生态养殖废料的处理方法

摘要

本发明提供生态养殖废料的处理方法，属于有机废物资源化再利用技术领域，包括：将废料分离得到干料和废液的固液分离工艺；分别对干料和废液进行厌氧发酵，并获得沼气、沼渣和黏状物的发酵工艺；将沼渣和黏状物进行腐熟的堆肥处理工艺，上述堆肥处理工艺中以α‑萘乙酸和苄叉丙酮作为增益剂；上述发酵工艺是在外加的低电压作用下进行的厌氧发酵，外加的低电压为0.7‑1.0V。本发明的处理方法能缩短发酵周期，增加单位废料最终产气量；提升堆肥发酵中纤维素酶的分泌量和活性，延长堆体发酵高温持续时间，缩短腐熟时间，提高产物中总腐殖质含量；提高了废料的有效资源化利用率，达到节能环保、废物资源化利用、生物质能源再利用的目的。

权利要求

1.生态养殖废料的处理方法，包括：将所述废料分离得到干料和废液的固液分离工艺；

分别对所述干料和废液进行厌氧发酵，并获得沼气、沼渣和黏状物的发酵工艺；以及，将所述沼渣和黏状物进行腐熟的堆肥处理工艺，所述堆肥处理工艺中以α‑萘乙酸和苄叉丙酮作为增益剂；

所述发酵工艺是在外加的低电压作用下进行的厌氧发酵，所述外加的低电压具体为

0.7‑1.0V；

所述干料发酵的原料中包括的干物质为固液分离所得干料、污泥和发酵剂；所述干料发酵的温度为30‑45℃，厌氧发酵时间为15‑40d；所述干料发酵的产物为第一沼气和沼渣；

所述干料发酵体系的干物质中还包括死亡的养殖动物经加压水热处理后得到的无害化产物，所述无害化产物在干物质中的重量占比不高于20‑35%；

所述废液发酵的原料包括废液、粉碎的秸秆、污泥和发酵剂；所述废液发酵的温度为

30‑45℃，厌氧发酵时间为15‑40d；所述废液发酵的产物为黏状物和第二沼气；

所述发酵剂中包括枯草芽孢杆菌、链霉菌、放线菌、黑曲霉菌、里氏木霉菌、假单胞菌，

9 10

发酵剂中各菌体的浓度为5×10‑5×10 cfu/mL，其重量比为2‑3:1‑2:1‑3:1‑3:1:1‑2；

所述堆肥处理初期补充物料中水分至含水率为50‑65%，每次翻堆时，补充水分至含水率为40‑60%；所述补入的水分中含有0.03‑0.08wt%的α‑萘乙酸和0.01‑0.05wt%的苄叉丙酮作为增益剂。

2.根据权利要求1所述的生态养殖废料的处理方法，其特征在于：所述干物质中干料与污泥、发酵剂的重量比为4‑6:1.5‑3:1，且发酵体系中干物质的重量百分比为18‑30%。

3.根据权利要求1所述的生态养殖废料的处理方法，其特征在于：所述加压水热处理温度为120‑150℃，压力为400‑600KPa，时间为30‑60min。

4.根据权利要求1所述的生态养殖废料的处理方法，其特征在于：所述粉碎的秸秆的添加量为废液重量的8‑15%；所述废液与秸秆的混合物、污泥与发酵剂的重量比为6‑8:2‑5:

1.5。

5.根据权利要求1所述的生态养殖废料的处理方法，其特征在于：所述堆肥处理的步骤为：将发酵所得的沼渣和黏状物混合，向其中加入沸石作为膨松剂，然后进行堆肥处理25‑

50d，期间翻堆2‑3次，得到腐熟的生物有机肥。

6.根据权利要求5所述的生态养殖废料的处理方法，其特征在于：所述沸石颗粒直径为

0.1‑1.5mm，添加量为堆肥体系总重量的15‑25%。

7.根据权利要求1所述的生态养殖废料的处理方法，其特征在于：所述发酵剂中还含有重量占比为0.1‑0.5%的发酵催化剂，所述发酵催化剂含有重量比为2‑5:1的二甲基香豆酮和三乙酰丙酮铁。

说明书

生态养殖废料的处理方法

技术领域

[0001] 本发明属于有机废物资源化再利用技术领域，具体涉及生态养殖废料的处理方法。

背景技术

[0002] 当前生态养殖发展日益蓬勃，养殖产业逐渐优化并向规模化发展，发展的同时也带来一定的环境污染问题。生态养殖场的废料排放物逐步增多，根据相关调查显示，2018年
畜禽粪便排放量约为28亿t，是工业固体废物产生量的2.24倍，粪污排放物渗透入水体中流
失率约为30％，严重污染水质。

