申请日2018.10.12
公开(公告)日2019.01.18
IPC分类号C12N1/20; C12N1/16; C12N1/14; C05G3/00; C05F17/00; A23K10/18; A01N63/00; A01N63/02; A01N63/04; A01P3/00; A01P1/00; A01P7/04; A01P7/02; A01P21/00; C12R1/125; C12R1/07; C12R1/10; C12R1/11; C12R1/69; C12R1/885
摘要
本发明涉及生物发酵工程技术领域，具体是一种利用畜禽粪便污水、养殖污水发酵培养微生物的方法，特别涉及采用畜禽粪便污水、养殖污水来制备培养基，发酵培养微生物的方法。第一步：畜禽粪便污水、养殖污水的处理;第二步：培养基的制备;第三步：接种培养。本发明利用畜禽粪便污水、养殖污水来发酵培养微生物，充分利用污水中的蛋白质、氨基酸、N、P、中微量元素等进行发酵生产，生产的微生物又可以用作饲料添加剂、微生物农药和微生物肥料。使得畜禽粪便污水、养殖污水得到绿色、环保的循环利用。本发明将畜禽养殖过程中产生的废水资源化利用，用来培养养殖业、种植业中所需的有益微生物，解决了目前困扰行业的难题，属于开创性课题，对保护生态环境也具有重大意义。
权利要求书
1.一种利用畜禽粪便污水、养殖污水发酵培养微生物的方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步：畜禽粪便污水、养殖污水的处理
将畜禽养殖污水经过固液分离，取0.75-0.95份上清液，备用;
或者将畜禽粪便经过固液分离，放置，取0.64-0.82份上清液，备用;
或者将畜禽粪便、养殖污水在沼气池发酵20-55天，固液分离，取0.66-0.86份上清液，备用;
或者将畜禽粪便、养殖污水经过固液分离，液相进生化污水处理池，处理5-20天，取0.62-0.84份上清液，备用;
第二步：培养基的制备
液体培养基的制备：将第一步制备的上清液与清水以1:0-10的比例混合，再加入0.01-0.08份的豆粕粉、0.01-0.06份的玉米面、0.01-0.03份的葡萄糖、0.001-0.005份的蛋白胨、0.001-0.005份的酵母粉、0.0005-0.005份的硫酸锰、0.0005-0.005份的磷酸二氢钾、0.0005-0.005份硫酸镁，充分混合，pH调到6.8-7.5之间，121±2℃灭菌30分钟;
固体培养基的制备：将第一步制备的上清液与清水以1:0-10的比例混合，再加入到0.3-1.2份的麸皮、0.2-0.8份的玉米面、0.2-0.6份的豆粕粉、0.0005-0.005份的硫酸锰、0.0005-0.005份的磷酸二氢钾、0.0005-0.005份硫酸镁混合物中，121±2℃灭菌120分钟;
第三步：接种培养
将枯草芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、硅酸盐芽孢杆菌、酵母菌、米曲菌、木霉菌或放线菌菌种接种到液体或固体培养基中;液体培养基的培养条件为32-37℃，通气比为0.5-1.5，转速为60-300转/min，培养20-72小时，发酵获得发酵液;固体培养基的培养条件为28-32℃，定期搅拌，培养24-96小时，得到固体培养物。
