申请日2015.07.06
公开(公告)日2015.10.21
IPC分类号A23K1/00; A23K1/18
摘要
本发明公开了一种废水微藻加工饲料的方法。该方法是将废水培养、收集、沉淀的微藻与玉米皮、枯草芽孢杆菌混匀后，在地面上堆积有氧发酵，利用发酵过程中产生的高温充分杀灭病菌;降温后有氧发酵的微藻物料再与生猪全价配合饲料混合，混合过程中添加植物乳杆菌和长柄木霉，调节水分含量至40-50%，进行厌氧发酵至pH 3.5-5.0时取出饲喂生猪。本发明提高了废水的利用率，降低了微藻的干燥费用，杀灭废水中的病原菌，提高了微藻利用的生物安全性，促进了微藻的饲料化利用。该废水微藻加工的饲料的有益菌含量升高，生猪的生产性能提高。
权利要求书
1.一种废水微藻加工饲料的方法，其特征是，包括以下步骤：
(1)微藻有氧发酵：将废水培养、收集、沉淀的微藻与粉碎的玉米皮按重 量比1:2-3混匀，混匀过程中添加枯草芽孢杆菌，然后在地面堆积有氧发酵，利 用发酵过程中产生的高温杀灭病菌;所述枯草芽孢杆菌的含量≥1.0×1010cfu/g， 添加量为150-200g/吨;
(2)微藻厌氧发酵：将有氧发酵后的微藻物料再与生猪全价配合饲料按重 量比1:3-5混合，混合过程中添加植物乳杆菌和长柄木霉，调节水分含量至 40-50%，进行厌氧发酵，15-25℃下发酵3-5天，检测其5%水溶液的pH 3.5-5.0 时开始取出饲喂生猪;所述植物乳杆菌的含量≥1.0×1010cfu/g，添加量200-300g/ 吨;所述长柄木霉的含量≥1.0×109cfu/g，添加量200-300g/吨。
2.如权利要求1所述的一种废水微藻加工饲料的方法，其特征是，所述地 面堆积有氧发酵为：地面堆积高度为80cm以上，呈梯形或圆锥形;检测距地面 2/3高度、距物料表面20±2cm深处发酵温度达到≥60℃时，将物料由内向外翻 开后重新堆积发酵，堆积后的物料20±2cm处发酵温度再次达到≥60℃时停止， 然后将物料摊开降温至15-25℃。
3.如权利要求1所述的一种废水微藻加工饲料的方法，其特征是，所述废 水培养微藻的废水中微藻的浓度大于2.0g/L时开始收集，要求收集、沉淀后的 微藻的干物质含量大于10%。
4.如权利要求1所述的一种废水微藻加工饲料的方法，其特征是，所述微 藻为小球藻、螺旋藻、杜氏藻、栅藻中的一种。
5.如权利要求1所述的一种废水微藻加工饲料的方法，其特征是，所述废 水为含有畜禽粪尿的污水，或者沼气发酵过程中的沼液。
6.如权利要求1-5中任意一项所述的一种废水微藻加工饲料的方法，其特 征是，所述玉米皮的蛋白质含量大于18.0%，水分含量低于15.0%，粉碎粒度为 过40目筛。
说明书
一种废水微藻加工饲料的方法
技术领域
本发明涉及一种废水微藻加工饲料的方法，属于饲料技术领域。
背景技术
传统化石能源的使用，导致CO2排放持续增加，由此引起的全球气候变暖 问题促使人们寻找CO2的有效利用方式。理论上认为培养1吨微藻(干重)能 够固定约1.83吨CO2，培养微藻，可以显著改善环境。其实，微藻还是一种优 质饲料原料，其(小球藻)蛋白质含量50-60%，脂肪含量4-9%，核酸2-5%， 蛋白质效率2.22，纯蛋白质利用性57.1，生物学价值71.6，消化系数79.7。微 藻中含有多种营养物质，人们从其中分离出β-胡萝卜素、虾青素、多种不饱和 脂肪酸、酶及免疫多糖等。韦启鹏等(2000)报道1%螺旋藻替代鱼粉，可提高断 奶仔猪日增质量15.41%，降低料重比9.95%，另外还可增进仔猪食欲，提高采 食量3.93%，减少断奶仔猪腹泻的发生。微藻的大规模养殖及饲料化利用，有 助于我国温室气体的减排以及缓解我国蛋白质饲料资源的紧缺，促进畜禽养殖 业的发展。