[0003] 生态养殖废料包括青饲料、配合饲料、粪便、废水等，其中含有的大量有机质、氮、磷等营养物质以及致病菌和病害虫卵，未经处理的养殖废料随意堆放会产生恶臭气味，并
导致滋生病菌与蚊蝇流入附近流域，也很容易随暴雨或者地表径流进入附近河流及流域，
造成水体富营养污染。

[0004] 养殖废料现有的处理方法中，一种方案为：直接将养殖废料进行填埋，但此方案存在养殖废料渗入地下水，造成水体污染、占用填埋场地、造成气体污染等缺点。另一种方案
为：将养殖废料进行发酵工艺处理，以获得清洁能源‑沼气和有机肥，以此解决养殖废料污
染问题。虽然对养殖废料进行上述能源化处理已经是现今世界经济、环境与资源共同发展
的一个契机，养殖废料资源化不仅能解决其带来的面源污染问题，同时也能产生较大的经
济效益，并为当前能源紧张提供一条解决路径。但是上述能源化处理仍面临较多的问题：发
酵系统启动较慢；处理周期过长；产甲烷效率很低；诸如牛羊鹅等素食动物的粪便中，含量
很高的木质纤维素很难降解，造成了生物质能源的浪费，以及原料转化率低。而这些问题严
重的限制能源化处理技术的进一步发展。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种能改善发酵传质效率，缩短发酵周期，有效增加单位废料的最终产气量；能提升堆肥发酵中纤维素酶的分泌量和活性，延长堆体发酵高温持续
时间，缩短腐熟时间，提高产物中总腐殖质含量的生态养殖废料的处理方法，该方法提高了
废料的有效资源化利用率，达到了节能环保、废物资源化利用、生物质能源再利用的目的。

[0006] 本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：

[0007] 生态养殖废料的处理方法，包括：

[0008] 将上述废料分离得到干料和废液的固液分离工艺；

[0009] 分别对上述干料和废液进行厌氧发酵，并获得沼气、沼渣和黏状物的发酵工艺；以及，

[0010] 将上述沼渣和黏状物进行腐熟的堆肥处理工艺，上述堆肥处理工艺中以α‑萘乙酸和苄叉丙酮作为增益剂；

[0011] 上述发酵工艺是在外加的低电压作用下进行的厌氧发酵，上述外加的低电压具体为0.7‑1.0V。

[0012] 该处理方法将养殖废料中的干料和废液预先分离，并施加外加低电压进行分开发酵，较现有技术中养殖废料统一发酵处理，能改善发酵系统的传质效率，提高发酵系统中微
生物菌群活性，加速其新陈代谢和有效降解速率，最终表现为缩短发酵周期，有效增加单位
废料的最终产气量，提高了废料的有效资源化利用率。

[0013] 在一些实施方案中，固液分离所得干料的含水量为35‑65％。生态养殖废料中包括但不限于养殖动物的排泄废污、死亡动物尸体、水产养殖污水、地表污水以及饲料废料等，
其中富含的有机物、氮磷等污染物能作为沼气发酵的原材料进行资源化再生利用，具有节
能环保的优点。

[0014] 在一些实施方案中，干料发酵的原料中包括的干物质为固液分离所得干料、污泥和发酵剂；干料发酵的温度为30‑45℃，厌氧发酵时间为15‑40d；干料发酵的产物为第一沼
气和沼渣。

[0015] 优选的，干物质中干料与污泥、发酵剂的重量比为4‑6:1.5‑3:1，且发酵体系中干物质的重量百分比为18‑30％。

[0016] 生态养殖过程中存在因疾病等原因死亡的动物、苗种等，随意处置或就地掩埋均不利于环境保护，因此，在一些更优选的实施方案中，干料发酵体系的干物质中还包括死亡
的养殖动物经加压水热处理后得到的无害化产物，上述无害化产物在干物质中的重量占比
不高于20‑35％。将死亡动物进行加压水热处理后，将其进行厌氧发酵，能将其富含的有机
物合理再利用，提高沼气发酵的产气量，同时也能增加堆肥的营养成分和含量。

[0017] 优选的，加压水热处理温度为120‑150℃，压力为400‑600KPa，时间为30‑60min。

[0018] 在一些实施方案中，废液发酵的原料包括废液、粉碎的秸秆、污泥和发酵剂；废液发酵的温度为30‑45℃，厌氧发酵时间为15‑40d；废液发酵的产物为黏状物和第二沼气。

