技术摘要：
一种用于畜禽粪污处理的快速发酵腐熟剂及其制备方法，每100g该快速发酵腐熟剂的重量组成为：β‑D‑葡萄糖10.0～50.0g、葡萄糖氧化酶0.01～3.0g、过氧化氢酶0.01～1.0g、聚乙二醇1000 1.0～10.0g、聚乙二醇2000 1.0～5.0g、聚乙二醇8000 1.0～30.0g、甘露寡糖0.1～5.0g 全部
背景技术：
随着我国社会的发展和人们生活水平的提高，肉、蛋、奶等动物蛋白消费品逐年增 高，直接刺激了畜禽养殖业的发展，规模化、集约化和现代化的养殖场在我国各地逐渐兴 起，但同时也带来了一些问题，这些养殖场每年产生了大量的粪便污染。畜禽粪便臭味很 大，对空气、水源和土壤都造成一定的污染，严重影响人和动物的健康。另外，粪便中的致病 菌、虫卵等也很容易扩散，极易导致地方流行性传染病的发生。因此，环保问题和生物安全 问题是畜禽粪污带来的两个重要的急需解决问题。 为了解决上述问题，这些畜禽粪污产生后需进行及时地无害化处理。目前，我国较 为流行的方式是将粪便通过堆肥措施使其发酵腐熟，最终作为有机肥重新进行利用。粪污 发酵过程可以将粪便中的致病菌、虫卵等杀灭，最终得到的有机肥可用于蔬菜、花卉、果木 等农作物的施肥，相比化学肥料具有肥力足、绿色环保，作物生产出来后口感好等优点。另 外，发酵后的粪便也可作为底料用于种植蘑菇、饲养蚯蚓等等，从而将其二次利用。堆肥发 酵腐熟是目前生产上最为常见的粪污无害化处理法，具体是将畜禽粪污堆积成一个粪堆， 或直接排入发酵池中进行发酵处理，具有成本低、效果好、对环境污染小等特点，尤其适合 我国大部分中小型养殖场。 堆肥发酵处理养殖粪污虽然具有多种优点，但也存在无法避免的缺陷问题亟待解 决。 首先，堆肥发酵的最初阶段为升温阶段，由于其中的发酵微生物还未大量繁殖，数 量不够，导致粪便仍有很大臭味，这个阶段根据动物种类不同以及季节不同等，大概有2～ 7d的时间，期间仍会给周边环境带来严重影响。另外，此阶段由于粪便中存在大量的活的致 病微生物、虫卵等，也很容易扩散而导致疾病的传播。 其次，对于占我国很大比例的中小型养殖场而言，由于缺少专门的翻抛设备，堆实 的粪便空气无法进入，严重影响了好氧微生物的繁殖，造成发酵腐熟时间延长，生产效率低 下，其中的病原微生物和虫卵也无法得到及时地杀灭。 最后，现有技术的不足使得粪污发酵腐熟时间长，有机肥的生产和周转速度慢，长 期占据大量的土地资源，土地无法充分利用，对环境也带来较大的影响。
技术实现要素：
针对上述现有技术存在的缺陷和不足，本发明的目的在于提供一种用于畜禽粪污 快速处理的发酵腐熟剂，同时提供其制备方法是本发明的另一目的。本发明的粪污快速发 酵腐熟剂，在堆肥早期的升温阶段能够将致病微生物快速杀灭，及时控制病原的扩散和环 境污染，在高温阶段可以帮助好氧微生物的快速大量繁殖，加快粪污发酵腐熟的速度，在后 3 CN 111574257 A 说 明 书 2/6 页 期阶段还可保证发酵腐熟更加彻底，提高有机肥质量。 基于上述目的，本发明采取如下技术方案：一种用于畜禽粪污处理的快速发酵腐 熟剂，每100g该发酵腐熟剂的重量组成为：β-D-葡萄糖10.0～50.0g、葡萄糖氧化酶0.01～ 3.0g、过氧化氢酶0.01～1.0g、聚乙二醇1000 1.0～10.0g、聚乙二醇2000 1.0～5.0g、聚乙 二醇8000 1.0～30.0g、甘露寡糖0.1～5.0g、木聚糖0.1～5.0g、余量为玉米淀粉。 优选地，每100g该发酵腐熟剂的重量组成为：β-D-葡萄糖15.0～45.0g、葡萄糖氧 化酶1.0～2.0g、过氧化氢酶0.2～0.8g、聚乙二醇1000 2.0～9.0g、聚乙二醇2000 2.0～ 4.0g、聚乙二醇8000 5.0～25.0g、甘露寡糖1.0～4.0g、木聚糖1.0～4.0g、余量为玉米淀 粉。 