2.权利要求1所述的一种利用畜禽粪便污水、养殖污水发酵培养微生物的方法获得的发酵液或固体培养物在微生物肥料、微生物农药或饲料添加剂中的作用。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述发酵获得的发酵液，再添加0-99.99份的经过腐熟的畜禽粪便或含有机质的工业副产物、0-1份黄腐酸钾、0-0.5份的磷酸二氢钾、0-55份的尿素、0-0.05份甘油、0-0.005份的钼酸铵、0-0.005份硫酸亚铁、0-60份的磷酸一铵、0-50份的硫酸钾，制备成微生物肥料、微生物农药或饲料添加剂;所述固体培养物，再添加0-99.99份的经过腐熟的畜禽粪便或含有机质的工业副产物、0-1份黄腐酸钾、0-0.5份的磷酸二氢钾、0-55份的尿素、0-0.05份甘油、0-0.005份的钼酸铵、0-0.005份硫酸亚铁、0-60份的磷酸一铵、0-50份的硫酸钾，制备成微生物肥料、微生物农药或饲料添加剂。
4.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述发酵获得的发酵液，经过喷雾干燥，制备成含100亿-5000亿/g活菌的菌粉，再添加0-99.99份的经过腐熟的畜禽粪便或含有机质的工业副产物、0-1份黄腐酸钾、0-0.5份的磷酸二氢钾、0-55份的尿素、0-0.05份甘油、0-0.005份的钼酸铵、0-0.005份硫酸亚铁、0-60份的磷酸一铵、0-50份的硫酸钾，制备成微生物肥料、微生物农药或饲料添加剂;旋风分离固体发酵物得到纯孢子粉，再添加0-99.99份的经过腐熟的畜禽粪便或含有机质的工业副产物、0-1份黄腐酸钾、0-0.5份的磷酸二氢钾、0-55份的尿素、0-0.05份甘油、0-0.005份的钼酸铵、0-0.005份硫酸亚铁、0-60份的磷酸一铵、0-50份的硫酸钾，制备成微生物肥料、微生物农药或饲料添加剂。
说明书
一种利用畜禽粪便污水、养殖污水发酵培养微生物的方法
技术领域
本发明涉及生物发酵工程技术领域，具体是一种利用畜禽粪便污水、养殖污水发酵培养微生物的方法，特别涉及采用畜禽粪便污水、养殖污水来制备培养基，发酵培养微生物的方法。
背景技术
上世纪80年代以来，我国的养殖业进入快速的发展阶段，但养殖业产生的畜禽粪便污水、养殖污水和其他污水排入江河湖泊中，有害成分一旦进入地下水中，可造成持久性的有机污染，极难治理、恢复。目前畜禽粪便污水、养殖污水的处理问题是影响企业持续发展的一个重大问题。随着国家环保税的开征，国家环保政策的越来越重视环境问题，畜禽粪便污水、养殖污水的处理急需一种环保的、绿色处理方法。
畜禽粪便污水、养殖污水中含有大量的可溶性蛋白、氨基酸、N、P、中微量元素等，这些都是微生物生长所需要的物质，在畜禽粪便污水、养殖污水中在添加一部分玉米面、豆粕粉、麸皮、糖等物质，或用畜禽粪便污水、养殖污水来代替固体培养基的工业用水，可以制备成微生物发酵生产的生产培养基。其中生产的微生物包括枯草芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、白僵菌、米曲霉、放线菌等又是很好的饲料添加剂、微生物农药和微生物肥料。
发明内容
本发明为了解决畜禽粪便污水、养殖污水对环境造成的污染问题，提供了一种利用畜禽粪便污水、养殖污水发酵培养微生物的方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种利用畜禽粪便污水、养殖污水发酵培养微生物的方法，包括如下步骤：
第一步：畜禽粪便污水、养殖污水的处理
将畜禽养殖污水经过固液分离，取0.75-0.95份上清液，备用;
或者将畜禽粪便经过固液分离，放置，取0.64-0.82份上清液，备用;
或者将畜禽粪便、养殖污水在沼气池发酵20-55天，固液分离，取0.66-0.86份上清液，备用;