[0019] 优选的，上述粉碎的秸秆的添加量为废液重量的8‑15％；废液与秸秆的混合物、污泥与发酵剂的重量比为6‑8:2‑5:1.5。向废液中添加秸秆一方面能降低纯废液发酵的温度
损失，减少保温能耗，另一方面增加发酵原料能提高产气量，同时还能使堆肥形成的生物有
机肥中含有纤维素和木质素降解产物，提高了生物有机肥的品质。

[0020] 进一步优选的，干料发酵和废液发酵的发酵工艺中，发酵温度控制为35‑45℃，并通过碱石灰或盐酸调节发酵体系的pH为6.5‑8.0。

[0021] 在一些实施方案中，发酵剂中包括枯草芽孢杆菌、链霉菌、放线菌、黑曲霉菌、里氏9 10
木霉菌、假单胞菌，发酵剂中各菌体的浓度为5×10‑5×10 cfu/mL，其重量比为2‑3:1‑2:
1‑3:1‑3:1:1‑2。发酵剂中的复合微生物在发酵环境条件下具有不同的代谢性能特性，能起
到相互促进的作用，能协助厌氧发酵降解废料中的各种有机质成分，以获得更高的产气效
率。

[0022] 在一些实施方案中，堆肥处理的步骤为：将发酵所得的沼渣和黏状物混合，向其中加入沸石作为膨松剂，然后进行堆肥处理25‑50d，期间翻堆2‑3次，得到腐熟的生物有机肥。

[0023] 优选的，上述沸石颗粒直径为0.1‑1.5mm，添加量为堆肥体系总重量的15‑25％。沸石的微孔结构有利于微生物生长，还能吸附物料中的腐殖质，促进堆肥的腐殖化和聚合化，
有利于物料腐熟和品质提升。

[0024] 堆肥处理步骤中，水分会参与微生物的新陈代谢，并调节堆肥温度，在更优选的一些实施方案中，堆肥初期补充物料中水分至含水率为50‑65％，每次翻堆时，补充水分至含
水率为40‑60％。

[0025] 更优选的，上述堆肥处理中补入的水分中含有0.03‑0.08wt％的α‑萘乙酸和0.01‑0.05wt％的苄叉丙酮作为增益剂。由于堆肥原料中含有难降解的纤维素木质素等，影响了
腐殖化进程，进而造成生物质能浪费，而随水分补充的α‑萘乙酸和苄叉丙酮，能在堆肥前期
促进堆体中微生物降解易降解有机质，使得堆体温度更快达到峰值，发酵微生物由噬温性
微生物转为嗜热菌，有利于嗜热的放线菌繁殖和分泌更多纤维素酶，有机质降解释放的热
量增多，良性循环也增加了纤维素酶的活性，加快了对纤维素木质素的降解；在堆肥后期以
降解难降解有机质为主时，能表现出增强纤维素酶活性以加快降解、降解放热以提高纤维
素酶活性和分泌量的循环，使得堆肥处理过程中高温持续时间延长了20‑35％，有效缩短了
腐熟时间10‑20％，节约了时间成本，还能通过降解纤维素等难降解有机质以提高产物中总
腐殖质含量，进而提升堆肥产物品质和原料转化率。

[0026] 在一些实施方案中，生态养殖废料的处理产物皆能进行资源化再利用，如堆肥所得生物有机肥能直接施用于植物种植区内的植物；发酵所得第一沼气和第二沼气能用于生
态养殖系统内的能源供给，如发电、燃烧提供热值等，也能用于死亡的养殖动物的加压水热
处理，以达到降低电力消耗和经济消耗的目的。

[0027] 本发明的有益效果为：

[0028] 1)本发明中对生态养殖废料进行资源化再利用处理，通过外加电压和厌氧发酵配合将废料转化为清洁能源‑沼气加以高效利用，改善了发酵系统的传质效率，提高了发酵系
统中微生物菌群活性，加速其新陈代谢和有效降解速率，最终表现为缩短发酵周期，有效增
加单位废料的最终产气量，提高了废料的有效资源化利用率；2)本发明通过提升堆肥发酵
中微生物代谢产物纤维素酶的分泌量和活性，使得堆体发酵高温持续时间延长，腐熟时间
缩短，并降解了纤维素等难降解有机质以提高产物中总腐殖质含量，进而提升堆肥产物品
质和原料转化率，使得有机生物肥更利于植物吸收和自然降解，改善现有技术中木质纤维
素难降解造成的原料转化率低和生物质能浪费；3)该处理方法有效地防止和减少了环境污
染，有利于缓解环境压力和能源紧张的现状，得到了节能环保、废物资源化利用、生物质能
源再利用的有益效果；4)上述处理方法达成了养殖废料的无害化处理和功能化、资源化利
用，能推广应用所有的畜禽、牛羊、水产等养殖业的养殖废料处理，符合国家“废物处理产业
化”的目标。

