CN110590096A - 一种生态粪污净化剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及粪污生物处理技术领域，具体涉及一种生态粪污净化剂及其制备方法，按重量份计该净化剂包括：玉米粉6~12份，活性炭粉2~4份，麸皮粉22~28份，沸石粉50~60份，蒙脱石粉10~12份，炭化稻壳20~30份，丝兰提取物12~20份，β‑葡聚糖1~4份，复合菌剂2~4份；所述复合菌剂为枯草芽孢杆菌、乳酸菌、纳豆菌、酵母菌，其质量比为（1~3）：（1~6）：（1~5）：（1~7）。本发明充分利用各添加原料的协同作用，将其用于粪污臭味净化处理，能有效降低由于粪污发酵或其他方式产生的大量氨气、硫化氢等恶臭气体，并快速有效分解及吸附粪污中的多种有机质。
Description
技术领域
本发明涉及粪污处理领域，具体涉及一种生态粪污净化剂及其制备方法。
背景技术
随着我国畜禽养殖业的迅速发展，畜禽养殖生产集约化规模越来越成为发展主流，但在行业变化中也会产生一些新的发展问题，例如：养殖场及其周边环境污染问题日益突出，未处理的畜禽粪污中大量的氮、磷、矿物元素及其产生的氨、硫化氢等恶臭气体，不仅对养殖场周围居民带来嗅觉上的不适，还严重地恶化了空气、水体及土壤的质量，破坏了生态平衡，如何有效的处理畜禽养殖所产生的粪污臭味问题成为养殖场必须面对解决的一个现实棘手问题。
目前畜禽粪污的处理方式主要有燃烧法、氧化法、吸收吸附法、中和脱臭法等，但都存在着处理效率较低、易产生二次污染等弊端，并且粪污的臭味也仍旧存在，严重地给周边环境造成影响，影响周围宜居生态的可持续健康发展。现有技术中还有利用微生物除味，但是由于微生物活性等问题，微生物除味剂作用时间短，除味效果不明显。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的问题，提供了一种生态粪污净化剂。
本发明的另一个目的在于提供上述生态粪污净化剂的制备方法。
本发明的另一个目的在于提供上述生态粪污净化剂在畜禽粪污处理中的应用。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
一种生态粪污净化剂，按重量份计包括：玉米粉6~12份，活性炭粉2~4份，麸皮粉22~28份，沸石粉50~60份，蒙脱石粉10~12份，炭化稻壳20~30份，丝兰提取物12~20份，β-葡聚糖1~4份，复合菌剂2~4份；所述复合菌剂为枯草芽孢杆菌、乳酸菌、纳豆菌、酵母菌，质量比为（1~3）：（1~6）：（1~5）：（1~7）。
优选地，按重量份计包括：玉米粉8~10份，活性炭粉3~3.5份，麸皮粉24~27份，沸石粉52~56份，蒙脱石粉11~11.5份，炭化稻壳20~30份，丝兰提取物12~20份，β-葡聚糖1~4份，复合菌剂2~4份；所述枯草芽孢杆菌、乳酸菌、纳豆菌、酵母菌的质量比为（1~3）：（1~6）：（1~5）：（1~7）。
优选地，按重量份计包括：玉米粉9份，活性炭粉3.2份，麸皮粉25份，沸石粉54份，蒙脱石粉1.3份，炭化稻壳27份，丝兰提取物17份，β-葡聚糖3份，复合菌剂3份；所述枯草芽孢杆菌、乳酸菌、纳豆菌、酵母菌的质量比为（1~3）：（1~6）：（1~5）：（1~7）。
上述粪污净化剂采用物理吸附结合微生物降解的方式提高了净化能力。其中，活性炭、沸石粉、蒙脱石以及炭化稻壳为主要的物理吸附剂。由于物理吸附对臭气中的主要成分（氨气、硫化氢以及挥发性的油脂）的吸附能力有限，物理吸附剂达到吸附饱和量时，结合复合菌剂的作用，此时，复合菌剂对物理吸附剂中吸附物质进行分解或再次吸附，使物理吸附剂的吸附平衡移动，能够再次活化，吸附更多的物质，从而更有利于臭味源物质的吸附，提高对挥发性刺激气体的净化作用，使其净化能力更佳。丝兰提取物主要分解氨气，进一步增强了整体的降低臭味能力。