或者将畜禽粪便、养殖污水经过固液分离，液相进生化污水处理池，处理5-20天，取0.62-0.84份上清液，备用;
第二步：培养基的制备
液体培养基的制备：将第一步制备的上清液与清水以1:0-10的比例混合，再加入0.01-0.08份的豆粕粉、0.01-0.06份的玉米面、0.01-0.03份的葡萄糖、0.001-0.005份的蛋白胨、0.001-0.005份的酵母粉、0.0005-0.005份的硫酸锰、0.0005-0.005份的磷酸二氢钾、0.0005-0.005份硫酸镁，充分混合，pH调到6.8-7.5之间，121±2℃灭菌30分钟;
固体培养基的制备：将第一步制备的上清液与清水以1:0-10的比例混合，再加入到0.3-1.2份的麸皮、0.2-0.8份的玉米面、0.2-0.6份的豆粕粉、0.0005-0.005份的硫酸锰、0.0005-0.005份的磷酸二氢钾、0.0005-0.005份硫酸镁混合物中，121±2℃灭菌120分钟;
第三步：接种培养
将枯草芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、硅酸盐芽孢杆菌、酵母菌、米曲菌、木霉菌或放线菌菌种接种到液体或固体培养基中;液体培养基的培养条件为32-37℃，通气比为0.5-1.5，转速为60-300转/min，培养20-72小时，发酵获得发酵液;固体培养基的培养条件为28-32℃，定期搅拌，培养24-96小时，得到固体培养物。
在本发明中，所能够培养的微生物包括细菌、酵母菌、真菌等。并且所述的畜禽粪便污水包括但不限于猪、牛、羊、鸡、鸭的粪便经过自然沉降、固液分离等分离得到的污水和分离得到的畜禽粪便污水再经过絮凝、生物处理、理化处理等得到污水。所述的畜禽养殖污水包括但不限于猪、牛、羊、鸡、鸭养殖过程中冲洗畜禽养殖场所产生的污水和冲洗畜禽养殖场所产生的污水再经过絮凝、生物处理、理化处理等得到污水。
所述的菌种包括但不限于将枯草芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、硅酸盐芽孢杆菌、酵母菌、米曲菌、木霉菌、放线菌等。
所述的培养基成分包括但不限于畜禽粪便污水、养殖污水、生产用水、玉米面、豆粕粉、葡萄糖、蛋白胨、硫酸锰等。
所述的培养方式，包括发酵工业通用的液体深层培养罐、固体发酵设备，根据各菌种的需要选择适宜生长的培养基，菌体达最大数量时、代谢产物达到最大量，成熟放罐、收集。
本发明进一步提供了利用畜禽粪便污水、养殖污水发酵培养微生物的方法获得的发酵液或固体培养物在微生物肥料、微生物农药或饲料添加剂中的作用。
作为本发明应用技术方案的进一步改进，所述发酵获得的发酵液，再添加0-99.99份的经过腐熟的畜禽粪便或含有机质的工业副产物、0-1份黄腐酸钾、0-0.5份的磷酸二氢钾、0-55份的尿素、0-0.05份甘油、0-0.005份的钼酸铵、0-0.005份硫酸亚铁、0-60份的磷酸一铵、0-50份的硫酸钾，制备成微生物肥料、微生物农药或饲料添加剂;所述固体培养物，再添加0-99.99份的经过腐熟的畜禽粪便或含有机质的工业副产物、0-1份黄腐酸钾、0-0.5份的磷酸二氢钾、0-55份的尿素、0-0.05份甘油、0-0.005份的钼酸铵、0-0.005份硫酸亚铁、0-60份的磷酸一铵、0-50份的硫酸钾，制备成微生物肥料、微生物农药或饲料添加剂。