[0029] 本发明采用了上述技术方案提供生态养殖废料的处理方法，弥补了现有技术的不足，设计合理，操作方便。

附图说明

[0030] 图1为试验例1堆肥过程中堆体内纤维素酶活性变化示意图；

[0031] 图2为试验例1堆肥过程中堆体内总腐殖质的含量变化示意图；

[0032] 图3为试验例1堆肥过程中堆体内腐殖化指数HI的变化示意图；

[0033] 图4为厌氧发酵时微生物代谢产物中有机酸含量变化示意图，A‑实施例3，B‑实施例5，C‑对比例3，D‑对比例4。

具体实施方式

[0034] 以下结合具体实施方式和附图对本发明的技术方案作进一步详细描述：

[0035] 生态养殖废料的处理方法，包括：

[0036] 将上述废料分离得到干料和废液的固液分离工艺；

[0037] 分别对上述干料和废液进行厌氧发酵，并获得沼气、沼渣和黏状物的发酵工艺；以及，

[0038] 将沼渣和黏状物进行腐熟的堆肥处理工艺，上述堆肥处理工艺中以α‑萘乙酸和苄叉丙酮作为增益剂；

[0039] 上述发酵工艺是在外加的低电压作用下进行的厌氧发酵，上述外加的低电压具体为0.7‑1.0V。

[0040] 该处理方法将养殖废料中的干料和废液预先分离，并施加外加低电压进行分开发酵，较现有技术中养殖废料统一发酵处理，能改善发酵系统的传质效率，提高发酵系统中微
生物菌群活性，加速其新陈代谢和有效降解速率，最终表现为缩短发酵周期，有效增加单位
废料的最终产气量，提高了废料的有效资源化利用率。

[0041] 在一些实施方案中，固液分离所得干料的含水量为35‑65％。生态养殖废料中包括但不限于养殖动物的排泄废污、死亡动物尸体、水产养殖污水、地表污水以及饲料废料等，
其中富含的有机物、氮磷等污染物能作为沼气发酵的原材料进行资源化再生利用，具有节
能环保的优点。

[0042] 在一些实施方案中，干料发酵的原料中包括的干物质为固液分离所得干料、污泥和发酵剂；干料发酵的温度为30‑45℃，厌氧发酵时间为15‑40d；干料发酵的产物为第一沼
气和沼渣。

[0043] 优选的，干物质中干料与污泥、发酵剂的重量比为4‑6:1.5‑3:1，且发酵体系中干物质的重量百分比为18‑30％。具体的，发酵体系中除干物质外，余量以水补足，且上述用水
为干净的自来水，而非养殖污水等。

[0044] 生态养殖过程中存在因疾病等原因死亡的动物、苗种等，随意处置或就地掩埋均不利于环境保护，因此，在一些更优选的实施方案中，干料发酵体系的干物质中还包括死亡
的养殖动物经加压水热处理后得到的无害化产物，上述无害化产物在干物质中的重量占比
不高于20‑35％。将死亡动物进行加压水热处理后，将其进行厌氧发酵，能将其富含的有机
物合理再利用，提高沼气发酵的产气量，同时也能增加堆肥的营养成分和含量。

[0045] 优选的，加压水热处理温度为120‑150℃，压力为400‑600KPa，时间为30‑60min。

[0046] 在一些实施方案中，废液发酵的原料包括废液、粉碎的秸秆、污泥和发酵剂；废液发酵的温度为30‑45℃，厌氧发酵时间为15‑40d；废液发酵的产物为黏状物和第二沼气。

[0047] 优选的，上述粉碎的秸秆的添加量为废液重量的8‑15％；废液与秸秆的混合物、污泥与发酵剂的重量比为6‑8:2‑5:1.5。向废液中添加秸秆一方面能降低纯废液发酵的温度
损失，减少保温能耗，另一方面增加发酵原料能提高产气量，同时还能使堆肥形成的生物有
机肥中含有纤维素和木质素降解产物，提高了生物有机肥的品质。

[0048] 进一步优选的，干料发酵和废液发酵的发酵工艺中，发酵温度控制为35‑45℃，并通过碱石灰或盐酸调节发酵体系的pH为6.5‑8.0。

[0049] 在一些实施方案中，发酵剂中包括枯草芽孢杆菌、链霉菌、放线菌、黑曲霉菌、里氏9 10
木霉菌、假单胞菌，发酵剂中各菌体的浓度为5×10‑5×10 cfu/mL，其重量比为2‑3:1‑2:
1‑3:1‑3:1:1‑2。发酵剂中的复合微生物在发酵环境条件下具有不同的代谢性能特性，能起
到相互促进的作用，能协助厌氧发酵降解废料中的各种有机质成分，以获得更高的产气效
率。

