CN101948337A - 易腐有机垃圾降解菌剂载体 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种易腐有机垃圾降解菌剂载体，该载体由以下重量含量的成分组成：60％～89.9％的支撑材料、10％～35％的吸附材料和0.1％～20％的吸水保水材料。支撑材料为具有疏松多孔、强透气性的植物壳类或屑类，吸附材料为对垃圾降解功能菌具有较高吸附性并有较强吸水性的材料，吸水保水材料为高吸水性树脂。该载体同时具备支撑功能、吸附功能、保水持水功能。易腐有机垃圾降解菌剂配合该载体使用，能提高对易腐有机垃圾的降解能力并延长易腐有机垃圾降解系统的运行时间。

Description

易腐有机垃圾降解菌剂载体

技术领域

本发明属于生活垃圾处理领域，涉及一种用于易腐有机垃圾的微生物降解消除技术，具体涉及一种易腐有机垃圾微生物降菌剂的载体。

背景技术

随着我国社会经济的快速发展，城镇居民的生活垃圾不仅数量日益增加，而且生活垃圾中包括瓜皮果壳、剩菜剩饭等易腐性有机垃圾的比重也越来越大。由于易腐性生活垃圾含水率高(90％)、焚烧热值低(2100～3100kJ/kg)，与其他城市垃圾成分混合后，采用填埋处置不仅占用宝贵的土地资源而且会产生大量渗滤液而污染地下水系；采用焚烧发电处置因不能满足垃圾的发热量要求(即5000kJ/kg以上)会致使焚烧炉燃烧不充分而产生二恶英，严重危害周边居民身体健康。由于这类垃圾来源分散，在收集转运过程中易腐烂发臭污染环境，因此难以从一家一户收集汇总后通过饲料加工、堆肥或沼气发酵处置技术实现资源化利用。所以易腐性生活垃圾已成为影响城镇环境质量的重要污染源。为此，研发一种将这类垃圾就地生产就地降解消除的高度无害化、减量化的处置新技术，对于经济社会的可持续发展和保护生态环境安全具有极其重要的作用。

基于上述理念，目前我国已研发出一些废弃食物等易腐生活垃圾微生物降解原位消除技术。如申请号03151167.8的发明专利公开了一种废弃食物微生物分解处理机，该机器先将剩菜剩饭、瓜皮果壳等食物垃圾粉碎，再利用所设置的微生物菌群将食物垃圾碎粒分解成水、二氧化碳和无机离子，然后通过颗粒层的过滤后，最后呈流质排入下水道，不会引起下水管道赌塞。这种技术在减少固体垃圾的排放量的同时却增加了污水处理压力，因此，未能从根本上解决餐厨食物垃圾的环境污染问题。发明专利(申请号：01112685.X)公开了一种消灭型有机垃圾生物处理机，采用特殊微生物菌群进行有机垃圾的完全消化；发明专利(申请号：02150972.7)公开了一种应用YB微生物功能菌的生活有机垃圾处理机，该YB微生物功能菌由枯草芽孢杆菌和脱氮副球菌组成。

当易腐垃圾投入降解系统后，通过垃圾处理机的不断搅拌与菌剂充分混合，在好氧条件下被功能微生物降解。因此，垃圾降解系统的高效运行，不仅取决于垃圾高效降解功能微生物菌群的应用，而且还需要为垃圾降解功能菌营造适宜的温、湿度和良好通气(好氧)环境。这种环境的维持，一方面可借助于垃圾处理机的温控、补水、送风功能来实现，另一方面也对菌剂的载体材料提出了特殊的要求。