更进一步的，所述发酵获得的发酵液，经过喷雾干燥，制备成含100亿-5000亿/g活菌的菌粉，再添加0-99.99份的经过腐熟的畜禽粪便或含有机质的工业副产物、0-1份黄腐酸钾、0-0.5份的磷酸二氢钾、0-55份的尿素、0-0.05份甘油、0-0.005份的钼酸铵、0-0.005份硫酸亚铁、0-60份的磷酸一铵、0-50份的硫酸钾，制备成微生物肥料、微生物农药或饲料添加剂;旋风分离固体发酵物得到纯孢子粉，再添加0-99.99份的经过腐熟的畜禽粪便或含有机质的工业副产物、0-1份黄腐酸钾、0-0.5份的磷酸二氢钾、0-55份的尿素、0-0.05份甘油、0-0.005份的钼酸铵、0-0.005份硫酸亚铁、0-60份的磷酸一铵、0-50份的硫酸钾，制备成微生物肥料、微生物农药或饲料添加剂。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
利用畜禽粪便污水、养殖污水来发酵培养微生物，充分利用污水中的蛋白质、氨基酸、N、P、中微量元素等进行发酵生产，生产的微生物又可以用作饲料添加剂、微生物农药和微生物肥料。使得畜禽粪便污水、养殖污水得到绿色、环保的循环利用。本发明将畜禽养殖过程中产生的废水资源化利用，用来培养养殖业、种植业中所需的有益微生物，解决了目前困扰行业的难题，属于开创性课题，对保护生态环境也具有重大意义。
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。
一种利用畜禽粪便污水、养殖污水发酵培养微生物的方法，包括如下步骤：
第一步：畜禽粪便污水、养殖污水的处理
将畜禽养殖污水经过固液分离，取0.75-0.95份上清液，备用;
或者将畜禽粪便经过固液分离，放置，取0.64-0.82份上清液，备用;
或者将畜禽粪便、养殖污水在沼气池发酵20-55天，固液分离，取0.66-0.86份上清液，备用;
或者将畜禽粪便、养殖污水经过固液分离，液相进生化污水处理池，处理5-20天，取0.62-0.84份上清液，备用;
第二步：培养基的制备
液体培养基的制备：将第一步制备的上清液与清水以1:0-10的比例混合，再加入0.01-0.08份的豆粕粉、0.01-0.06份的玉米面、0.01-0.03份的葡萄糖、0.001-0.005份的蛋白胨、0.001-0.005份的酵母粉、0.0005-0.005份的硫酸锰、0.0005-0.005份的磷酸二氢钾、0.0005-0.005份硫酸镁，充分混合，pH调到6.8-7.5之间，121±2℃灭菌30分钟;
固体培养基的制备：将第一步制备的上清液与清水以1:0-10的比例混合，再加入到0.3-1.2份的麸皮、0.2-0.8份的玉米面、0.2-0.6份的豆粕粉、0.0005-0.005份的硫酸锰、0.0005-0.005份的磷酸二氢钾、0.0005-0.005份硫酸镁混合物中，121±2℃灭菌120分钟;
第三步：接种培养
将枯草芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、硅酸盐芽孢杆菌、酵母菌、米曲菌、木霉菌或放线菌菌种接种到液体或固体培养基中;液体培养基的培养条件为32-37℃，通气比为0.5-1.5，转速为60-300转/min，培养20-72小时，发酵获得发酵液;固体培养基的培养条件为28-32℃，定期搅拌，培养24-96小时，得到固体培养物。
在本发明的第一步中，将畜禽养殖污水经过固液分离，取0.75-0.95份上清液时，优选的取0.82-0.87份。将畜禽粪便经过固液分离，放置，取0.64-0.82份上清液时，优选的取0.72-0.78份。将畜禽粪便污水、养殖污水在沼气池发酵20-55天时，优选的发酵时间取30-44天，固液分离，取0.66-0.86份上清液时，优选的取0.72-0.82份。将畜禽粪便污水、养殖污水经过固液分离，液相进生化污水处理池，处理5-20天时，优选的处理时间为10-15天，取0.62-0.84份上清液时，优选的取0.72-0.80份。