进一步优选地，β-D-葡萄糖30.0g、葡萄糖氧化酶1.5g、过氧化氢酶0.5g、聚乙二醇 1000 5.0g、聚乙二醇2000 3.0g、聚乙二醇8000 20.0g、甘露寡糖2.5g、木聚糖2.5g、玉米淀 粉35.0g。 所述的用于畜禽粪污处理的快速发酵腐熟剂的制备方法，包括以下步骤： (1)将聚乙二醇1000加热使其熔融为液体状态，再将葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶混 合后，加入到熔融的聚乙二醇1000中混合，置于4℃的环境中冷却，此时体系由液态转变为 固态，得体系1； (2)将聚乙二醇2000和聚乙二醇8000混合，加热使其熔融为液体状态，将甘露寡 糖、木聚糖混合，加入到熔融的聚乙二醇2000和聚乙二醇8000混合液中，搅拌后迅速置于4 ℃环境中冷却，此时体系由液态转变为固态，得体系2； (3)将体系1、体系2分别粉碎，过60目筛，再和β-D-葡萄糖、玉米淀粉混合，分装即 得。 本发明组方合理，对畜禽粪污的发酵腐熟过程具有显著的提速作用，加快粪污致 病微生物的杀灭速度，减少环境污染，提高堆肥场地的利用率。本发明发酵出的有机肥，致 病菌和虫卵杀灭更及时彻底，有效保障了养殖场的生物安全。 本发明组方中，各组分在其中起到的效果为： 1)选择β-D-葡萄糖、葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶作为组合，是因为葡萄糖氧化酶 具有氧化β-D-葡萄糖的作用，氧化后可得到一分子的过氧化氢，过氧化氢可在过氧化氢酶 的作用下分解为一分子的水的一个单原子氧，这个单原子氧具有很强的氧化性，能高效杀 灭粪污中的有害病原。另外，单原子氧也可结合生成氧气，从而为粪污中好氧微生物的繁殖 提供条件，加速发酵腐熟过程。 2)选择聚乙二醇1000作为辅料，是因为聚乙二醇1000惰性较强，不会和其他成分 发生化学反应，且熔点在37℃左右，37℃以上为液体，37℃以下为固体状，另外，37℃左右的 温度对葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶等无破坏和变性作用，熔融状态下将上述两种酶加入，再 迅速冷却，体系凝固转变为固体溶液，葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶均匀分散体系中，此时聚 乙二醇1000的作用是为这两种酶提供保护，防止其在后期运输和储存过程中发生变性，酶 活力下降。当本发明加入到粪污中后，由于前期属于升温阶段，温度随着发酵的进行逐渐上 升，超过37℃时聚乙二醇1000逐渐熔融为液体，从而将其中分散的葡萄糖氧化酶、过氧化氢 酶释放，通过氧化β-D-葡萄糖和分解过氧化氢，发挥杀菌、产氧等效力。可以表述为，在产品 储存过程中，聚乙二醇1000主要发挥保护葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶作用，产品使用过程 4 CN 111574257 A 说 明 书 3/6 页 中，可快速释放葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶，使其发挥效力，起到加速粪污发酵和杀菌的作 用。 3)选择聚乙二醇2000和聚乙二醇8000作为辅料，其一是因为二者惰性较强，对甘 露寡糖、木聚糖不发生化学反应；其二是由于二者混合后熔点在50～60℃之间。通过对体系 加热熔融为液体后，将甘露寡糖、木聚糖加入，搅拌分散均匀，再迅速冷却，体系转变为固 态，形成固体溶液，甘露寡糖、木聚糖均匀分散在其中，此时聚乙二醇2000和聚乙二醇8000 的作用是为这两种物质提供保护，防止其在前期升温阶段就出现熔融而被粪污中的其他微 生物利用。甘露寡糖、木聚糖主要是在高温阶段供好氧微生物利用的，使其快速繁殖，缩短 高温阶段时间，提高生产效率。 