虽然已有一些发明专利公开了有关微生物菌剂的载体材料。如发明专利“复合微生物菌剂吸附粉料”(02123534.1)公开了由50～90％的有机粉料和10～50％无机粉料构成的一种生产生物有机肥菌种剂的复合微生物菌的吸附剂粉料，其中有机粉料为麦麸、米糠、豆秸粉、玉米芯粉、高粱壳粉、糠醛、豆粕、草炭土的至少一种，而无机粉料为沸石、硅藻土、凹凸棒土、轻质碳酸钙、磷矿粉或钾矿粉的至少一种。也有发明专利(03109680.8)公开了用调酸剂Ca(HCO₃)₂调节风煤或褐煤pH的一种生物有机肥料载体。由于现有发明的着眼点在于如何提高载体材料对功能微生物的吸附量及菌剂中功能微生物的成活率，所以这些载体并不符合垃圾降解菌剂对载体须具有良好透气性、吸水持水性和对微生物分解耐受性的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种易腐有机垃圾降解菌剂载体，该载体具备3方面功能：支撑功能——保持疏松通气，避免自身被降解；吸附功能——吸附菌体；保水持水功能——易腐垃圾投入降解系统后快速吸收其中的游离水而保持系统的好氧环境，当水分不足时又能释放出其吸收的水分以保持适宜的水分状况。易腐有机垃圾降解菌剂配合该载体使用，能提高对易腐有机垃圾的降解能力并延长易腐有机垃圾降解系统的运行时间。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种易腐有机垃圾降解菌剂载体，该载体由以下重量含量的成分组成：60％～89.9％的支撑材料、10％～35％的吸附材料和0.1％～20％的吸水保水材料。

作为本发明的易腐有机垃圾降解菌剂载体的改进：支撑材料为具有疏松多孔、强透气性的植物壳类或屑类，吸附材料为对垃圾降解功能菌具有较高吸附性并有较强吸水性的材料，吸水保水材料为高吸水性树脂。

作为本发明的易腐有机垃圾降解菌剂载体的进一步改进：支撑材料为桑枝屑、谷壳、棉子壳和笋壳屑中的至少一种；吸附材料为草炭、竹炭粉、沸石粉、粘土和高岭土中的至少一种。

在本发明中，高吸水性树脂为具有超强吸水保水和释放能力的人工合成的高吸水性树脂；能通过市购的方式获得，例如可购自三大雅精细化学品有限公司、广西扶绥县庆旺植物抗旱保水剂厂、日本触媒有限公司等。

在本发明的载体中，作为支撑材料的桑枝屑、谷壳、棉子壳或笋壳屑均为晒干后所得，其含水量(重量含量)≤10％，其中桑枝屑是由干燥的桑树枝条经树枝粉碎机粉碎后所得粗细不一的碎屑，其中最大的碎屑长度≤30mm。

本发明的发明人通过大量的实验后得知，易腐有机垃圾降解菌剂载体不仅要对垃圾高效降解功能微生物菌群具有吸附固定作用，而且必须疏松多孔且具有良好透气性和较强的吸水持水能力，同时对微生物分解具有较强的耐受性，才能在垃圾降解系统运行过程中使菌剂基质维持良好的通气状况和适宜的含水率，以满足功能菌群旺盛生长对好氧条件的要求。反之，如果基质不够疏松不具备良好的透气性；或载体材料在运行过程中很快被系统中的微生物所分解；或材料吸水性差当含水率较高的易腐垃圾投入垃圾降解系统后游离水过多，都会造成基质闭结而形成厌氧环境，使有机垃圾分解不完全产生有异味的挥发性脂肪酸等中间产物逸出，导致降解系统无法稳定运行，不得不频繁更换菌剂和载体使垃圾降解系统的运行成本极大增加。

本发明正是基于易腐垃圾降解系统对菌剂载体材料的这些特殊要求而开展筛选、组配研究。本发明所得的载体是适合于配合所有的“有机垃圾高效降解功能微生物菌剂”使用。

本发明的易腐有机垃圾降解菌剂载体实际使用时，按照其重量的15％～30％添加液体易腐有机垃圾降解菌剂，从而组成有机垃圾降解固体基质，然后将有机垃圾降解固体基质置于各类垃圾降解处理机内，对生活有机垃圾进行降解处理。一般，在家用垃圾降解处理机放置3000g～4500g有机垃圾降解固体基质，每天处理1kg生活有机垃圾(由瓜皮果壳、剩菜剩饭等易腐性有机垃圾)，降解系统连续运行3个月，垃圾体积消除率达95％以上。