在本发明的第二步中，将第一步制备的上清液与清水以1:0-10的比例混合时，其包括不与清水混合的情况。
进一步的，本发明提供了利用畜禽粪便污水、养殖污水发酵培养微生物的方法获得的发酵液或固体培养物在微生物肥料、微生物农药或饲料添加剂中的作用。
优选的，所述发酵获得的发酵液，再添加0-99.99份的经过腐熟的畜禽粪便或含有机质的工业副产物、0-1份黄腐酸钾、0-0.5份的磷酸二氢钾、0-55份的尿素、0-0.05份甘油、0-0.005份的钼酸铵、0-0.005份硫酸亚铁、0-60份的磷酸一铵、0-50份的硫酸钾，制备成微生物肥料、微生物农药或饲料添加剂;所述固体培养物，再添加0-99.99份的经过腐熟的畜禽粪便或含有机质的工业副产物、0-1份黄腐酸钾、0-0.5份的磷酸二氢钾、0-55份的尿素、0-0.05份甘油、0-0.005份的钼酸铵、0-0.005份硫酸亚铁、0-60份的磷酸一铵、0-50份的硫酸钾，制备成微生物肥料、微生物农药或饲料添加剂。
更进一步的，所述发酵获得的发酵液，经过喷雾干燥，制备成含100亿-5000亿/g活菌的菌粉，再添加0-99.99份的经过腐熟的畜禽粪便或含有机质的工业副产物、0-1份黄腐酸钾、0-0.5份的磷酸二氢钾、0-55份的尿素、0-0.05份甘油、0-0.005份的钼酸铵、0-0.005份硫酸亚铁、0-60份的磷酸一铵、0-50份的硫酸钾，制备成微生物肥料、微生物农药或饲料添加剂;旋风分离固体发酵物得到纯孢子粉，再添加0-99.99份的经过腐熟的畜禽粪便或含有机质的工业副产物、0-1份黄腐酸钾、0-0.5份的磷酸二氢钾、0-55份的尿素、0-0.05份甘油、0-0.005份的钼酸铵、0-0.005份硫酸亚铁、0-60份的磷酸一铵、0-50份的硫酸钾，制备成微生物肥料、微生物农药或饲料添加剂。
在上述所有的制备微生物肥料、微生物农药或饲料添加剂时，可添加部分前述的原料，也可添加全部前述的原料，或者不采用前述的原料。
下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明。
实施例一：
第一步，将畜禽粪便污水经过固液分离，液相进生化污水处理池，处理14天，得到0.82份上清液。
第二步，在第一步得到的上清液中加入0.04份豆粕粉、0.03份的玉米面、0.01份的葡萄糖、0.002份的蛋白胨、0.003份的酵母粉、0.001份的硫酸锰、0.002份的磷酸二氢钾、0.001份硫酸镁。充分混合，pH调到6.8-7.5之间，121±2℃灭菌30分钟。
第三步，将培养好的解淀粉芽孢杆菌菌种接种到第二步制备的培养基中，37℃、通气比为0.5，60转/min培养72h，培养结束后检测活菌数为168亿/ml。
第四步，在第三步得到的发酵液中添加0.4份黄腐酸钾、0.5份的磷酸二氢钾、0.05份尿素、0.005份甘油、0.005份的钼酸铵、0.005份硫酸亚铁，混合均匀后制成液体微生物菌剂。可有效提高作物的肥料利用率和抗病性、抗逆性，还能明显提升作物的品质与口感。
实施例二：
第一步，将冲洗养殖场所产生的污水经过固液分离，放置，得到0.84份上清液。
第二步，将第一步得到的上清液加入到0.8份的麸皮、0.6份的玉米面、0.3份的豆粕粉、0.001份的硫酸锰、0.003份的磷酸二氢钾、0.001份硫酸镁的混合物中，121±2℃灭菌120分钟。
