本發(fā)明屬于生物廢棄物處理，涉及一種無(wú)害化、規(guī)?；幚矸椒ǎ唧w為利用黑水虻生物轉(zhuǎn)化蠶沙廢棄物的方法及其產(chǎn)物應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，蠶沙作為一種重要的有機(jī)廢棄物，其合理處理對(duì)于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和資源的有效利用具有重要意義。蠶沙主要來(lái)源于家蠶幼蟲(chóng)的飼養(yǎng)過(guò)程，它不僅富含豐富的營(yíng)養(yǎng)成分，如氮、磷、鉀等，而且還含有一定量的有機(jī)質(zhì)和微量元素，對(duì)土壤改良和農(nóng)作物生長(zhǎng)具有積極的促進(jìn)作用。

2、麥麩是小麥加工過(guò)程中的副產(chǎn)品，主要由胚乳的外層皮層組成，含有豐富的膳食纖維、蛋白質(zhì)、b族維生素以及礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成分。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，麥麩不僅是一種高品質(zhì)的飼料原料，用于喂養(yǎng)牲畜和家禽，而且還可以作為有機(jī)肥料，用于改善土壤結(jié)構(gòu)和提供植物生長(zhǎng)所需的養(yǎng)分。此外，麥麩在生物能源生產(chǎn)、生物降解材料制造以及食品工業(yè)中也有廣泛的應(yīng)用。然而，由于其纖維素含量較高，麥麩在飼料或食品加工中的利用率受到限制。

3、蠶沙和麥麩的處理方法多種多樣，其中最常見(jiàn)的是堆肥化處理。堆肥化是一種生物降解過(guò)程，通過(guò)微生物的活動(dòng)將蠶沙和麥麩中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)，從而達(dá)到改善土壤結(jié)構(gòu)、提高土壤肥力的目的。在堆肥化過(guò)程中，可以添加適量的秸稈、畜禽糞便等其他有機(jī)廢棄物，以調(diào)節(jié)碳氮比，促進(jìn)微生物活性，加速堆肥的成熟過(guò)程。

4、然而傳統(tǒng)堆肥過(guò)程中微生物的分解活動(dòng)會(huì)產(chǎn)生惡臭氣體，如氨氣、硫化氫等，這些氣體對(duì)周邊居民的生活環(huán)境和人體健康易造成不良影響。如果堆肥過(guò)程中的溫度控制不當(dāng)，未能達(dá)到足夠高的溫度，那么病原體和寄生蟲(chóng)卵可能無(wú)法被完全殺滅，這可能導(dǎo)致病原體通過(guò)堆肥產(chǎn)品傳播，對(duì)人類(lèi)健康和作物生長(zhǎng)構(gòu)成威脅。且傳統(tǒng)堆肥需要定期翻堆、控制濕度和溫度等，這些管理和維護(hù)工作無(wú)疑又增加了勞動(dòng)強(qiáng)度和管理成本。

5、黑水虻幼蟲(chóng)具有極強(qiáng)的分解能力，能夠迅速分解蠶沙及麥麩中的有機(jī)物質(zhì)，縮短處理周期，提高處理效率。黑水虻處理過(guò)程中產(chǎn)生的惡臭遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)堆肥，因?yàn)橛紫x(chóng)在分解過(guò)程中會(huì)分泌出一種特殊的抗菌物質(zhì)，抑制了惡臭氣體的產(chǎn)生。高溫堆肥過(guò)程中，黑水虻幼蟲(chóng)的體溫可以達(dá)到60-70℃，這個(gè)溫度足以殺死大部分病原體和寄生蟲(chóng)卵，從而減少了病害的傳播風(fēng)險(xiǎn)。黑水虻處理后的產(chǎn)物可以作為優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥料，用于改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤的保水保肥能力，促進(jìn)作物生長(zhǎng)。且黑水虻幼蟲(chóng)在處理蠶沙的同時(shí)，自身也會(huì)生長(zhǎng)繁殖，最終形成高蛋白的生物飼料，可以用于喂養(yǎng)家禽、魚(yú)類(lèi)等，實(shí)現(xiàn)了資源的高效利用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、解決的技術(shù)問(wèn)題：為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，獲得高效規(guī)模化處理蠶沙廢棄物的方法，在消除蠶沙廢棄物污染的同時(shí)獲得農(nóng)用有機(jī)肥料和畜禽養(yǎng)殖飼料，鑒于此，本發(fā)明提供了利用黑水虻生物轉(zhuǎn)化蠶沙廢棄物的方法及其產(chǎn)物應(yīng)用。