本发明的易腐有机垃圾降解菌剂载体，除了具有一般微生物菌剂载体对菌体的良好吸附性外，还具有如下优点：

1.载体中的支撑材料具有疏松多孔和耐微生物降解特性，在长达数月的垃圾降解系统运行过程中不产生结块现象，因而提高降解系统运行的稳定性和高效性；

2.载体中的保水持水材料具有吸收数百倍于自身重量水分的特性，当含水量较高的易腐垃圾后投入降解系统后，快速吸收其中的游离水而保持系统的好氧环境，当系统水分不足时又能释放出其中的水分以保持适宜的水分状况。有利于保持垃圾降解系统运行的稳定性和高效性。

综上所述，现有载体仅仅具有吸附菌体的作用，而本发明的载体克服了现有载体功能单一的缺陷。本发明的载体具备有以下3方面功能：支撑功能——保持疏松通气，避免自身被降解；吸附功能——吸附菌体；保水持水功能——易腐垃圾投入降解系统后快速吸收其中的游离水而保持系统的好氧环境，当水分不足时又能释放出其吸收的水分以保持适宜的水分状况。

具体实施方式

本发明中，所有的成分均能通过市购的方式获得。

实施例1、一种易腐有机垃圾降解菌剂载体，该载体由以下重量含量的成分组成：74％的支撑材料、25％的吸附材料和1％的吸水保水材料。

支撑材料由桑枝屑和谷壳组成，桑枝屑∶谷壳＝3∶1(重量比)；

吸附材料由草炭和沸石粉组成，草炭∶沸石粉＝2∶1(重量比)；

吸水保水材料为高吸水性树脂。

实施例2、一种易腐有机垃圾降解菌剂载体，该载体由以下重量含量的成分组成：82％的支撑材料、17.2％的吸附材料和0.8％的吸水保水材料。

支撑材料由桑枝屑和棉子壳组成，桑枝屑∶棉子壳＝4∶1(重量比)；

吸附材料由草炭和粘土组成，草炭∶粘土＝3∶1(重量比)；

吸水保水材料为高吸水性树脂。

实施例3、一种易腐有机垃圾降解菌剂载体，该载体由以下重量含量的成分组成：65％的支撑材料、33.5％的吸附材料和1.5％的吸水保水材料。

支撑材料由笋壳屑和桑枝屑组成，桑枝屑∶笋壳屑＝4∶1(重量比)；

吸附材料由竹炭粉和沸石粉组成，竹炭粉∶沸石粉＝3∶1(重量比)；

吸水保水材料为高吸水性树脂。

实施例4、一种易腐有机垃圾降解菌剂载体，该载体由以下重量含量的成分组成：72％的支撑材料、25％的吸附材料和3％的吸水保水材料。

支撑材料由笋壳屑、桑枝屑和谷壳组成，桑枝屑∶笋壳屑∶谷壳＝3∶1∶1(重量比)；

吸附材料由草炭和高岭土组成，草炭∶高岭土＝3∶1(重量比)；

吸水保水材料为高吸水性树脂。

实验1、在3000g实施例1所得的易腐有机垃圾降解菌剂载体中加入810g液体菌剂(雅致放射毛霉(Actinomucor elegans)1.4×10¹⁰cfu/ml和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)1×10¹⁰cfu/m1)，置于宁波通用塑料机械制造有限公司制造的家用垃圾降解处理机内。开启处理机运行2天，之后每天投加1kg主要由米饭、肉、菜叶、鱼、瓜皮等组成的厨余垃圾，整个降解系统连续运行3个月，垃圾体积消除率达97.6％。