[0050] 在另一些优选的实施方案中，发酵剂中还含有重量占比为0.1‑0.5％的发酵催化剂，上述发酵催化剂含有重量比为2‑5:1的二甲基香豆酮和三乙酰丙酮铁，发酵催化剂的存
在能使得发酵中微生物调整期缩短，同时还显著提高了微生物对各原料的分解利用效率，
增加了重要中间代谢产物有机酸，尤其是乙酸的积累量，致使甲烷产气期提前，改善发酵启
动慢的问题，有利于产甲烷菌高效产沼气，显著提高了发酵产物沼气的产量和生产效率。

[0051] 在一些实施方案中，堆肥处理的步骤为：将发酵所得的沼渣和黏状物混合，向其中加入沸石作为膨松剂，然后进行堆肥处理25‑50d，期间翻堆2‑3次，得到腐熟的生物有机肥。
具体过程为：当堆料温度每次出现明显下降时进行翻堆处理，反复2‑3次，直至堆料温度接
近或稍高于室温无异味时，表明堆肥已完全腐熟，得到生物有机肥，保存备用。

[0052] 优选的，上述沸石颗粒直径为0.1‑1.5mm，添加量为堆肥体系总重量的15‑25％。沸石的微孔结构有利于微生物生长，还能吸附物料中的腐殖质，促进堆肥的腐殖化和聚合化，
有利于物料腐熟和品质提升。

[0053] 堆肥处理步骤中，水分会参与微生物的新陈代谢，并调节堆肥温度，在更优选的一些实施方案中，堆肥初期补充物料中水分至含水率为50‑65％，每次翻堆时，补充水分至含
水率为40‑60％。

[0054] 更优选的，上述堆肥处理中补入的水分中含有0.03‑0.08wt％的α‑萘乙酸和0.01‑0.05wt％的苄叉丙酮作为增益剂。由于堆肥原料中含有难降解的纤维素木质素等，影响了
腐殖化进程，进而造成生物质能浪费，而随水分补充的α‑萘乙酸和苄叉丙酮，能在堆肥前期
促进堆体中微生物降解易降解有机质，使得堆体温度更快达到峰值，发酵微生物由噬温性
微生物转为嗜热菌，有利于嗜热的放线菌繁殖和分泌更多纤维素酶，有机质降解释放的热
量增多，良性循环也增加了纤维素酶的活性，加快了对纤维素木质素的降解；在堆肥后期以
降解难降解有机质为主时，能表现出增强纤维素酶活性以加快降解、降解放热以提高纤维
素酶活性和分泌量的循环，使得堆肥处理过程中高温持续时间延长了20‑35％，有效缩短了
腐熟时间10‑20％，节约了时间成本，还能通过降解纤维素等难降解有机质以提高产物中总
腐殖质含量，提升堆肥产物品质和原料转化率。

[0055] 在一些实施方案中，生态养殖废料的处理产物皆能进行资源化再利用，如堆肥所得生物有机肥能直接施用于植物种植区内的植物；发酵所得第一沼气和第二沼气能用于生
态养殖系统内的能源供给，如发电、燃烧提供热值等，也能用于死亡的养殖动物的加压水热
处理，以达到降低电力消耗和经济消耗的目的。

[0056] 本发明中所选用的枯草芽孢杆菌、链霉菌、放线菌、黑曲霉菌、里氏木霉菌、假单胞菌均为常规菌种，可以从市场上购买到，或从中国普通微生物菌种保藏管理中心(CGMCC)、
中国典型培养物保藏中心(CCTCC)购买。本发明的实施例中所用枯草芽孢杆菌购自南京渔
丰生物科技有限公司，细黄链霉菌购自湖北中向生物工程有限公司，放线菌购自济南源之
初生物技术有限公司，黑曲霉菌购自山东长泰生物科技有限公司，里氏木霉菌购自沂源康
源生物科技有限公司，铜绿假单胞杆菌购自南京乐诊生物技术有限公司。

[0057] 需要说明的是，针对本发明及实施例中其他未说明内容/方法，可参考本领域技术人员所知晓的现有的常规技术，在此不作详细叙述。

[0058] 应当理解，前面的描述应被认为是说明性或示例性的而非限制性的，本领域普通技术人员可以在所附权利要求的范围和精神内进行改变和修改。特别地，本发明覆盖了具
有来自上文和下文所述的不同实施方案的特征的任何组合的其他实施方案，而本发明的范
围并不限制于在以下具体实例中。

