一种生物降解畜禽养殖废弃物抗生素的方法技术

本发明专利技术公开了一种生物降解畜禽养殖废弃物抗生素的方法，其先取圆褐固氮菌、解磷芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、乳酸菌、葡萄糖、磷酸二氢钾、磷酸一氢钾和硫酸镁搅拌均匀得到菌剂A，再配合N

【技术实现步骤摘要】
一种生物降解畜禽养殖废弃物抗生素的方法


[0001]本专利技术属于畜禽养殖废弃物处理
，具体涉及一种生物降解畜禽养殖废弃物抗生素的方法。

技术介绍

[0002]随着养殖业的迅猛发展，造成畜禽养殖废弃物的产生量突增，其中畜禽粪便排放量可以达到同年工业固体废物排放总量的2倍左右，同时畜禽养殖过程中还会产生大量的废水，以养猪业为例，根据《畜禽养殖业污染物排放标准(GB18596
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2001)》，如果按照集约化畜禽养殖水冲粪工艺的冬季最高允许排水量(1.2m3/百头.天)来计算，全国养猪场每年排放20.40亿吨废水。由粪便和废水组成的畜禽养殖废弃物已经成为农村的重要污染源，其排放量大，有机物浓度高，含有大量的氨、氮、磷和病原微生物，并且普遍重金属和抗生素含量超标，如果得不到有效的处理，将会对周边生态环境和居民的生活环境带来重大污染。
[0003]虽然现有研究发现将畜禽养殖废弃物进行堆肥后可以得到适合植物生长的有机肥料，但是由于现代畜禽养殖业为了提高经济效益，普遍饲喂添加重金属元素的饲料促生长和使用抗生素药物来防治疾病，畜禽摄入的重金属元素和抗生素只有少部分能够吸收利用，其余都通过粪便和尿液排放。采用重金属和抗生素含量超标的畜禽养殖废弃物制备得到的有机肥料，在施用后容易造成土地和水重金属超标，重金属元素被农作物过量吸收，最终通过食物链累积到动物体和人体，造成重金属健康危害。目前针对畜禽养殖废弃物中重金属和抗生素的处理方法主要是采用物化处理方式来钝化猪场粪污中的重金属，使其向植物较难吸收的形态转化，其中包括气浮、低温裂解、生物沥浸、酸化和超声等；同时采用氯化法、高级氧化法、电化学处理法、吸附法、薄膜法、超声空化效应法等去除抗生素的，但是这些技术设备投资大，工艺复杂，能源消耗高，尚不具备规模化处理的条件。