4)选择甘露寡糖、木聚糖作为主要成分，是因为这两种糖容易被粪便中起主要发 酵作用的好氧微生物利用，而其中的大肠杆菌、沙门氏菌、虫卵等有害病原无法利用，这个 特性可选择性地加速好氧发酵菌的繁殖，缩短发酵腐熟的时间。 5)采用玉米淀粉作为辅料，一方面淀粉本身属于碳水化合物类，可为发酵微生物 的繁殖提供能量，加速发酵；另一方面是由于玉米淀粉作为辅料时，制备出的产品稳定性 好，后期储存过程中不会出现结块、变色等不稳定现象，保质期大大延长，使用时也更容易 撒匀、拌匀。 除了组方优势之外，本发明的工艺简单，可操作性强，无需引入复杂的特殊生产设 备，绝大多数的生产车间都能生产，制造成本低，有利于该发酵腐熟剂的大面积推广。 与现有技术相比，本发明通过组方和工艺的改进，达到的技术效果为： 首先，本发明的粪污快速发酵腐熟剂，在堆肥升温阶段随着温度的上升，聚乙二醇 1000逐渐熔融为液态，将葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶释放，将底物β-D-葡萄糖分解，同时也 将产生的过氧化氢分解，产物单原子氧能快速杀菌，产生的氧气可帮助粪堆内好氧菌加速 繁殖。和现有技术相比，杀菌更彻底，好氧菌发酵作用表现更强，温度上升更快，缩短了发酵 周期。 其次，当粪堆经过升温阶段进入高温阶段时，温度可达到60℃以上，此时聚乙二醇 2000和聚乙二醇8000由固态熔融为液态，并释放出甘露寡糖和木聚糖，被粪堆内的高温好 氧菌快速利用，加速繁殖、代谢和产热，高温的粪堆进一步保障了杀菌的彻底性和发酵腐熟 效果，保证了有机肥的质量，同时也大大缩短了高温阶段的发酵周期。 最后，本发明的产品性质稳定，制备工艺可操作性强，无需投入特殊设备就能生产 转化。粪污快速发酵腐熟后，不但可以作为可再生资源进行重新利用，还减小了对养殖场周 边空气、土壤、水源等的污染，利于环境的保护，市场前景非常广阔。
一种用于畜禽粪污处理的快速发酵腐熟剂及其制备方法，每100g该快速发酵腐熟剂的重量组成为：β‑D‑葡萄糖10.0～50.0g、葡萄糖氧化酶0.01～3.0g、过氧化氢酶0.01～1.0g、聚乙二醇1000 1.0～10.0g、聚乙二醇2000 1.0～5.0g、聚乙二醇8000 1.0～30.0g、甘露寡糖0.1～5.0g 全部
背景技术：
随着我国社会的发展和人们生活水平的提高，肉、蛋、奶等动物蛋白消费品逐年增 高，直接刺激了畜禽养殖业的发展，规模化、集约化和现代化的养殖场在我国各地逐渐兴 起，但同时也带来了一些问题，这些养殖场每年产生了大量的粪便污染。畜禽粪便臭味很 大，对空气、水源和土壤都造成一定的污染，严重影响人和动物的健康。另外，粪便中的致病 菌、虫卵等也很容易扩散，极易导致地方流行性传染病的发生。因此，环保问题和生物安全 问题是畜禽粪污带来的两个重要的急需解决问题。 为了解决上述问题，这些畜禽粪污产生后需进行及时地无害化处理。目前，我国较 为流行的方式是将粪便通过堆肥措施使其发酵腐熟，最终作为有机肥重新进行利用。粪污 发酵过程可以将粪便中的致病菌、虫卵等杀灭，最终得到的有机肥可用于蔬菜、花卉、果木 等农作物的施肥，相比化学肥料具有肥力足、绿色环保，作物生产出来后口感好等优点。另 外，发酵后的粪便也可作为底料用于种植蘑菇、饲养蚯蚓等等，从而将其二次利用。堆肥发 酵腐熟是目前生产上最为常见的粪污无害化处理法，具体是将畜禽粪污堆积成一个粪堆， 或直接排入发酵池中进行发酵处理，具有成本低、效果好、对环境污染小等特点，尤其适合 我国大部分中小型养殖场。 堆肥发酵处理养殖粪污虽然具有多种优点，但也存在无法避免的缺陷问题亟待解 决。 首先，堆肥发酵的最初阶段为升温阶段，由于其中的发酵微生物还未大量繁殖，数 量不够，导致粪便仍有很大臭味，这个阶段根据动物种类不同以及季节不同等，大概有2～ 7d的时间，期间仍会给周边环境带来严重影响。另外，此阶段由于粪便中存在大量的活的致 病微生物、虫卵等，也很容易扩散而导致疾病的传播。 其次，对于占我国很大比例的中小型养殖场而言，由于缺少专门的翻抛设备，堆实 的粪便空气无法进入，严重影响了好氧微生物的繁殖，造成发酵腐熟时间延长，生产效率低 下，其中的病原微生物和虫卵也无法得到及时地杀灭。 最后，现有技术的不足使得粪污发酵腐熟时间长，有机肥的生产和周转速度慢，长 期占据大量的土地资源，土地无法充分利用，对环境也带来较大的影响。