此外，为了提高复合菌剂活性，采用玉米粉和麸皮粉增加粪污中的营养物质，进一步提升其促进物理吸附的能力。另外，在研究过程中发现通过添加少量的β-葡聚糖可以进一步提高复合菌剂的活性，提高对粪污的净化效果，主要原因是复合菌剂对粪污处理过程中，由于发酵过程温度升高，菌的活性降低，添加了β-葡聚糖可以改善菌的活性，使其能够在温度稍高的情况下发挥菌剂的作用，增强活性。
优选地，玉米粉、麦麸粉经粉碎，颗粒细度都在35~50目，更优选为40目。
优选地，上述活性炭粉、沸石粉、蒙脱石粉以及炭化稻壳细度都在90~120目，更优选为100目。
优选地，所述枯草芽孢杆菌、乳酸菌、纳豆菌、酵母菌的质量比为1:1:1:1。
本发明同时提供上述生态粪污净化剂的制备方法，包括以下步骤：
S1.将枯草芽孢杆菌，乳酸菌，纳豆菌，酵母菌按照比例混匀均匀，得到复合菌剂；
S2.在温度为30~40℃，相对湿度为70%~80%的条件下，将步骤S1的复合菌剂在玉米粉中活化20~40h，更优选活化时间为36h，得到活化后的复合菌剂；
S3. 将活性炭粉、麸皮粉、沸石粉、蒙脱石粉、炭化稻壳、丝兰提取物和β-葡聚糖按照配比进行混合，再加入步骤S2活化后的复合菌剂，即得。
优选地，所述步骤S2中温度为37℃，相对湿度为75%。
进一步地，本发明同时保护所述生态粪污剂在畜禽粪污处理中的应用。
优选地，所述生态粪污净味剂的添加量为粪污量的0.3%~0.5%。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
本发明提供的一种生态粪污净化剂及其制备方法，充分利用各添加原料的有机协同作用，将其用于粪污臭味净化处理，能有效降低吸附粪污中大量的氮、磷、矿物元素及其产生的氨、硫化氢等恶臭气体，并利用经优化筛选的复合菌剂，能快速有效分解粪污中的多种含氮有机质。发挥效果主要在于：1）利用活性炭、沸石粉、蒙脱石以及炭化稻壳对臭源中挥发性气体和臭源固体含氮有机质进行固气双相多重吸附，减轻其向周围环境挥发扩散的目的；2）优化筛选的复合菌剂与玉米粉、麸皮粉充分混合，达到菌种扩繁的作用，进一步扩大生态粪污净味剂中的菌剂数量；3）复合菌剂可有效快速降低臭源中的含氮有机质成分，达到净味效率高，安全环保，从而实现臭源的快速无害化净化处理。4）；丝兰提取物进一步协同促进降解氨气的能力，使得物质间降低臭味能力发挥效果更好；5）采用β-葡聚糖作为复合菌的活性促进剂，提高复合菌对氨氮以及硫化氢等刺激气味物质的清除作用。本发明提供的生态粪污净味剂，可从根本上解决畜禽粪污处理过程中的臭味气体，从而净化养殖场畜禽粪污及其后加工过程中对周围环境、生态、民居带来的负面影响。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例和对比例将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
除特殊说明，本实施例、对比例以及实验例中所用的设备均为常规实验设备，所用的材料、试剂均为市售可得。
实施例1
一种生态粪污净化剂，按重量份计包括：玉米粉12份，活性炭粉2份，麸皮粉28份，沸石粉50份，蒙脱石粉12份，炭化稻壳20份，丝兰提取物20份，β-葡聚糖1份，复合菌剂4份；所述复合菌剂为枯草芽孢杆菌、乳酸菌、纳豆菌、酵母菌按照比例为2：5：3：4。
所述生态粪污净化剂的制备方法，包括以下步骤：
