牧业的健康快速发展。推进利用黑水虻对动物粪污垃圾实现低碳绿色与资源化处理，既可解决畜牧业养殖的环保问题，减少碳排放量，又可实现生态农业的有益循环，促进我国碳中和政策的实施，具有十分诱人的应用前景。
黑水虻(Hermetia illucens L.)是属于节足动物门(phylum Arthropoda)、昆虫纲(class Insecta)、双翅目(order Diptera)、水虻科(family Stratiomyidae)的昆虫。体长为13mm至20mm且整体颜色为黑色。它们的栖息地分布在包括美国、印度、澳大利亚、越南、韩国等在内的整个世界范围，近些年传入我国，已广布于海南、广东、广西、福建、上海、云南、台湾地区、湖南、湖北等地。2013年10月，联合国粮农组织将黑水虻列入《可食用昆虫报告》，作为替代畜禽蛋白饲料的资源性昆虫，并在全世界倡导使用，黑水虻幼虫在自然界以动物粪便、动植物尸体等腐烂的有机物为食，可将食物高效地转化为自身营养物质，是自然界碎屑食物链中的重要一环。
中国专利(CN112514855)公开的“一种利用猪粪尿养殖黑水虻幼虫的方法”，为黑水虻幼虫提供较佳的生长环境，充分利用消耗猪粪尿，实现有效和环保地处理猪粪尿。中国专利(CN108935340)公开的“一种利用猪粪人工养殖黑水虻的方法”，采用猪粪饲养黑水虻，生成的黑水虻作为动物饲料，处理后的猪粪作为肥料合作，实现资源循环利用。中国专利(CN109007284)公开的“一种利用黑水虻处理猪粪制备蛋白饲料的方法”，先把猪粪进行预处理和发酵处理制备成培养料，再培养黑水虻制备蛋白饲料，该专利既能解决猪粪污染环境的问题、又能增加高蛋白饲料来源、实现生态农业良性发展等特点。中国专利(CN109007284) 公开的“一种利用黑水虻进行猪粪资源化处理的方法”，将猪粪与油料饼粕混合，再用枯草芽孢杆菌进行发酵，再进行饲养黑水虻，该方法不仅能够解决猪粪的环境污染、抗生素残留及人体健康等问题，还能够为饲料及肥料行业提供营养丰富的黑水虻幼虫及虫砂。
发明内容
本发明提供了一种利用黑水虻资源化处理猪粪污垃圾的方法，对猪粪污垃圾实现资源化利用并解决其环境污染问题，同时提高生猪养殖企业经济效益，实现绿色低碳生猪养殖产业可持续发展，还高效利用养殖场猪粪污垃圾提高黑水虻产量。
为了实现本发明目的，所采用的技术方案为：
利用黑水虻资源化处理猪粪污垃圾的方法，包括如下步骤：
(1)收集猪粪便和猪尿液，加入饲养后的黑水虻虫粪料，再加入酸碱调节剂一起混合均匀，pH值控制在4.5～7.5，以猪尿液调节含水率在55～70％，添加发酵微生物菌剂后，在60～65℃环境下好氧发酵2～4天，得培养料；
(2)黑水虻的孵化：将上述配制好的培养料按照每平方米面积铺设5～10 厘米厚的比例均匀铺于养殖盒底，称取黑水虻虫卵放于纸板上，盖上纱网，控温24～32℃，孵化3～7天(幼虫长至米粒大小)；
(3)按每1kg黑水虻幼虫加入20-50kg比例的培养料开始饲养，控温22～ 32℃，饲养7～13天，然后将黑水虻幼虫与黑水虻虫粪分离。
作为优选，步骤(1)中猪粪污垃圾与黑水虻的虫粪料加入的重量比为100： 25～50。
作为优选，步骤(1)中所的酸碱调节剂包括酸性物和碱性物，酸性物为柠檬酸、乳酸、酒石酸、苹果酸中的任意一种或多种；碱性物为氢氧化钙、碳酸钾、碳酸钠、柠檬酸钠、柠檬酸钾、碳酸氢钠、乙酸钠中的一种或多种的混合物。更优选的，酸碱调节剂的加入量与混合物的重量比为1:500～1000。
优选的，步骤(1)中发酵微生物菌剂为乳酸菌、芽孢杆菌、日本甲虫类芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、粪嗜冷杆菌中的任意一种或多种。
