利用微生物高效降解畜禽养殖废弃物中抗生素的方法技术

本发明专利技术提供利用微生物高效降解畜禽养殖废弃物中抗生素的方法，属于可再生能源开发利用与环境保护技术领域，包括收集抗生素污染的畜禽粪便和农作物废弃物；将粉碎后的农作物废弃物和经过处理的畜禽粪便按照一定比例混合后，调节含水量至总固体的质量分数为7.2‑8.8％，加入接种物，搅拌均匀，中温厌氧发酵5‑8d后，加入外源添加剂，搅拌均匀，继续中温厌氧发酵25‑35天；该外源添加剂包括复合菌剂和促进剂；该促进剂包括胞苷‑5’‑二磷酸胆碱钠盐和2‑羟基柠檬酸。本发明专利技术提供的利用微生物高效降解畜禽养殖废弃物中抗生素的方法具有抗生素去除率高、资源化利用率高、周期短、绿色环保的优点。

【技术实现步骤摘要】
利用微生物高效降解畜禽养殖废弃物中抗生素的方法
本专利技术属于可再生能源开发利用与环境保护
，具体涉及利用微生物高效降解畜禽养殖废弃物中抗生素的方法。
技术介绍
厌氧发酵又称为厌氧消化或厌氧生物处理，是指在厌氧条件下，发酵原料(畜禽粪便、农作物秸秆、生活垃圾等)在厌氧微生物的共同作用下，通过生物化学反应分解生成CH4和CO2的过程。沼气是一种由CH4、CO2和少量的N2、H2等混合而成的可燃性气体。1m3沼气的热值约为23MJ(标准状况下)，其中1m3CH4的高位热值为39MJ、低位热值为35.9MJ(标准状况下)，由此可看出，沼气作为一种可再生气体燃料，热值足够高，可以充分应用在生产生活的各个领域当中。目前，我国农业畜牧业目前正处于高速发展、提高水平的关键时期，动物因为养殖数量的大量增长，疾病的发生频率越来越高，病情也越来越复杂，这使得抗生素在防治动物疾病陷入使用频率和数量私自加大的误区。由于我国畜牧业从业人员专业素质参差不齐，很多人为了追求短期高效经济利益，不遵循科学使用方法而过度滥用抗生素，造成了动物体内大量的抗生素不能被利用，食用含有兽用抗生素的肉类后会严重危害身体健康；还有部分抗生素随粪便、尿液排出体外污染土壤和大气环境，抗生素随之走入大众视线。近些年来，很多学者开始研究抗生素对厌氧发酵的作用，发现抗生素对厌氧发酵的抑制作用明显且持续时间较长。现有技术如公开号为CN108503399A的中国专利技术专利，公开了一种高效去除畜禽粪便中抗生素的处理方法，包括如下步骤：采集新鲜畜禽粪便，粪便经过冷冻干燥，过筛，测定抗生素含量；将粉碎后的农作物废弃物和经过处理的新鲜畜禽粪便按照一定比例的重量百分比混合后，加入接种物进行厌氧发酵10～20天；厌氧发酵产生的沼气作为生活用气，物料经分离得到沼渣；使用沼渣混入一定比例的农作物废弃物和经过处理的新鲜畜禽粪便，进行高温好氧堆肥10～20天，得到沼渣有机肥。该专利技术经过厌氧发酵和高温堆肥实现高效去除畜禽粪便中残留的抗生素，并且得到沼气和沼渣有机肥产品等副产品，是对农业废弃物安全、高效的再利用，拓展了农业废弃物的产业链，延长了资源利用节，是对农业循环经济的有力推动。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种抗生素去除率高、资源化利用率高、周期短、绿色环保的利用微生物高效降解畜禽养殖废弃物中抗生素的方法。本专利技术为实现上述目的所采取的技术方案为：提供一种利用微生物高效降解畜禽养殖废弃物中抗生素的方法，包括以下步骤：S1、收集抗生素污染的畜禽粪便和农作物废弃物，将农作物废弃物风干后粉碎；S2、将粉碎后的农作物废弃物和经过处理的畜禽粪便按照一定比例混合后，调节含水量至总固体的质量分数为7.2-8.8％，加入接种物，搅拌均匀，中温厌氧发酵5-8d后，加入外源添加剂，搅拌均匀，继续中温厌氧发酵25-35天；上述外源添加剂包括复合菌剂和促进剂；上述复合菌剂包括假单胞菌、屎肠球菌、鞘氨醇单胞菌、节杆菌、产碱菌；上述促进剂包括胞苷-5’-二磷酸胆碱钠盐和2-羟基柠檬酸。胞苷-5’-二磷酸胆碱钠盐和2-羟基柠檬酸按一定的比例组合后，能够提高厌氧发酵过程中纤维素酶活性，为抗生素降解菌的生长提供能量，同时能够促进抗生素降解菌分泌胞外聚合物，增强细菌与抗生素之间的静电引力或氢键作用，便于降解菌对抗生素进行生物降解，提高抗生素的生物降解量，进而减少抗生素对厌氧发酵的抑制作用，提高沼气产量。优选地，上述步骤S2中粉碎的农作物废弃物和畜禽粪便的质量比例为2:3-5。优选地，上述复合菌剂中假单胞菌、屎肠球菌、鞘氨醇单胞菌、节杆菌、产碱菌的菌数比为5:14:12:16:17。优选地，上述促进剂中胞苷-5’-二磷酸胆碱钠盐和2-羟基柠檬酸的质量比为2.2-2.8:1。优选地，上述抗生素包括磺胺类、喹诺酮类、四环素、土霉素、金霉素中的一种或多种。优选地，上述步骤S2中接种物加入的同时还加入3-羟基犬尿氨酸。3-羟基犬尿氨酸能够降低厌氧发酵初期抗生素对发酵相关微生物代谢活性的影响，能够提高厌氧发酵过程中对挥发性脂肪酸的利用，减少挥发性脂肪酸的积累，加快发酵初期甲烷的产生速度，进而提高总产气量。