S1.将枯草芽孢杆菌，乳酸菌，纳豆菌，酵母菌按照比例混匀均匀，得到复合菌剂；
S2.在温度为30℃，相对湿度为80%的条件下，将步骤S1的复合菌剂在玉米粉中活化20h，得到活化后的复合菌剂；
S3. 将活性炭粉、麸皮粉、沸石粉、蒙脱石粉、炭化稻壳、丝兰提取物和β-葡聚糖按照配比进行混合，再加入步骤S2活化后的复合菌剂，即得。
步骤S2中复合菌剂在玉米粉中活化的具体操作为，将玉米粉打浆形成玉米浆盛入发酵罐中，按照1~10%的接种量接种复合菌剂。控制发酵温度在30℃，相对湿度在80%，发酵20h。使用时，生态粪污净味剂的添加量为粪污量的0.5%。
实施例2
一种生态粪污净化剂，按重量份计包括：玉米粉6份，活性炭粉4份，麸皮粉22份，沸石粉60份，蒙脱石粉10份，炭化稻壳30份，丝兰提取物12份，β-葡聚糖4份，复合菌剂4份；所述复合菌剂为枯草芽孢杆菌、乳酸菌、纳豆菌、酵母菌按照比例为3：6：5：7。
所述生态粪污净化剂的制备方法，包括以下步骤：
S1.将枯草芽孢杆菌，乳酸菌，纳豆菌，酵母菌按照比例混匀均匀，得到复合菌剂；
S2.在温度为40℃，相对湿度为70%的条件下，将步骤S1的复合菌在玉米粉中活化40h，得到活化后的复合菌剂；
S3. 将活性炭粉、麸皮粉、沸石粉、蒙脱石粉、炭化稻壳、丝兰提取物和β-葡聚糖按照配比进行混合，再加入步骤S2活化后的复合菌剂，即得。
步骤S2中复合菌剂在玉米粉中活化的具体操作为，将玉米粉打浆形成玉米浆盛入发酵罐中，按照1~10%的接种量接种复合菌剂。控制发酵温度在30℃，相对湿度在80%，发酵20h。生态粪污净味剂的添加量为粪污量的0.3%。
实施例3
一种生态粪污净化剂，按重量份计包括：玉米粉9份，活性炭粉3.2份，麸皮粉25份，沸石粉54份，蒙脱石粉1.3份，炭化稻壳27份，丝兰提取物17份，β-葡聚糖3份，复合菌剂3份；所述复合菌剂为枯草芽孢杆菌、乳酸菌、纳豆菌、酵母菌按照比例为1：1：1：1。
所述生态粪污净化剂的制备方法，包括以下步骤：
S1.将枯草芽孢杆菌，乳酸菌，纳豆菌，酵母菌按照比例混匀均匀，得到复合菌剂；
S2.在温度为37℃，相对湿度为75%的条件下，将步骤S1的复合菌在玉米粉中活化36h，得到活化后的复合菌剂；
S3. 将活性炭粉、麸皮粉、沸石粉、蒙脱石粉、炭化稻壳、丝兰提取物和β-葡聚糖按照配比进行混合，再加入步骤S2活化后的复合菌剂，即得。
步骤S2中复合菌剂在玉米粉中活化的具体操作为，将玉米粉打浆形成玉米浆盛入发酵罐中，按照1~10%的接种量接种复合菌剂。控制发酵温度在30℃，相对湿度在80%，发酵20h。生态粪污净味剂的添加量为粪污量的0.4%。
对比例1
一种生态粪污净化剂，按重量份计包括：玉米粉9份，活性炭粉3.2份，麸皮粉25份，沸石粉54份，蒙脱石粉1.3份，炭化稻壳27份，丝兰提取物17份，β-葡聚糖3份，复合菌剂3份；所述复合菌剂为乳酸菌、纳豆菌、酵母菌按照比例为1：1：1。制备方法与使用方法同实施例3。
与实施例3相比，本对比例中缺少枯草芽孢杆菌。
对比例2
一种生态粪污净化剂，按重量份计包括：玉米粉9份，麸皮粉25份，沸石粉54份，蒙脱石粉1.3份，炭化稻壳27份，丝兰提取物17份，β-葡聚糖3份，复合菌剂3份；所述复合菌剂为枯草芽孢杆菌、乳酸菌、纳豆菌、酵母菌按照比例为1：1：1：1。制备方法、应用同实施例3。
与实施例3相比，本对比例缺少活性炭粉。
对比例3
一种生态粪污净化剂，按重量份计包括：玉米粉9份，活性炭粉3.2份，麸皮粉25份，沸石粉54份，蒙脱石粉1.3份，炭化稻壳27份，β-葡聚糖3份，复合菌剂3份；所述复合菌剂为枯草芽孢杆菌、乳酸菌、纳豆菌、酵母菌按照比例为1：1：1：1。制备方法、应用同实施例3.