技术实现要素：
针对上述现有技术存在的缺陷和不足，本发明的目的在于提供一种用于畜禽粪污 快速处理的发酵腐熟剂，同时提供其制备方法是本发明的另一目的。本发明的粪污快速发 酵腐熟剂，在堆肥早期的升温阶段能够将致病微生物快速杀灭，及时控制病原的扩散和环 境污染，在高温阶段可以帮助好氧微生物的快速大量繁殖，加快粪污发酵腐熟的速度，在后 3 CN 111574257 A 说 明 书 2/6 页 期阶段还可保证发酵腐熟更加彻底，提高有机肥质量。 基于上述目的，本发明采取如下技术方案：一种用于畜禽粪污处理的快速发酵腐 熟剂，每100g该发酵腐熟剂的重量组成为：β-D-葡萄糖10.0～50.0g、葡萄糖氧化酶0.01～ 3.0g、过氧化氢酶0.01～1.0g、聚乙二醇1000 1.0～10.0g、聚乙二醇2000 1.0～5.0g、聚乙 二醇8000 1.0～30.0g、甘露寡糖0.1～5.0g、木聚糖0.1～5.0g、余量为玉米淀粉。 优选地，每100g该发酵腐熟剂的重量组成为：β-D-葡萄糖15.0～45.0g、葡萄糖氧 化酶1.0～2.0g、过氧化氢酶0.2～0.8g、聚乙二醇1000 2.0～9.0g、聚乙二醇2000 2.0～ 4.0g、聚乙二醇8000 5.0～25.0g、甘露寡糖1.0～4.0g、木聚糖1.0～4.0g、余量为玉米淀 粉。 进一步优选地，β-D-葡萄糖30.0g、葡萄糖氧化酶1.5g、过氧化氢酶0.5g、聚乙二醇 1000 5.0g、聚乙二醇2000 3.0g、聚乙二醇8000 20.0g、甘露寡糖2.5g、木聚糖2.5g、玉米淀 粉35.0g。 所述的用于畜禽粪污处理的快速发酵腐熟剂的制备方法，包括以下步骤： (1)将聚乙二醇1000加热使其熔融为液体状态，再将葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶混 合后，加入到熔融的聚乙二醇1000中混合，置于4℃的环境中冷却，此时体系由液态转变为 固态，得体系1； (2)将聚乙二醇2000和聚乙二醇8000混合，加热使其熔融为液体状态，将甘露寡 糖、木聚糖混合，加入到熔融的聚乙二醇2000和聚乙二醇8000混合液中，搅拌后迅速置于4 ℃环境中冷却，此时体系由液态转变为固态，得体系2； (3)将体系1、体系2分别粉碎，过60目筛，再和β-D-葡萄糖、玉米淀粉混合，分装即 得。 本发明组方合理，对畜禽粪污的发酵腐熟过程具有显著的提速作用，加快粪污致 病微生物的杀灭速度，减少环境污染，提高堆肥场地的利用率。本发明发酵出的有机肥，致 病菌和虫卵杀灭更及时彻底，有效保障了养殖场的生物安全。 本发明组方中，各组分在其中起到的效果为： 1)选择β-D-葡萄糖、葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶作为组合，是因为葡萄糖氧化酶 具有氧化β-D-葡萄糖的作用，氧化后可得到一分子的过氧化氢，过氧化氢可在过氧化氢酶 的作用下分解为一分子的水的一个单原子氧，这个单原子氧具有很强的氧化性，能高效杀 灭粪污中的有害病原。另外，单原子氧也可结合生成氧气，从而为粪污中好氧微生物的繁殖 提供条件，加速发酵腐熟过程。 