[0059] 实施例1：

[0060] 生态养殖废料的处理方法，具体包括以下步骤：

[0061] (1)固液分离：将生态养殖肉牛养殖场的养殖废料静止4h后，对废料进行格栅过滤，分离成干料和废液，其中干料含水量控制在55％；

[0062] (2)发酵剂制备：按常规方法对枯草芽孢杆菌、链霉菌、放线菌、黑曲霉菌、里氏木9 10
霉菌、假单胞菌的菌种进行活化，再扩培至各菌体的浓度为5×10 ‑5×10 cfu/mL，然后离
心并收集菌体，将各菌体按照重量比为2.5:1:2.5:1.5:3:1:2混合，得到发酵剂；

[0063] (3)干料发酵：将分离所得干料与污泥、发酵剂以重量比5:2.5:1混合，调节发酵体系的pH为7.5，在40℃温度下厌氧发酵30d，形成第一沼气和沼渣，收集备用，上述干料与污
泥、发酵剂形成的干物质在发酵体系中的重量百分比为12％，余量为自来水；

[0064] (4)废液发酵：将分离所得废液与粉碎的秸秆均匀混合，然后向其中加入污泥和发酵剂，调节发酵体系的pH为7.5，在40℃温度下厌氧发酵20d，形成黏状物和第二沼气，收集
备用，上述粉碎的秸秆的添加量为废液重量的15％，废液与秸秆的混合物、污泥与发酵剂的
重量比为7.5:4:1.5；

[0065] (5)堆肥处理：将发酵所得的沼渣和黏状物混合，向其中加入占堆肥体系总重量的17.5％、颗粒直径为0.1‑1.5mm的沸石作为膨松剂，然后进行堆肥处理，堆肥初期补充物料
中水分至含水率为60％，期间当堆料温度每次出现明显下降时进行翻堆处理，每次翻堆时
补充水分至含水率为45％，反复2次，直至堆料温度接近或稍高于室温无异味时，表明堆肥
已完全腐熟，得到腐熟的生物有机肥，保存备用；上述堆肥处理从第4d开始温度达到55℃以
上，在第6d第一次达到最高温度64.3℃，在第17d第二次达到最高温度58.2℃，在第24d第三
次达到最高温度45.3℃，期间温度55℃以上持续时间共计10d，堆肥完全腐熟时间为35d；

[0066] (6)产物资源化利用：上述腐熟的生物有机肥能直接施用于植物种植区内的植物，第一沼气和第二沼气能用于生态养殖系统内的能源供给，如发电、燃烧提供热值等，也能用
于死亡的养殖动物无害化处理。

[0067] 实施例2：

[0068] 生态养殖废料的处理方法，重复实施例1中的步骤，不同之处仅在于：

[0069] 步骤(3)和(4)进行干料发酵和废液发酵时，厌氧发酵在外加的低电压作用下进行，上述外加的低电压具体为0.9V；

[0070] 步骤(5)堆肥处理从第4d开始温度达到55℃以上，在第7d第一次达到最高温度63.2℃，在第18d第二次达到最高温度57.8℃，在第23d第三次达到最高温度46.4℃，期间温
度55℃以上持续时间共计9d，堆肥完全腐熟时间为36d。

[0071] 实施例3：

[0072] 生态养殖废料的处理方法，重复实施例2中的步骤，不同之处仅在于：

[0073] 步骤(3)干料发酵过程中所用干物质中还包括上述死亡的养殖动物经加压水热处理后得到的无害化产物，具体的加压水热处理步骤为：将死亡的养殖动物进行破碎，然后置
于温度为130℃、压力为400KPa的环境下处理60min，即得无害化产物，上述无害化产物在干
物质中的重量占比为25％；

[0074] 步骤(5)堆肥处理从第4d开始温度达到55℃以上，在第6d第一次达到最高温度62.8℃，在第17d第二次达到最高温度57.1℃，在第24d第三次达到最高温度44.5℃，期间温
度55℃以上持续时间共计10d，堆肥完全腐熟时间为34.5d。