2、技術(shù)方案：利用黑水虻生物轉(zhuǎn)化蠶沙廢棄物的方法，所述方法包括以下步驟：

3、s1、將黑水虻蟲(chóng)卵進(jìn)行清潔飼養(yǎng)馴化培育，在麥麩基質(zhì)內(nèi)自然傳代5代以上后保種，從而篩選出在密集飼養(yǎng)環(huán)境下具有穩(wěn)定繁殖特性的黑水虻種；

4、s2、將s1篩選出的黑水虻種，在麥麩基質(zhì)內(nèi)孵化至見(jiàn)到明顯幼蟲(chóng)蟲(chóng)體；

5、s3、將收集的蠶沙廢棄物進(jìn)行預(yù)處理，控制其含水量為70-75％、碳氮比為15％-30％；

6、s4、將s2獲得的黑水虻幼蟲(chóng)和s3預(yù)處理后的蠶沙轉(zhuǎn)移至生物轉(zhuǎn)化池中，進(jìn)行蠶沙廢棄物的生物轉(zhuǎn)化處理；

7、s5、分離s4生物轉(zhuǎn)化處理后的產(chǎn)物和黑水虻幼蟲(chóng)，將產(chǎn)物直接用作農(nóng)用有機(jī)肥，黑水虻幼蟲(chóng)作為蟲(chóng)體蛋白經(jīng)處理后用作養(yǎng)殖飼料。

8、優(yōu)選的，s1中馴化培育的條件為：將基質(zhì)與無(wú)菌水按g:ml＝1:3-3:7混勻，置于直徑為10cm、高度為20cm的圓形塑料盒中，按基質(zhì)質(zhì)量的1/200投喂蟲(chóng)卵，控制相對(duì)濕度為70-75％，溫度為25-30℃。

9、優(yōu)選的，s2采用含水率80％、鋪設(shè)高度為8-12cm的麥麩基質(zhì)對(duì)蟲(chóng)卵進(jìn)行孵化至見(jiàn)到明顯蟲(chóng)體，麥麩與蟲(chóng)卵質(zhì)量比為1:200-1:150。

10、優(yōu)選的，s3中采用麥麩、谷殼、草粉、碎木屑、玉米粉、雞糞和豬糞來(lái)調(diào)整蠶沙的碳氮比，采用自來(lái)水調(diào)整含水量；其中，麥麩與蠶沙廢棄物的質(zhì)量比為0:1-1:4，谷殼與蠶沙廢棄物的質(zhì)量比為1:1-1:3、草粉與蠶沙廢棄物的質(zhì)量比為1:1-1:5、碎木屑與蠶沙廢棄物的質(zhì)量比為1:1-1:4、玉米粉與蠶沙廢棄物的質(zhì)量比為1:1-1:5、雞糞與蠶沙廢棄物的質(zhì)量比為2:1-1:5、豬糞與蠶沙廢棄物的質(zhì)量比為2:1-1:5。

11、優(yōu)選的，蠶沙廢棄物與麥麩的質(zhì)量比為2:1。

12、優(yōu)選的，s4中轉(zhuǎn)化池內(nèi)，s3預(yù)處理后的蠶沙鋪設(shè)高度為12-15cm，預(yù)處理后的蠶沙與幼蟲(chóng)質(zhì)量比為500:1-1000:1，且幼蟲(chóng)均勻鋪設(shè)在蠶沙表面，鋪設(shè)完成后保持室內(nèi)溫度25℃-30℃、濕度70-75％，自然光照下，靜置8-10天后完成生物轉(zhuǎn)化處理。

13、進(jìn)一步的，靜置48小時(shí)后每日攪拌蠶沙兩次，攪拌時(shí)間分別在上午9-10點(diǎn)和下午5-6點(diǎn)。

14、進(jìn)一步的，靜置第2-6天，黑水虻幼蟲(chóng)快速生長(zhǎng)，并通過(guò)幼蟲(chóng)的不斷活動(dòng)，基質(zhì)溫度快速升高至40-50℃。因此，增加了蠶沙基質(zhì)微生物的活躍度，使得黑水虻能快速吸收蠶沙廢棄物中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，并不斷生長(zhǎng)發(fā)育；第2天，蠶沙廢棄物在黑水虻的活動(dòng)下變得濕潤(rùn)，水分增加，顏色變深；第3天，蠶沙呈濕潤(rùn)粘稠狀，減量化明顯。

