利用鸡粪残留物和小球藻渣制备生物有机肥的方法

摘要

本发明公开了利用鸡粪残留物和小球藻渣制备生物有机肥的方法，属于微生物技术领域。本发明通过混合鸡粪残留物与小球藻渣，采用高温微好氧发酵技术，解决粪便处理处置所造成的二次污染，实现家禽粪便综合开发和高值化利用，生物有机肥的指标符合《生物有机肥执行标准》(NY 884‑2012)，方法工序简便、操作性强，解决藻渣及家禽粪便残渣含水量高、难分解、堆肥占地面积大等问题，可实现规模化、工业化生产。

说明书

技术领域

本发明涉及利用鸡粪残留物和小球藻渣制备生物有机肥的方法，属于微生物技术领域。

背景技术

近年来，随着家禽业养殖模式逐渐向规模化、集约化发展，所产生的粪便大幅度增加。由于家禽消化道很短，饲料在消化道内停留时间短，对饲料的消化吸收率低，粪便中有许多未被消化吸收的营养物质(粗蛋白28％，纯蛋白11.3％，脂肪2.35％，纤维12.7％及丰富的钙、磷、钾等元素)。大量家禽粪便直接排放导致农业生态环境恶化，成为我国农业污染最主要的污染源之一。

随着世界能源危机的不断加剧，寻找持续可再生、环境友好型能源成为各国政府关注焦点。藻类具有分布广、生物量大、光合效率高、适应力强、生长周期短、产量高等特点，生长代谢过程中，胞内自身合成大量生物油脂(甘油三酯)，以C

目前，本领域中通常以生物技术为引领和依托，开展家禽粪便厌氧发酵生产沼气等技术的开发和利用，然而粪便残留物和藻渣的处理处置会造成二次污染。

发明内容

为了解决目前存在的问题，本方法通过混合鸡粪残留物与小球藻渣，采用高温微好氧发酵技术，解决粪便处理处置所造成的二次污染，实现家禽粪便综合开发和高值化利用。

本发明提供了一种制备生物有机肥的方法，所述方法是将鸡粪残留物与小球藻渣混合连续发酵，获得生物有机肥。

在本发明的一种实施方式中，所述方法包括以下步骤：

(1)新鲜鸡粪通过板框过滤后，滤液用于微生态分解获得鸡粪微生态降解液，残渣即鸡粪残留物，作为制备生物有机肥的原料之一；

(2)将获得的鸡粪微生态降解液作为培养基培养小球藻，以促进小球藻过量合成生物油脂，提取小球藻的胞内甘油三酯；

(3)将被提取油脂后的小球藻的藻渣和过滤的鸡粪残留物进行好氧堆肥，定期检测发酵产物营养成分，制备生物有机肥。

在本发明的一种实施方式中，步骤(1)是将新鲜鸡粪通过板框过滤后，将滤液用去离子水稀释2倍后，置于摇床中，控制摇床转速为50-200rpm，溶解氧浓度为1.8-7.2mg/L，温度为28℃，反应5d，该过程即为鸡粪滤液的微生态分解。

在本发明的一种实施方式中，步骤(1)鸡粪微生态降解液的总氮含量为0.5-1.5mg/L。

在本发明的一种实施方式中，步骤(2)是采用间歇添加、恒流速或分阶段添加鸡粪微生态降解液的方式，培养小球藻200h，促进细胞浓度增长和油脂合成。

在本发明的一种实施方式中，以鸡粪微生态降解液作为培养基培养小球藻，具体是全自动发酵罐KFT-5L(KoBioTechco.，Ltd，韩国)中装发酵培养基3.0L，接种量10％(v/v)，搅拌转速200rpm，通气量1.2vvm，温度范围28-30℃，pH6，采用pH电极进行在线检测，通过自动加料泵流加3mol/L H

在本发明的一种实施方式中，向工作体积为3L的全自动发酵罐间歇添加鸡粪微生态降解液的量为200-600mL。

在本发明的一种实施方式中，向工作体积为3L的全自动发酵罐恒流速添加鸡粪微生态降解液的量为5-20ml/L/d。

在本发明的一种实施方式中，采用超声破壁法提取小球藻胞内甘油三酯。

在本发明的一种实施方式中，将鸡粪残留物与小球藻渣按(8.5～9.5):(1.5～0.5)(w％:w％)比例混合。

在本发明的一种实施方式中，将鸡粪残留物与小球藻渣混合物置于一体化连续高温微好氧发酵装置中，根据营养成分检测结果添加辅料，辅料包括活性污泥、餐厨垃圾等，C/N比控制在23-28，含水量控制在52-68％，容重控制在0.4-0.8g/cm

在本发明的一种实施方式中，所述好氧堆肥具体可以采用CN106116734A中的好氧堆肥装置中进行。

本发明的优点：

本发明围绕家禽粪便资源化关键技术和装置进行攻关，本发明所涉及的方法工序简便、操作性强，解决藻渣及家禽粪便残渣含水量高、难分解、堆肥占地面积大等问题，可实现规模化、工业化生产。