[0075] 实施例4：

[0076] 生态养殖废料的处理方法，重复实施例3中的步骤，不同之处仅在于：

[0077] 步骤(5)堆肥处理中补入的水分中含有0.06wt％的α‑萘乙酸和0.04wt％的苄叉丙酮作为增益剂，该方法下由于增益剂间发挥协同作用，对木质纤维素降解进程起到了促进
作用，因此在堆肥后期能加速难降解的纤维素等有机质的降解，使得在堆肥后期，尤其是第
二次翻堆以后，堆体温度较未添加增益剂的堆体温度更高，对有机质的降解更彻底，整个堆
肥处理步骤表现出高温持续时间延长，腐熟时间缩短，节约了时间成本，具体表现为：从第
3d开始温度达到55℃以上，在第5d第一次达到最高温度66.3℃，在第15d第二次达到最高温
度60.3℃，在第21d第三次达到最高温度50.3℃，期间温度55℃以上持续时间共计13d，堆肥
完全腐熟时间为30d。

[0078] 实施例5：

[0079] 生态养殖废料的处理方法，重复实施例4中的步骤，不同之处仅在于：

[0080] 步骤(2)发酵剂制备中，发酵剂中还添加有重量占比为0.5％的发酵催化剂，上述发酵催化剂含有重量比为3.5:1的二甲基香豆酮和三乙酰丙酮铁；

[0081] 步骤(5)堆肥处理从第3d开始温度达到55℃以上，在第5d第一次达到最高温度65.7℃，在第16d第二次达到最高温度60.7℃，在第20d第三次达到最高温度50.7℃，期间温
度55℃以上持续时间共计13d，堆肥完全腐熟时间为29d。

[0082] 实施例6：

[0083] 生态养殖废料的处理方法，重复实施例4中的步骤，不同之处仅在于：

[0084] 步骤(1)中养殖废料的来源为生态养殖家禽场。

[0085] 对比例1：

[0086] 生态养殖废料的处理方法，重复实施例4中的步骤，不同之处仅在于：

[0087] 步骤(5)堆肥处理中补入的水分中增益剂只含有α‑萘乙酸，未添加苄叉丙酮；堆肥处理从第4d开始温度达到55℃以上，在第7d第一次达到最高温度62.7℃，在第15d第二次达
到最高温度56.2℃，在第20d第三次达到最高温度42.7℃，期间温度55℃以上持续时间共计
8d，堆肥完全腐熟时间为38d，该堆肥步骤的增益剂单一使用时，不能起到显著的延长高温
持续时间和缩短腐熟时间的作用，说明增益剂中成分的协同作用显著。

[0088] 对比例2：

[0089] 生态养殖废料的处理方法，重复实施例4中的步骤，不同之处仅在于：

[0090] 步骤(5)堆肥处理中补入的水分中增益剂只含有苄叉丙酮，未添加α‑萘乙酸；堆肥处理从第5d开始温度达到55℃以上，在第8d第一次达到最高温度63.7℃，在第19d第二次达
到最高温度57.8℃，在第25d第三次达到最高温度44.7℃，期间温度55℃以上持续时间共计
10d，堆肥完全腐熟时间为37d，该堆肥步骤的增益剂单一使用时，不能起到显著的延长高温
持续时间和缩短腐熟时间的作用，说明增益剂中成分的协同作用显著。

[0091] 对比例3：

[0092] 生态养殖废料的处理方法，重复实施例5中的步骤，不同之处仅在于：

[0093] 步骤(2)发酵剂制备中发酵催化剂为二甲基香豆酮，未添加三乙酰丙酮铁。

[0094] 对比例4：

[0095] 生态养殖废料的处理方法，重复实施例5中的步骤，不同之处仅在于：

[0096] 步骤(2)发酵剂制备中发酵催化剂为三乙酰丙酮铁，未添加二甲基香豆酮。

[0097] 试验例1：

[0098] 堆肥处理的物质转化与酶活性测试

[0099] 试验样品为：实施例3和4、对比例1和2的堆肥步骤中堆体物料。采样方法为多点混合法，分别在堆体的上层、中层、下层各取相同量的样品，将其混合均匀，然后放入通风橱中
风干，研磨过100目筛，制成风干样再进行测定。

[0100] (1)酶活性测试：采用硝基水杨酸比色法测定。称取一定量的风干样品并过1mm的筛子进行筛分，称取0.5g并放置到150ml的锥形瓶中，加20ml羧甲基纤维素钠溶液(1％)，硼
酸盐缓冲液5ml(pH值为5.3‑5.6)以及1.5ml甲苯。放置在温度为38℃的恒温箱中恒温72h。
结束后进行过滤处理，滤液定容到25ml，取1ml液体进行吸光度的量(波长540mm)其中以培
养72h的1g堆肥样生成的葡萄糖毫克数表示纤维素酶活性。结果如图1所示。