实验2、在3200g实施例2所得的易腐有机垃圾降解菌剂载体中加入800g液体菌剂(雅致放射毛霉(Actinomucor elegans)1.5×10¹¹cfu/ml和Paenibacillus cineris1.2×10¹⁰cfu/ml)，置于宁波通用塑料机械制造有限公司制造的家用垃圾降解处理机内。其余内容同实验1。

开启处理运行2天，之后每天投加0.8kg主要由米饭、肉、菜叶、鱼、瓜皮等构成的厨余垃圾，整个降解系统连续运行3个月，垃圾体积消除率达97％。

实验3、在3500g实施例3所得的易腐有机垃圾降解菌剂载体中加入910g液体菌剂(雅致放射毛霉(Actinomucor elegans)4.3×10¹⁰cfu/mL和蜡状芽孢杆菌(Bacilus cereus)1.8×10¹¹cfu/mL)，置于宁波通用塑料机械制造有限公司制造的家用垃圾降解处理机内。其余内容同实验1。

开启处理机运行2天，之后每天投加0.9kg主要由米饭、肉、菜叶、鱼、瓜皮等构成的厨余垃圾，整个降解系统连续运行3个月，垃圾体积消除率达96.8％。

实验4、在2800g实施例4所得的易腐有机垃圾降解菌剂载体中加入650g液体菌剂(雅致放射毛霉(Actinomucor elegans)1.8×10⁹cfu/ml和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)1.3×10¹⁰cfu/ml)，置于宁波通用塑料机械制造有限公司制造的家用垃圾降解处理机内。其余内容同实验1。

开启处理运行2天，之后每天投加0.7kg主要由米饭、肉、菜叶、鱼、瓜皮等构成的厨余垃圾，整个降解系统连续运行2.5个月，垃圾体积消除率达98％。

对比实验1-1、一种复合微生物菌剂吸附粉料(ZL02123534.1)，其由55.5％的豆秸粉、18.5％的米糠和26％的沸石粉组成。上述％均为重量百分比。

以上述复合微生物菌剂吸附粉料替代实验1中所用的易腐有机垃圾降解菌剂载体(实施例1所得)，其余同实验1。

结果为：垃圾降解系统仅连续运行10天，就出现基质结块现象、系统有异味逸出，垃圾体积消除率就降低到50％。

对比实验1-2、新型生物有机肥料载体(200810064089.2)，其由粉碎风化煤加碳酸氢钙调节pH6.8.。

以上述新型生物有机肥料载体替代实验1中所用的易腐有机垃圾降解菌剂载体(实施例1所得)，其余同实验1。

结果为：垃圾降解系统仅连续运行3天，就出现基质结块现象、系统有异味逸出，垃圾体积消除率就降低到20％。

对比实验1-3、按土壤∶锯末∶蛭石＝1∶1∶1的体积比例构成载体材料。

以上述载体材料替代实验1中所用的易腐有机垃圾降解菌剂载体(实施例1所得)，其余同实验1。

结果为：垃圾降解系统仅连续运行7天，就出现基质结块现象，系统有异味逸出无法继续运行。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种易腐有机垃圾降解菌剂载体，其特征是：所述载体由以下重量含量的成分组成：60％～89.9％的支撑材料、10％～35％的吸附材料和0.1％～20％的吸水保水材料。

2.根据权利要求1所述的易腐有机垃圾降解菌剂载体，其特征是：所述支撑材料为具有疏松多孔、强透气性的植物壳类或屑类，所述吸附材料为对垃圾降解功能菌具有较高吸附性并有较强吸水性的材料，所述吸水保水材料为高吸水性树脂。

3.根据权利要求1或2所述的易腐有机垃圾降解菌剂载体，其特征是：

所述支撑材料为桑枝屑、谷壳、棉子壳和笋壳屑中的至少一种；

所述吸附材料为草炭、竹炭粉、沸石粉、粘土和高岭土中的至少一种。