具体实施方式

发酵培养基：葡萄糖20g/L，酵母粉1g/L，甘氨酸1g/L，pH6.0。

油脂测定：将冷冻干燥细胞研磨成粉末状，放入纱布内，将纱布包好塞在锥形瓶口，锥形瓶内加入60mL环己烷，用酒精灯加热，环己烷蒸发，油脂溶解于环己烷，油脂滴于锥形瓶中，一段时间后，不再有油脂滴下。实验前后分别称粉末重量，两者相减获得油脂重量，用油脂重量除以培养液体积得到相应油脂浓度。

含氮量的测定：碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法(GB 11894-89)。

细胞浓度测定：收集培养液，8000rpm离心10min，去上清液，收集细胞蒸馏水洗涤三次后冷冻干燥。

生物有机肥的有机质、水分、pH、粪大肠菌群数、蛔虫卵死亡率等指标的测定：《生物有机肥执行标准》(NY 884-2012)。

实施例1

(1)鸡粪微生态降解液：将新鲜鸡粪通过板框过滤后，将滤液用去离子水稀释2倍后，置于摇床中进行微生态降解，控制摇床转速为50rpm，溶解氧浓度为1.8mg/L，温度为28℃，经过5d降解后得到鸡粪微生态降解液，鸡粪微生态降解液中总氮含量为0.5mg/L。将鸡粪微生态降解液在高压灭菌锅(121℃)中灭菌15min，待用。

(2)小球藻培养：全自动发酵罐KFT-5L(KoBioTechco.，Ltd，韩国)中装发酵培养基3.0L，接种量10％(v/v)，搅拌转速200rpm，通气量1.0vvm，培养温度28℃，采用pH电极进行在线检测，通过自动加料泵流加3mol/L H

(3)提取甘油三酯：以CN104730161A中记载的方法提取小球藻内的甘油三酯。提取油脂后的藻渣备用。

(4)发酵：将鸡粪残留物和小球藻渣按8.5:1.5的比例置于CN106116734A《有机固体废弃物的好氧堆肥装置和好氧堆肥方法》中的好氧堆肥装置中(容重100公斤)中，发酵温度快速上升到50℃，发酵5天结束后，测发酵产物的有机质、水分、pH、粪大肠菌群数、蛔虫卵死亡率等指标，如表1所示。

表1发酵产物的各项指标

结果分析：由表1可知，获得的发酵产物符合《生物有机肥执行标准》(NY 884-2012)。

实施例2

(1)鸡粪微生态降解液：将新鲜鸡粪通过板框过滤后，将滤液用去离子水稀释2倍后，置于摇床中进行微生态降解，控制摇床转速为200rpm，溶解氧浓度为7.2mg/L，温度为28℃，经过5d降解后得到鸡粪微生态降解液，鸡粪微生态降解液中总氮含量为1.5mg/L。将鸡粪微生态降解液在高压灭菌锅(121℃)中灭菌15min，待用。

(2)小球藻培养：全自动发酵罐KFT-5L(KoBioTechco.，Ltd，韩国)中装发酵培养基3.0L，接种量20％(v/v)，搅拌转速200rpm，通气量1.5vvm，培养温度28℃，采用pH电极进行在线检测，通过自动加料泵流加3mol/L H

(3)提取甘油三酯：以CN104730161A中记载的方法提取小球藻内的甘油三酯。提取油脂后的藻渣备用。

(4)发酵：将鸡粪残留物和小球藻渣按9.5:0.5的比例置于CN106116734A《有机固体废弃物的好氧堆肥装置和好氧堆肥方法》中的好氧堆肥装置中(容重100公斤)中，发酵温度快速上升到50℃，发酵5天结束后，测发酵产物的有机质、水分、pH、粪大肠菌群数、蛔虫卵死亡率等指标，如表2所示。

表2发酵产物的各项指标

结果分析：由表2可知，获得的发酵产物符合《生物有机肥执行标准》(NY 884-2012)。

实施例3

(1)鸡粪微生态降解液：将新鲜鸡粪通过板框过滤后，将滤液用去离子水稀释2倍后，置于摇床中进行微生态降解，控制摇床转速为100rpm，溶解氧浓度为5.6mg/L，温度为28℃，经过5d降解后得到鸡粪微生态降解液，鸡粪微生态降解液中总氮含量为0.9mg/L。将鸡粪微生态降解液在高压灭菌锅(121℃)中灭菌15min，待用。

(2)小球藻培养：全自动发酵罐KFT-5L(KoBioTechco.，Ltd，韩国)中装发酵培养基3.0L，接种量15％(v/v)，搅拌转速200rpm，通气量1.3vvm，培养温度28℃，采用pH电极进行在线检测，通过自动加料泵流加3mol/L H

(3)提取甘油三酯：以CN104730161A中记载的方法提取小球藻内的甘油三酯。提取油脂后的藻渣备用。

(4)发酵：将鸡粪残留物和小球藻渣按9.0:1.0的比例置于CN106116734A《有机固体废弃物的好氧堆肥装置和好氧堆肥方法》中的好氧堆肥装置中(容重100公斤)中，发酵温度快速上升到50℃，发酵5天结束后，测发酵产物的有机质、水分、pH、粪大肠菌群数、蛔虫卵死亡率等指标，如表3所示。

表3发酵产物的各项指标

结果分析：由表3可知，获得的发酵产物符合《生物有机肥执行标准》(NY 884-2012)。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。