[0101] 图1为堆肥过程中堆体内纤维素酶活性变化示意图。由图可知，在高温期时纤维素酶活性最高，随着堆体温度下降，酶活性呈下降趋势，在翻堆后又能随温度升高而酶活性升
高，尤其是在第二次翻堆后，实施例4的堆体温度较高，纤维素酶活性也表现的高于其它组
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
别，堆肥结束时，实施例4的纤维素酶活性为0.35mg·d ·d ，实施例3为0.28mg·d ·d ，
‑1 ‑1 ‑1 ‑1
对比例1为0.27mg·d ·d ，对比例2为0.26mg·d ·d ，，说明实施例4中增益剂的添加对
堆体物料转化表现出协同增益效果，使得堆体能表现出增强纤维素酶活性以加快降解、降
解放热以提高纤维素酶活性和分泌量的良性循环，充分降解物料中难降解的木质素纤维素
等，提高堆肥的腐熟化程度和堆肥产物品质。

[0102] (2)腐殖质测试：称取0.5g样品，放入后300ml的锥形瓶，再加入焦硼酸钠和NaOH混合液(均为0.1mol/L)50ml，密封，振荡，静置9h，过滤，吸取5ml过滤后液体放入150ml锥形瓶
中，水浴蒸干，随后加入5ml 0.8mol/L重铬酸钾溶液和5ml浓H2SO4密封管口。然后将试剂瓶
放入水浴中并加热15min，待试剂管冷却到室温后，加入50ml蒸馏水进行定容，随后加入邻
啡罗林指示剂3滴，再用0.1mol/L硫酸亚铁滴定至溶液由黄绿色到刚出现砖红色为止并记
录硫酸亚铁用量。结果如图2、3所示。

[0103] 图2为堆肥过程中堆体内总腐殖质的含量变化示意图。图3为堆肥过程中堆体内腐殖化指数HI的变化示意图。

[0104] 总腐殖质主要是由胡敏酸HA和富里酸FA所组成。腐殖化指数HI为HA/FA的比值。由图2、3可知，总腐殖质和腐殖化指数都呈现先降低再升高的趋势。实施例4的总腐殖质含量
和腐殖化指数最高，对比例2次之，实施例3和对比例1差异不显著且总腐殖质含量和腐殖化
指数最低，说明实施例4的堆体在堆肥结束时腐殖化程度最高，堆体中的物料降解率和转化
率最高，且堆肥产物的品质最佳；经对比发现，实施例4中增益剂的添加对堆肥步骤的腐殖
化程度表现出协同增益效果，能显著提升堆肥产物品质和原料转化率。

[0105] 试验例2：

[0106] 厌氧发酵系统物质转化与代谢产物测试

[0107] 试验方法：按照实施例1、2、3和5，对比例3、4的处理方法进行干料发酵和废液发酵，记录发酵开始后，进入产气期的时间，以及第一沼气和第二沼气的收集量，同时取发酵
体系中的代谢产物通过气相色谱进行测定其中的有机酸含量，其中以乙酸为主要标的物。
测定结果如图4、表1所示。

[0108] 图4为厌氧发酵时微生物代谢产物中有机酸含量变化示意图，A‑实施例3，B‑实施例5，C‑对比例3，D‑对比例4。由图可知，经过对比发现，实施例5的发酵体系中有机酸含量最
高，其中乙酸占总有机酸含量的75％以上；实施例3和对比例3差异不显著，对比例4发酵体
系中有机酸含量最低；综合上述表现，说明实施例5中添加的发酵催化剂能发挥协同有益效
果，使得发酵过程中微生物的活性和对原料的转化率提升，进而使得代谢产物有机酸和乙
酸的积累量显著增加，而乙酸进一步分解形成甲烷，显著增加了发酵产物沼气的产气量和
甲烷的占比。

[0109] 表1厌氧发酵系统的产气量统计结果

[0110]

[0111] 由上表可知，实施例1和2比较可知，在厌氧发酵中外加低电压能促进发酵进行，有利于增加产气量；实施例3的干料发酵中加入的死亡养殖动物的无害化产物，有利于对废弃
物的资源化利用，且显著提升了产气量；实施例5最早进入产气期，且单位产气量最大，沼气
中甲烷的占比也最大，对比例3和4与实施例3相比，有不同程度的提升和降低，但整体差异
不显著；综合可知，实施例5的处理方法，尤其是发酵催化剂的添加，能促进发酵体系中微生
物新陈代谢，使甲烷产气期提前，改善发酵启动慢的问题，显著提高了发酵产物沼气的产量
和原料转化率。

[0112] 上述实施例中的常规技术为本领域技术人员所知晓的现有技术，故在此不再详细赘述。

[0113] 以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此，所有等同
的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。