技术实现思路

[0004]针对畜禽养殖废弃物中重金属和抗生素的处理方法中存在的设备投资大，工艺复杂，能源消耗高等不足，本专利技术公开了一种生物降解畜禽养殖废弃物抗生素的方法，采用微生物降解的方式处理养殖粪污中的抗生素、吸附和钝化重金属，降低有毒有害成分，减少植物吸收，同时起到固氮、解磷和解钾作用，有利于后续畜禽养殖废弃物的再利用。
[0005]本专利技术是采用如下技术方案实现的：一种生物降解畜禽养殖废弃物抗生素的方法，其包括以下步骤：（1）取圆褐固氮菌、解磷芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、乳酸菌混合溶于水中，接着加入葡萄糖、磷酸二氢钾、磷酸一氢钾和硫酸镁搅拌均匀得到菌剂A；取N
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异丙基丙烯酰胺、壳聚糖、二甲基丙烯酸乙二醇酯混合溶于水中，接着超声分散5～10min后搅拌加热至50～60℃，再加入过硫酸铵恒温反应3～5h，然后冷却至室温，接着加入菌剂A在速度为300～500r/min的搅拌条件下混合1～2h，然后过滤、干燥得到含有微生物的微球；（2）取枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌和假单胞菌混
合加入琼脂培养基中培养得到菌剂B；所述的枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、假单胞菌和琼脂培养基的质量比为（5～8）:（3～5）:（1～2）:（1～2）:（5～8）:100；（3）将畜禽粪便和畜禽养殖废水搅拌混合，接着加入步骤（1）中得到的微球和步骤（2）中得到的菌剂B混合均匀，再加热至30～40℃恒温处理7～10天得到混料A；所述的畜禽粪便、畜禽养殖废水、微球和菌剂B的质量比为1:（3～5）:（0.05～0.1）:（0.05～1）；（4）取沸石、乙烯基硅烷和乙醇混合后在40～50℃下研磨5～10min得到改性沸石浆液，向改性沸石浆液中加入丙烯酸继续在40～50℃下搅拌反应1～2h，自然冷却至室温后再加入菌剂C混合均匀得到生物絮凝剂；所述的沸石、乙烯基硅烷和乙醇的质量比为10:（0.3～0.5）:（5～10）；所述的丙烯酸、菌剂C和改性沸石浆液的质量比为（2～5）:（1～2）:10；所述菌剂C是将酵母菌和红球菌按照质量比为10:（1～2）的比例混合得到的；（5）向步骤（3）中得到的混料A中加入步骤（4）中得到的生物絮凝剂搅拌反应3～5h，然后静置30～60min过滤得到不含抗生素和重金属的混料B；所述的混料A和生物絮凝剂的质量比为10:（0.5～1）。
[0006]本专利技术采用微生物降解畜禽粪便和畜禽养殖废水中的抗生素，同时钝化重金属，并且采用微生物絮凝的方式将钝化的重金属以及各种杂质去除，降低有毒有害成分，减少植物吸收，而且微生物还起到固氮、解磷和解钾作用，有利于后续畜禽养殖废弃物的再利用。其中，本专利技术根据各菌株的协同效应和拮抗作用，以及发酵产生的代谢产物对菌株的诱导和抑制作用，选取不同种类和不同特性的菌种进行复配，最大化发挥各菌株的协同作用，降低拮抗作用。而且还利用N
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异丙基丙烯酰胺、壳聚糖和二甲基丙烯酸乙二醇酯在过硫酸铵引发剂的作用下交联并且包裹一定量的菌种得到含有微生物的微球，所述的微球可以在处理过程中缓慢释放菌剂，进一步避免了前期部分菌种之间的拮抗作用，同时利用前期微生物发酵的代谢产物对后释放菌种的诱导，提高菌种活力，从而获得更好的作用效果。本专利技术还利用酵母菌和红球菌复配制备生物絮凝剂，同时将沸石、乙烯基硅烷和乙醇混合后进行物理研磨改性，利用乙烯基硅烷对沸石表面改性后，再加入丙烯酸与改性沸石进行交联得到微生物载体，其不仅具有更好的微生物吸附性能，而且还具有良好的疏水性，其不仅可以吸附和固定微生物，提高微生物菌剂的稳定性和活力，促进其与钝化的重金属结合絮凝，从而提高微生物絮凝剂的絮凝效果。
[0007]进一步的，步骤（1）中所述的圆褐固氮菌、解磷芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、乳酸菌、葡萄糖、磷酸二氢钾、磷酸一氢钾、硫酸镁和水的质量比为（3～5）:（1～2）:（1～2）:（1～3）:（5～8）:（10～20）:（0.5～1）:（0.5～1）:（0.2～0.5）:100。通过控制不同菌种的用量，提高各菌种之间的协同作用，提高微生物的固氮、解磷和解钾的作用，同时定量添加葡萄糖、磷酸二氢钾、磷酸一氢钾和硫酸镁等组分，促进菌种繁殖并提高菌种活力。
[0008]进一步的，步骤（1）中所述的干燥是在40～50℃的条件下干燥3～5h。通知控制干燥温度和干燥时间，避免微球中的微生物长时间处于过高的温度环境而失去活力。
[0009]进一步的，步骤（3）中所述的畜禽粪便和畜禽养殖废水搅拌混合后先在120～150℃下灭菌处理，然后再加入微球和菌剂B处理。在120～150℃下处理可以有效杀灭畜禽粪便和畜禽养殖废水中的病菌。
[0010]进一步的，步骤（5）中向步骤（3）中得到的混料A中加入步骤（4）中得到的生物絮凝
剂且在速度为50～100r/min的搅拌条件下反应3～5h。通过控制搅拌速度一方面可以促进生物絮凝剂在混料A中分散，另一方面还可以提高生物絮凝剂和钝化的重金属结合并且沉淀，从而提高絮凝效果。
[0011]上述生物降解畜禽养殖废弃物抗生素的方法的应用，其是将所得到的混料B用于制备液本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物降解畜禽养殖废弃物抗生素的方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）取圆褐固氮菌、解磷芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、乳酸菌混合溶于水中，接着加入葡萄糖、磷酸二氢钾、磷酸一氢钾和硫酸镁搅拌均匀得到菌剂A；取N
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异丙基丙烯酰胺、壳聚糖、二甲基丙烯酸乙二醇酯混合溶于水中，接着超声分散5～10min后搅拌加热至50～60℃，再加入过硫酸铵恒温反应3～5h，然后冷却至室温，接着加入菌剂A在速度为300～500r/min的搅拌条件下混合1～2h，然后过滤、干燥得到含有微生物的微球；（2）取枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌和假单胞菌混合加入琼脂培养基中培养得到菌剂B；所述的枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、假单胞菌和琼脂培养基的质量比为（5～8）:（3～5）:（1～2）:（1～2）:（5～8）:100；（3）将畜禽粪便和畜禽养殖废水搅拌混合，接着加入步骤（1）中得到的微球和步骤（2）中得到的菌剂B混合均匀，再加热至30～40℃恒温处理7～10天得到混料A；所述的畜禽粪便、畜禽养殖废水、微球和菌剂B的质量比为1:（3～5）:（0.05～0.1）:（0.05～1）；（4）取沸石、乙烯基硅烷和乙醇混合后在40～50℃下研磨5～10min得到改性沸石浆液，向改性沸石浆液中加入丙烯酸继续在40～50℃下搅拌反应1～2h，自然冷却至室温后再加入菌剂C混合均匀得到生物絮凝剂；所述的沸石、乙烯基硅烷和乙醇的质量比为10:（0.3～0.5）:（5～10）；所述的丙烯酸、菌剂C和改性沸石浆液的质量比为（2～5）:（1～2）:10；所述菌剂C是将酵母菌和红球菌按照质量比为10:（1～2）的比例混合得到的；（5）向步骤（...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈先锐，张云开，陈程，刘予娴，陈燕蓉，曹洪坤，叶柳健，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：