优选的，步骤(1)中含水率为65～70％。
优选的，步骤(2)中黑水虻虫卵的加入量与混合物的重量比为1:2000～5000。
优选的，步骤(3)中将黑水虻幼虫与黑水虻虫粪分离采用筛分法，根据实际情况选择筛目，将黑水虻幼虫有效筛分出来。
作为优选，步骤(1)所述的饲养后的黑水虻虫粪料来源于步骤(3)分离出的黑水虻虫粪。
猪饲料大多都是高营养饲料和粗饲料，因此一般来说肥料成分比牛粪有机肥多，而土壤蓬松效果比牛粪有机肥低，因此适合持续释放有机物，本发明提供的养殖黑水虻的方法，在猪粪污垃圾中添加黑水虻的虫粪(含水率在50～ 55％)后，不仅可以调节合适的含水率，而且可使猪粪污垃圾粘度下降，透气性好，黑水虻生长速度快，活力强，黑水虻产量较高。不但解决了猪粪污垃圾，还彻底解决了生猪养殖场的环保问题，提高生猪养殖企业经济效益，实现绿色低碳生猪养殖产业可持续发展。
黑水虻的虫粪料中还有大量有益微生物，加入到新型的猪粪污垃圾后可快速繁殖，不仅能够很好的分解猪粪污垃圾中的有机物，而且产生大量菌体蛋白，这些菌体蛋白能够被黑水虻利用。黑水虻的虫粪料具有疏松多孔的结构，加入到新鲜的猪粪污垃圾后，不仅能够调整合适的含水率和pH值，还能降低猪粪污垃圾的粘度，利于黑水虻生长，在养殖过程中发现加入黑水虻的虫粪料的黑水虻活力较强，生长速度快。因为猪粪污垃圾中含有丰富的蛋白质、尿素等含氮营养物质，再加入黑水虻的虫粪料中丰富的纤维素类物质形成了良好的微生物培养基，微生物大量繁殖，产生菌体蛋白等营养物质共养殖黑水虻成长利用。
以江苏锦丰生态食品集团有限公司生态养猪场养殖的一头生猪为例，从断奶后6.0kg饲养至130kg，饲养过程中，一头生猪共排出750kg的粪污垃圾(粪便300kg和尿液450kg)，如按照新鲜的粪便添加微生物菌剂直接发酵后饲养黑水虻，仅仅得到51～57kg的黑水虻幼虫。目前江苏锦丰生态食品集团有限公司生态养猪场养的尿液采入沼气发电技术实现无害化处理。采用本发明的方法，一头生猪共排出750kg的粪污垃圾(粪便300kg和尿液450kg)，直接将猪的粪便与尿液同时收集，得到含水率85～105％的猪粪尿混合物，再添加黑水虻的虫粪料，调节pH值，发酵2天后再饲养黑水虻，可以得到181kg以上的黑水虻幼虫。饲养后的黑水虻虫粪料一部分可加入到下一批物料中实现循环利用，多余部分制备有机肥，不但可以解决猪粪污垃圾的环保问题，还能提高黑水虻产量，增加生猪养殖企业经济效益，实现绿色低碳生猪养殖产业可持续发展。
具体实施方式
本发明不局限于下列具体实施方式，本领域一般技术人员根据本发明公开的内容，可以采用其他多种具体实施方式实施本发明的，或者凡是采用本发明的设计结构和思路，做简单变化或更改的，都落入本发明的保护范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
实验组：新鲜的生猪粪污垃圾110kg(粪便50kg和尿液60kg)，添加40kg 上批饲养黑水虻所产生的虫粪料，混合均匀，用柠檬酸、柠檬酸钠和碳酸氢钠三元混合物调节pH值为4.5，含水率为55％，混合物料堆放在养殖池，在65℃环境下好氧发酵2天。取上述混合物料10kg，按照每平方米面积铺设5～10厘米厚的比例混合物饲料均匀铺于养殖盒底，将5克黑水虻虫卵集中放到养殖盒内，温度控制在32℃，孵化3天得黑水虻幼虫，并继续饲养得6日龄黑水虻幼虫。
对照组：取新鲜的生猪粪便50kg，在65℃环境下好氧发酵2天。取发酵物料10kg，按照每平方米面积铺设5～10厘米厚的比例混合物饲料均匀铺于养殖盒底，将5克黑水虻虫卵集中放到养殖盒内，温度控制在32℃，孵化3天得黑水虻幼虫，并继续饲养得6日龄黑水虻幼虫。