与实施例3相比，本对比例缺少丝兰提取物。
对比例4
一种生态粪污净化剂，按重量份计包括：玉米粉9份，活性炭粉3.2份，麸皮粉25份，沸石粉54份，蒙脱石粉1.3份，炭化稻壳27份，丝兰提取物17份，复合菌剂3份；所述复合菌剂为枯草芽孢杆菌、乳酸菌、纳豆菌、酵母菌按照比例为1：1：1：1。制备方法、应用同实施例3。
与实施例3相比，本对比例缺少β-葡聚糖。
对比例5
与实施例3相比，净化剂组成相同，制备方法中步骤S2中活化时间为12h。
实验例
将210kg的鲜鸡粪混合均匀，平均分成7份，每份30kg，分别平铺与地面积为1.5m2、高1.5m的7个六面体密闭空间内，每组分别与实施例和对比例的净化剂混合，对照组不做处理，将粪便铺成厚度为5cm，各组环境条件相同，每组两个重复，共测试三批，每批实验7d。分别与测试第3d和第7d测定NH3和H2S浓度，采气时，滤泡吸管的进气口离地面20cm，以容量法测定NH3浓度，以碘滴定发测定H2S浓度。测试记过如表1所示。
从上表可以看出本发明提供的实施例1至3与对照组相比，实施例在除去粪污中的NH3和H2S上效果更好。对比例1由于复合菌中缺少枯草芽孢杆菌，其除NH3和H2S的效果明显减弱。对比例2和对比例3分别缺失了活性炭粉和丝兰提取物，二者的主要作用是起到物理吸附的作用，说明活性炭粉、沸石粉、蒙脱石粉、炭化稻壳和丝兰提取物整体一起使用时，效果更好。对比例4由于缺失β-葡聚糖，复合菌剂在处理过程中活性降低，导致去除NH3和H2S的效果明显减弱，说明β-葡聚糖起到了积极的活化复合菌剂活性的效果。对比例5由于复合菌的活化时间减少，削弱了其发挥分解净化能力。
Claims (8)
1.一种生态粪污净化剂，其特征在于，按重量份计包括：玉米粉6~12份，活性炭粉2~4份，麸皮粉22~28份，沸石粉50~60份，蒙脱石粉10~12份，炭化稻壳20~30份，丝兰提取物12~20份，β-葡聚糖1~4份，复合菌剂2~4份；所述复合菌剂为枯草芽孢杆菌、乳酸菌、纳豆菌、酵母菌，质量比依次为（1~3）：（1~6）：（1~5）：（1~7）。
2.根据权利要求1所述生态粪污净化剂，其特征在于，按重量份计包括：玉米粉8~10份，活性炭粉3~3.5份，麸皮粉24~27份，沸石粉52~56份，蒙脱石粉11~11.5份，炭化稻壳20~30份，丝兰提取物12~20份，β-葡聚糖1~4份，复合菌剂2~4份；所述枯草芽孢杆菌、乳酸菌、纳豆菌、酵母菌，质量比依次为：（1~3）：（1~6）：（1~5）：（1~7）。
3.根据权利要求1所述生态粪污净化剂，其特征在于，按重量份计包括：玉米粉9份，活性炭粉3.2份，麸皮粉25份，沸石粉54份，蒙脱石粉1.3份，炭化稻壳27份，丝兰提取物17份，β-葡聚糖3份，复合菌剂3份；所述枯草芽孢杆菌、乳酸菌、纳豆菌、酵母菌的质量比为（1~3）：（1~6）：（1~5）：（1~7）。
4.根据权利要求1至3任一项所述生态粪污净化剂，其特征在于，所述枯草芽孢杆菌、乳酸菌、纳豆菌、酵母菌的质量比为1:1:1:1。
5.一种权利要求1至3任一项所述生态粪污净化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将枯草芽孢杆菌，乳酸菌，纳豆菌，酵母菌按照比例混匀均匀，得到复合菌剂；
S2.在温度为30~40℃，相对湿度为70%~80%的条件下，将步骤S1的复合菌剂在玉米粉中活化20~40h，得到活化后的复合菌剂；
S3.将活性炭粉、麸皮粉、沸石粉、蒙脱石粉、炭化稻壳、丝兰提取物和β-葡聚糖按照配比进行混合，再加入步骤S2活化后的复合菌剂，即得。
6.根据权利要求5所述生态粪污净化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中温度为37℃，相对湿度为75%。
7.权利要求1至3任一项所述生态粪污剂在畜禽粪污处理中的应用。
8.根据权利要求7所述生态粪污在畜禽粪污处理中的应用，其特征在于，所述生态粪污净味剂的添加量为粪污量的0.3%~0.5%。
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