2)选择聚乙二醇1000作为辅料，是因为聚乙二醇1000惰性较强，不会和其他成分 发生化学反应，且熔点在37℃左右，37℃以上为液体，37℃以下为固体状，另外，37℃左右的 温度对葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶等无破坏和变性作用，熔融状态下将上述两种酶加入，再 迅速冷却，体系凝固转变为固体溶液，葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶均匀分散体系中，此时聚 乙二醇1000的作用是为这两种酶提供保护，防止其在后期运输和储存过程中发生变性，酶 活力下降。当本发明加入到粪污中后，由于前期属于升温阶段，温度随着发酵的进行逐渐上 升，超过37℃时聚乙二醇1000逐渐熔融为液体，从而将其中分散的葡萄糖氧化酶、过氧化氢 酶释放，通过氧化β-D-葡萄糖和分解过氧化氢，发挥杀菌、产氧等效力。可以表述为，在产品 储存过程中，聚乙二醇1000主要发挥保护葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶作用，产品使用过程 4 CN 111574257 A 说 明 书 3/6 页 中，可快速释放葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶，使其发挥效力，起到加速粪污发酵和杀菌的作 用。 3)选择聚乙二醇2000和聚乙二醇8000作为辅料，其一是因为二者惰性较强，对甘 露寡糖、木聚糖不发生化学反应；其二是由于二者混合后熔点在50～60℃之间。通过对体系 加热熔融为液体后，将甘露寡糖、木聚糖加入，搅拌分散均匀，再迅速冷却，体系转变为固 态，形成固体溶液，甘露寡糖、木聚糖均匀分散在其中，此时聚乙二醇2000和聚乙二醇8000 的作用是为这两种物质提供保护，防止其在前期升温阶段就出现熔融而被粪污中的其他微 生物利用。甘露寡糖、木聚糖主要是在高温阶段供好氧微生物利用的，使其快速繁殖，缩短 高温阶段时间，提高生产效率。 4)选择甘露寡糖、木聚糖作为主要成分，是因为这两种糖容易被粪便中起主要发 酵作用的好氧微生物利用，而其中的大肠杆菌、沙门氏菌、虫卵等有害病原无法利用，这个 特性可选择性地加速好氧发酵菌的繁殖，缩短发酵腐熟的时间。 5)采用玉米淀粉作为辅料，一方面淀粉本身属于碳水化合物类，可为发酵微生物 的繁殖提供能量，加速发酵；另一方面是由于玉米淀粉作为辅料时，制备出的产品稳定性 好，后期储存过程中不会出现结块、变色等不稳定现象，保质期大大延长，使用时也更容易 撒匀、拌匀。 除了组方优势之外，本发明的工艺简单，可操作性强，无需引入复杂的特殊生产设 备，绝大多数的生产车间都能生产，制造成本低，有利于该发酵腐熟剂的大面积推广。 与现有技术相比，本发明通过组方和工艺的改进，达到的技术效果为： 首先，本发明的粪污快速发酵腐熟剂，在堆肥升温阶段随着温度的上升，聚乙二醇 1000逐渐熔融为液态，将葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶释放，将底物β-D-葡萄糖分解，同时也 将产生的过氧化氢分解，产物单原子氧能快速杀菌，产生的氧气可帮助粪堆内好氧菌加速 繁殖。和现有技术相比，杀菌更彻底，好氧菌发酵作用表现更强，温度上升更快，缩短了发酵 周期。 其次，当粪堆经过升温阶段进入高温阶段时，温度可达到60℃以上，此时聚乙二醇 2000和聚乙二醇8000由固态熔融为液态，并释放出甘露寡糖和木聚糖，被粪堆内的高温好 氧菌快速利用，加速繁殖、代谢和产热，高温的粪堆进一步保障了杀菌的彻底性和发酵腐熟 效果，保证了有机肥的质量，同时也大大缩短了高温阶段的发酵周期。 最后，本发明的产品性质稳定，制备工艺可操作性强，无需投入特殊设备就能生产 转化。粪污快速发酵腐熟后，不但可以作为可再生资源进行重新利用，还减小了对养殖场周 边空气、土壤、水源等的污染，利于环境的保护，市场前景非常广阔。