实验组与对照组分别添加6日龄的黑水虻幼虫1.5kg。在32℃环境中继续饲养12天，实验组经过筛分后得到长大后的黑水虻幼虫32.5kg；对照组过筛后得到长大后的黑水虻幼虫8.5kg，可知道实验组粪污垃圾(粪便50kg和尿液60kg) 培养了32.5kg的黑水虻，而对照组50kg粪便只培养了8.5kg的黑水虻，实验组产量增加到3.82倍，而且还能有效处理110kg生猪粪污垃圾。
实施例二
实验组1：新鲜的生猪粪污垃圾110kg(粪便50kg和尿液60kg)，添加40kg 上批饲养黑水虻所产生的虫粪料，混合均匀，用乳酸、氢氧化钙、乙酸钠三元混合物调节pH值为7.5，含水率为70％，添加发酵微生物菌剂后，混合物料堆放在养殖池，在60℃环境下好氧发酵2天。取上述混合物料10kg，按照每平方米面积铺设5～10厘米厚的比例混合物饲料均匀铺于养殖盒底，将2克黑水虻虫卵集中放到养殖盒内，温度控制在28℃，孵化3天得黑水虻幼虫，并继续饲养得6日龄黑水虻幼虫。
实验组2：新鲜的生猪粪污垃圾110kg(粪便50kg和尿液60kg)，添加40kg 上批饲养黑水虻所产生的虫粪料，混合均匀，不加酸碱调节，经检测pH值8.8，含水率为70％，添加发酵微生物菌剂后，混合物料堆放在养殖池，在60℃环境下好氧发酵2天。取发酵物料10kg，按照每平方米面积铺设5～10厘米厚的比例混合物饲料均匀铺于养殖盒底，将2克黑水虻虫卵集中放到养殖盒内，温度控制在28℃，孵化3天得黑水虻幼虫，并继续饲养得6日龄黑水虻幼虫。
对照组1：取新鲜的生猪粪便50kg，添加发酵微生物菌剂后，在60℃环境下好氧发酵2天。取发酵物料10kg，按照每平方米面积铺设5～10厘米厚的比例混合物饲料均匀铺于养殖盒底，将2克黑水虻虫卵集中放到养殖盒内，温度控制在28℃，孵化3天得黑水虻幼虫，并继续饲养得6日龄黑水虻幼虫。
实验组1和实验组2与对照组分别添加6日龄的黑水虻幼虫1.5kg，在28℃环境中继续饲养12天，实验组1经过筛分后得到长大后的黑水虻幼虫38.5kg；实验组1经过筛分后得到长大后的黑水虻幼虫15.5kg；对照组过筛后得到长大后的黑水虻幼虫9.5kg，可以知道实验组1粪污垃圾(粪便50kg和尿液60kg) 产生了38.5kg的黑水虻，而对照组50kg粪便只产生了9.5kg的黑水虻，实验组 1产量增加到4.05倍，同时还有效处理了110kg生猪粪污垃圾。
实验组2由于没有添加酸酸调节剂，效果果较差。实验组1培养了38.5kg 的黑水虻，实验组2仅仅培养了15.5kg的黑水虻，实验组2培养的黑水虻只有实验组1培养的黑水虻40.2％。
实施例三:
收集新鲜的生猪粪污垃圾100kg(粪便45kg和尿液55kg)，添加50kg上批饲养黑水虻所产生的虫粪，混合均匀，用苹果酸、氢氧化钙、碳酸钠三元混合物调节pH值为6.0，含水率为65％，添加发酵微生物菌剂后，混合物料堆放在养殖池，在65℃环境下好氧发酵2天。取发酵物料10kg，按照每平方米面积铺设5～10厘米厚的比例混合物饲料均匀铺于养殖盒底，将5克黑水虻虫卵集中放到养殖盒内，温度控制在32℃，孵化3天得黑水虻幼虫，，并继续饲养得5 日龄黑水虻幼虫。添加5日龄的黑水虻幼虫1.2kg，在24℃环境中继续饲养12 天，过筛后得到长大后的黑水虻幼虫35.2k g，同时有效处理了100kg生猪粪污垃圾。
实施例四:
收集新鲜的生猪粪污垃圾100kg(粪便45kg和尿液55kg)，添加25kg上批饲养黑水虻所产生的虫粪，混合均匀，用酒石酸、碳酸钾、柠檬酸钾三元混合物调节pH值为5.5，含水率为60％，添加发酵微生物菌剂后，混合物料堆放在养殖池，在63℃环境下好氧发酵2天。取发酵物料10kg，按照每平方米面积铺设5～10厘米厚的比例混合物饲料均匀铺于养殖盒底，将5克黑水虻虫卵集中放到养殖盒内，温度控制在32℃，孵化3天得黑水虻幼虫，并继续饲养得5 日龄黑水虻幼虫。添加5日龄的黑水虻幼虫1.2kg，在24℃环境中继续饲养12 天，过筛后得到长大后的黑水虻幼虫25.8k g，同时有效处理了100kg生猪粪污垃圾。
实施例五:
收集新鲜的生猪粪污垃圾100kg(粪便50kg和尿液50kg)，添加30kg上批饲养黑水虻所产生的虫粪，混合均匀，用柠檬酸钠、柠檬酸及酒石酸三元混合物调节pH值为7.0，含水率为68％，添加发酵微生物菌剂后，混合物料堆放在养殖池，在64℃环境下好氧发酵2天。取发酵物料10kg，按照每平方米面积铺设5～10厘米厚的比例混合物饲料均匀铺于养殖盒底，将5克黑水虻虫卵集中放到养殖盒内，温度控制在32℃，孵化3天得黑水虻幼虫，并继续饲养得6 日龄黑水虻幼虫。添加6日龄的黑水虻幼虫1.3kg，在30℃环境中继续饲养11 天，过筛后得到长大后的黑水虻幼虫30.2k g，同时有效处理了100kg生猪粪污垃圾。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.利用黑水虻资源化处理猪粪污垃圾的方法，包括如下步骤：
(1)收集猪粪便和猪尿液，加入饲养后的黑水虻虫粪料，再加入酸碱调节剂一起混合均匀，pH值控制在4.5～7.5，以猪尿液调节含水率在55～70％，添加发酵微生物菌剂后，在60～65℃环境下好氧发酵2～4天，得培养料；
(2)黑水虻的孵化：将上述配制好的培养料按照每平方米面积铺设5～10厘米厚的比例均匀铺于养殖盒底，称取黑水虻虫卵放于纸板上，盖上纱网，控温24～32℃，孵化3～7天；
(3)按每1kg黑水虻幼虫加入20-50kg比例的培养料开始饲养，控温22～32℃，饲养7～13天，然后将黑水虻幼虫与黑水虻虫粪分离。
2.根据权利要求1所述的利用黑水虻资源化处理猪粪污垃圾的方法，其特征在于：步骤(1)中猪粪污垃圾与黑水虻的虫粪料加入的重量比为100：25～50。
3.根据权利要求1所述的利用黑水虻资源化处理猪粪污垃圾的方法，其特征在于：步骤(1)中所的酸碱调节剂包括酸性物和碱性物，酸性物为柠檬酸、乳酸、酒石酸、苹果酸中的任意一种或多种；碱性物为氢氧化钙、碳酸钾、碳酸钠、柠檬酸钠、柠檬酸钾、碳酸氢钠、乙酸钠中的一种或多种的混合物。
4.根据权利要求3所述的利用黑水虻资源化处理猪粪污垃圾的方法，其特征在于：步骤(1)中酸碱调节剂的加入量与混合物的重量比为1:500～1000。
5.根据权利要求1所述的利用黑水虻资源化处理猪粪污垃圾的方法，其特征在于：步骤(1)中发酵微生物菌剂为乳酸菌、芽孢杆菌、日本甲虫类芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、粪嗜冷杆菌中的任意一种或多种。
6.根据权利要求1所述的利用黑水虻资源化处理猪粪污垃圾的方法，其特征在于：步骤(1)中含水率为65～70％。
7.根据权利要求1所述的利用黑水虻资源化处理猪粪污垃圾的方法，其特征在于：步骤(2)中黑水虻虫卵的加入量与混合物的重量比为1:2000～5000。
8.根据权利要求1所述的利用黑水虻资源化处理猪粪污垃圾的方法，其特征在于：步骤(1)所述的饲养后的黑水虻虫粪料来源于步骤(3)分离出的黑水虻虫粪。
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