第三步，将培养好的木霉菌菌种接种到第二步制备的培养基中，28℃、培养96h，培养结束后检测活孢子数为59亿/g。此方法制备的培养物为有机物料腐熟剂，在秸秆还田时按千分之一的比例添加到植物秸秆中，可使秸秆腐熟周期缩短10-30天，并能提升作物的抗病性。
实施例三：
第一步，将畜禽粪便经过沼气池发酵25天，固液分离，得到0.64份上清液。
第二步，在第一步得到的上清液中加入0.01份豆粕粉、0.01份的玉米面、0.02份的葡萄糖、0.001份的蛋白胨、0.001份的酵母粉、0.0005份的硫酸锰、0.0005份的磷酸二氢钾、0.005份硫酸镁。充分混合，pH调到6.8-7.5之间，121±2℃灭菌30分钟。
第三步，将培养好的枯草芽孢杆菌菌种接种到第二步制备的培养基中，35℃、通气比为1.0，160转/min培养48h，培养结束后检测活菌数为136亿/ml。
第四步，将第三步得到的发酵液经过喷雾干燥，制备成含100亿-5000亿/g活菌的菌粉，制备成饲料添加剂，在蛋鸡饲料中添加万分之五，可有效提高饲料的利用率，并能提高蛋鸡的抗病性。
实施例四：
第一步，将畜禽养殖污水经过固液分离，液相进生化污水处理池，处理5天，得到0.84份上清液。
第二步，在第一步得到的上清液中加入0.08份豆粕粉、0.06份的玉米面、0.03份的葡萄糖、0.005份的蛋白胨、0.005份的酵母粉、0.005份的硫酸锰、0.005份的磷酸二氢钾、0.0005份硫酸镁。充分混合，pH调到6.8-7.5之间，121±2℃灭菌30分钟。
第三步，将培养好的苏云金芽孢杆菌菌种接种到第二步制备的培养基中，32℃、通气比为1.5，300转/min培养20h，培养结束后检测活菌数为98亿/ml。
第四步，将第三步得到发酵液经过喷雾干燥，制备成含100亿-5000亿/g活菌的菌粉，，得到微生物源低毒杀虫剂，用于防治直翅目、鞘翅目、双翅目、膜翅目，特别是鳞翅目的多种害虫。
实施例五：
第一步，将畜禽养殖污水经过沼气池发酵20天，固液分离，得到0.86份上清液。
第二步，将第一步得到的上清液加入到0.3份的麸皮、0.8份的玉米面、0.2份的豆粕粉、0.0005份的硫酸锰、0.005份的磷酸二氢钾、0.0005份硫酸镁的混合物中，121±2℃灭菌120分钟。
第三步，将培养好的苏云金芽孢杆菌菌种接种到第二步制备的培养基中，32℃、培养50h，培养结束后检测活菌数为35亿/g。
第四步，将第三步得到固体发酵物粉碎、然后添加0.05份的磷酸二氢钾，制备成微生物源低毒杀虫剂，用于防治直翅目、鞘翅目、双翅目、膜翅目，特别是鳞翅目的多种害虫。
实施例六：
第一步，将畜禽粪便经过固液分离，液相进生化污水处理池，处理20天，得到0.62份上清液。
第二步，将第一步得到的上清液加入到1.2份的麸皮、0.2份的玉米面、0.6份的豆粕粉、0.005份的硫酸锰、0.0005份的磷酸二氢钾、0.005份硫酸镁的混合物中，121±2℃灭菌120分钟。
第三步，将培养好的枯草芽孢杆菌菌种接种到第二步制备的培养基中，30℃、培养24h，培养结束后检测活孢子数为64亿/g。
第四步，将第三步得到的固体发酵物再添加1份黄腐酸钾、0.5份的磷酸二氢钾、55份的尿素、0.05份甘油、0.005份的钼酸铵、0.005份硫酸亚铁、60份的磷酸一铵、50份的硫酸钾，制备成饲料添加剂，在蛋鸡饲料中添加万分之五，可有效提高饲料的利用率，并能提高蛋鸡的抗病性。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