目前微藻养殖主要是人工培养或实验室中小规模养殖，如何降低培养成本， 成为普遍关心的问题。近十几年，人们对微藻在污水净化和废水处理方面的应 用进行了大量开创性研究，发现微藻对废水中可作为营养成分的盐去除效果十 分显著，如氮、磷;通过异养代谢可降低废水的COD和BOD;微藻还可富集 并降解部分有毒物质，如有机氯农药、有机锡及铜、镍、镉等重金属。利用微 藻处理废水，一方面净化了环境中的污染物，另一方面废水作为微藻的培养基， 几乎无成本，可以降低微藻培养的成本，显著促进微藻的资源化利用。
目前微藻净化的废水包括：猪场的养殖废水(含有猪粪尿的污水、发酵罐 中的沼液)、城市污水、糖浆废水、淀粉废水等。废水微藻饲料化利用时面临的 首要问题为生物安全问题，即废水中的病菌对动物的危害。其二，微藻的干燥 费用极高。废水中可收获的小球藻的含水量为97%-99%，干燥小球藻是一个能 耗极高的加工工序，占整个小球藻能源消耗的30%以上。其三，微藻有一层较 厚的含纤维素的细胞壁，影响了畜禽内源酶制剂对微藻的降解利用。目前多采 用外源化学方法改变细胞壁，或用煮沸、转筒干燥、喷雾干燥等方法使微藻细 胞壁破裂，此举也会造成其中大量热敏活性物质的破坏。
目前我国水污染的治理迫在眉睫，国家正大力实施水体污染控制与治理 (2013ZX07103006-007)，重点治理水污染。微藻的深加工及利用有利于废水净 化及水资源的高效利用。但是由于废水微藻的饲料化利用存在上述三方面问题， 目前尚没有很好的解决方案。
发明内容
本发明克服了上述问题，提供了一种废水微藻加工饲料的方法。该方法首先 将废水微藻与玉米皮混合后进行堆积有氧发酵;然后加入植物乳酸菌和长柄木 霉进一步厌氧发酵，不仅充分杀死病菌、提高营养物质利用率，还省略微藻的 干燥步骤，从而节省了微藻的干燥费用。
本发明的技术方案是：一种废水微藻加工饲料的方法，其特征是，包括以 下步骤：
(1)微藻有氧发酵：将废水培养、收集、沉淀的微藻与粉碎的玉米皮按重 量比1:2-3混匀，混匀过程中添加枯草芽孢杆菌，然后在地面堆积有氧发酵，堆 积高度为80cm以上，呈梯形或圆锥形，检测距地面2/3高度、距物料表面20 ±2cm深处发酵温度达到≥60℃时，将物料由内向外翻开后重新堆积发酵，堆 积后的物料20±2cm处发酵温度再次达到≥60℃时停止，然后将物料摊开降温 至15-25℃;
(2)微藻厌氧发酵：将降温后有氧发酵的微藻物料再与生猪全价配合饲料 按重量比1:3-5混合，混合过程中添加植物乳杆菌和长柄木霉，调节水分含量至 40-50%，进行厌氧发酵，15-25℃下发酵3-5天，检测pH(5%水溶液)3.5-5.0时， 取出饲喂生猪。
上述微藻为小球藻、螺旋藻、杜氏藻、栅藻中的一种。废水中微藻的浓度 大于2.0g/L时开始收集，要求收集、沉淀后的微藻的干物质含量大于10%。
上述废水为含有畜禽粪尿的污水，或者沼气发酵过程中的沼液。
上述玉米皮的蛋白质含量大于18.0%，水分含量低于15.0%，粉碎粒度为过 40目筛。
上述枯草芽孢杆菌的含量≥1.0×1010cfu/g，添加量为150-200g/吨;植物乳 杆菌的含量≥1.0×1010cfu/g，添加量200-300g/吨;长柄木霉的含量≥ 1.0×109cfu/g，添加量200-300g/吨。
本发明将含有废水的微藻与玉米皮混合后的微藻物料有氧发酵时，地面2/3 高度、距物料表面20cm深处发酵温度达到60℃时(物料更深处的发酵温度达到 70℃以上);发酵高温杀灭病菌。当微藻物料再与生猪饲料混合厌氧发酵时， 在厌氧环境及酸性(低pH)环境下进一步抑制了病菌，确保了微藻利用的生物 安全，同时利用生物发酵技术处理微藻，省略微藻的干燥步骤，节省了微藻的 干燥费用。
本发明的枯草芽孢杆菌分泌的木聚糖酶、葡聚糖酶，长柄木霉分泌的纤维 素酶降解微藻的细胞壁，提高了微藻中营养物质的利用率。
本发明的有益效果是：本发明提高了废水的利用率，降低了微藻的干燥费 用，杀灭废水中的病原菌，提高了微藻利用的生物安全性，促进了微藻的饲料 化利用。该废水微藻加工的饲料的有益菌含量升高，生猪的生产性能明显提高。