优选地，上述3-羟基犬尿氨酸的加入量为接种物的2.8-3.5％(m/m)。本专利技术还提供一种利用微生物高效降解畜禽养殖废弃物中抗生素的方法在畜禽养殖废弃物无害化处理中的用途。本专利技术由于采用了由胞苷-5’-二磷酸胆碱钠盐和2-羟基柠檬酸按照2.2-2.8:1质量比组合制成的促进剂，因而具有如下有益效果：能够提高厌氧发酵过程中纤维素酶活性，为抗生素降解菌的生长提供能量，同时能够促进抗生素降解菌分泌胞外聚合物，增强细菌与抗生素之间的静电引力或氢键作用，便于降解菌对抗生素进行生物降解，提高抗生素的生物降解量，进而减少抗生素对厌氧发酵的抑制作用，提高沼气产量。本专利技术由于采用了在发酵初期加入3-羟基犬尿氨酸，因而具有如下有益效果：能够降低厌氧发酵初期抗生素对发酵相关微生物代谢活性的影响，能够提高厌氧发酵过程中对挥发性脂肪酸的利用，减少挥发性脂肪酸的积累，加快发酵初期甲烷的产生速度，进而提高总产气量。因而，本专利技术是一种抗生素去除率高、资源化利用率高、周期短、绿色环保的利用微生物高效降解畜禽养殖废弃物中抗生素的方法。附图说明图1为本专利技术试验例1中纤维素酶活性的测定结果；图2为本专利技术试验例1中胞外多聚物含量的测定结果；图3为本专利技术试验例1中沼渣、沼液中抗生素含量的测定结果；图4为本专利技术试验例1中抗生素降解率的测定结果；图5为本专利技术试验例2中AWCD的测定结果；图6为本专利技术试验例2中挥发性脂肪酸的测定结果；图7为本专利技术试验例2中甲烷产气速率的测定结果；图8为本专利技术试验例2中累积产气量的测定结果。具体实施方式除非另外说明，本文所提及的所有出版物、专利申请、专利和其他参考文献都以整体援引的方式并入本文中，如同将其全文进行阐述。除非另外定义，本文所使用的所有技术和科学术语具有本专利技术所属领域普通技术人员通常所理解的相同含义。在相抵触的情况下，则以本说明书中的定义为准。当以范围、优选范围或一系列上限优选值和下限优选值给出数量、浓度或其他数值或参数时，应理解其具体公开了由任何较大的范围限制或优选值和任何较小的范围限制或优选值的任何一对数值所形成的所有范围，而无论这些范围是否分别被公开。例如，当描述“1至5”的范围时，所描述的范围应解释为包括“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等范围。除非另有说明，在本文描述数值范围之处，所述的范围意图包括范围端值和范围内的所有整数和分数。另外，在本专利技术的要素或组分之前的词语“一”和“一种”意图表示对于该要素或组分的出现(即发生)次数没有限制性。因此，“一”或“一种”应理解为包括一种或至少一种，除非明确表示数量为单数，否则单数形式的所述要素或组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用微生物高效降解畜禽养殖废弃物中抗生素的方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、收集抗生素污染的畜禽粪便和农作物废弃物，将农作物废弃物风干后粉碎；/nS2、将粉碎后的农作物废弃物和经过处理的畜禽粪便按照一定比例混合后，调节含水量至总固体的质量分数为7.2-8.8％，加入接种物，搅拌均匀，中温厌氧发酵5-8d后，加入外源添加剂，搅拌均匀，继续中温厌氧发酵25-35天；/n所述外源添加剂包括复合菌剂和促进剂；/n所述复合菌剂包括假单胞菌、屎肠球菌、鞘氨醇单胞菌、节杆菌、产碱菌；/n所述促进剂包括胞苷-5’-二磷酸胆碱钠盐和2-羟基柠檬酸。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用微生物高效降解畜禽养殖废弃物中抗生素的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、收集抗生素污染的畜禽粪便和农作物废弃物，将农作物废弃物风干后粉碎；
S2、将粉碎后的农作物废弃物和经过处理的畜禽粪便按照一定比例混合后，调节含水量至总固体的质量分数为7.2-8.8％，加入接种物，搅拌均匀，中温厌氧发酵5-8d后，加入外源添加剂，搅拌均匀，继续中温厌氧发酵25-35天；
所述外源添加剂包括复合菌剂和促进剂；
所述复合菌剂包括假单胞菌、屎肠球菌、鞘氨醇单胞菌、节杆菌、产碱菌；
所述促进剂包括胞苷-5’-二磷酸胆碱钠盐和2-羟基柠檬酸。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述农作物废弃物和畜禽粪便的质量比例为2:3-5，优选质量比例为1:2。


3.根据权利要求1所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：嘉兴市爵拓科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33