15、優(yōu)選的，s5中分離生物轉(zhuǎn)化處理后的產(chǎn)物和黑水虻幼蟲(chóng)的具體方法為：將處理后帶有黑水虻的蠶沙均勻鋪在4-7mm孔徑的篩網(wǎng)上，鋪設(shè)厚度為5-8mm，篩網(wǎng)下方墊一層土工布，手動(dòng)將蠶沙中的黑水虻篩至土工布上，其中收集的蠶沙作為干肥；然后將裝有黑水虻的土工布轉(zhuǎn)移至清洗池上，采用流水噴淋沖土工布上帶有蠶沙的黑水虻3-6min，收集流出的糞水作為水肥；收集土工布上的黑水虻風(fēng)干并加工成昆蟲(chóng)蛋白，清洗土工布并將清洗后的水匯入水肥中。

16、優(yōu)選的，經(jīng)生物轉(zhuǎn)化處理后的產(chǎn)物含水率高于70-75％，與黑水虻幼蟲(chóng)分離后能夠直接用作農(nóng)業(yè)有機(jī)肥。最為優(yōu)選的，經(jīng)生物轉(zhuǎn)化處理后的產(chǎn)物含水率達(dá)到75％。

17、本發(fā)明所述方法的原理在于：本發(fā)明利用黑水虻規(guī)?；镛D(zhuǎn)化蠶沙能夠高效全面的處理蠶沙，黑水虻幼蟲(chóng)通過(guò)對(duì)蠶沙不停的翻堆攪拌，不但能提高蠶沙基質(zhì)的溫度達(dá)50℃，同時(shí)能夠改變基質(zhì)的ph值，使得蠶沙基質(zhì)中微生物活躍度顯著提高，加快蠶沙的腐熟，同時(shí)黑水虻本身的生長(zhǎng)發(fā)育需要快速的吸收蠶沙廢棄物中的水分、氮、磷、鉀、硫和鈣等營(yíng)養(yǎng)元素，有效地將蠶沙廢棄物中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為生物有機(jī)質(zhì)(黑水虻蛋白等)，防止了蠶沙自然堆肥腐熟過(guò)程中產(chǎn)生的污水、氨氣、硫化氫和吲哚等有毒有害氣體以及細(xì)菌真菌對(duì)環(huán)境的污染。經(jīng)檢測(cè)，蠶沙基質(zhì)經(jīng)黑水虻處理后，其水含量高于70-75％。上述利用黑水虻高效規(guī)?；幚硇Q沙的方法可用于生產(chǎn)農(nóng)業(yè)有機(jī)肥。

18、另外，因蠶沙基質(zhì)溫度的持續(xù)升高，基質(zhì)內(nèi)可能存在的致病微生物、蟲(chóng)卵等大部分被殺死，進(jìn)一步提高了轉(zhuǎn)化產(chǎn)物作為養(yǎng)殖飼料使用的安全性。而基質(zhì)中未來(lái)得及處理的干蠶沙，經(jīng)該高溫殺菌后，能夠直接用作黑水虻飼養(yǎng)的飼料。

19、有益效果：(1)本發(fā)明所述方法通過(guò)對(duì)蠶沙廢棄物預(yù)處理調(diào)節(jié)其含水率，從而保證黑水虻在基質(zhì)內(nèi)的正常生長(zhǎng)及功能發(fā)揮；(2)黑水虻處理蠶沙的方法確實(shí)有效地解決了傳統(tǒng)蠶沙處理方式中存在的問(wèn)題，如環(huán)境污染和資源浪費(fèi)，并且將蠶沙轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的資源。通過(guò)黑水虻的生物轉(zhuǎn)化作用，蠶沙中的有機(jī)物質(zhì)被高效利用，同時(shí)減少了對(duì)化學(xué)肥料的依賴(lài)。黑水虻幼蟲(chóng)的高蛋白含量使得其成為優(yōu)質(zhì)的飼料資源，可以用于喂養(yǎng)魚(yú)類(lèi)、家禽等，而黑水虻成蟲(chóng)則可以作為動(dòng)物蛋白源。(3)該方法的經(jīng)濟(jì)效益非常明顯。由于處理周期短、轉(zhuǎn)化效率高，可以降低生產(chǎn)成本，同時(shí)由于產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)良，可以獲得更高的市場(chǎng)價(jià)格，從而實(shí)現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益。綜上所述，黑水虻規(guī)?；咝мD(zhuǎn)化蠶沙的方法具有顯著的優(yōu)勢(shì)，不僅可以實(shí)現(xiàn)廢棄物的高效利用，減少環(huán)境污染，還可以帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，是一種值得推廣和應(yīng)用的可持續(xù)發(fā)展模式。