CN101948756A - 一种高效降解餐厨垃圾的微生物菌剂及其制备方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于处理餐厨垃圾的复合微生物菌剂的制备方法及应用，由用于降解餐厨垃圾的微生物的复合菌体与透气性良好的载体材料混合而成，所述复合菌体占所述载体材料质量百分含量的5～20％。本发明的复合微生物菌剂在垃圾机上运行效果很好，平均每天消化量可达77％以上。该菌剂从根本上解决了现有技术中餐厨垃圾湿度和异味大，高盐和高油成份难以降解的问题。该菌剂的处理效果稳定，制备方法简便，无任何环境污染。

Description

一种高效降解餐厨垃圾的微生物菌剂及其制备方法及应用

技术领域

本发明涉及微生物菌剂技术领域，尤其涉及复合菌剂的制备方法及其应用，属于垃圾无害化，减量化和资源化的环保领域，具体地说，是一种高效降解餐厨垃圾的微生物菌剂的制备和应用。

背景技术

随着我国经济的发展和城市化进程的加快，人口聚集和城市化进程必将加快，城市生活垃圾的排放量愈来愈大，其中餐厨垃圾所占的比例日渐上升，占到了城市生活垃圾37％-62％。由于餐厨垃圾中含有大量的糖、淀粉、蛋白质，且盐分和油脂含量也很高，如果不加处理，餐厨垃圾极易变质、腐烂、发酵、滋生有害微生物及蚊蝇，产生大量毒素及散发恶臭气体，污染水体和大气，会严重影响城市面貌、损害居民身体健康、破坏环境质量。但餐厨垃圾具有丰富营养元素、高有机物及无机盐含量，若能有效处理会成为具有一定利用价值的资源。我国是人口众多、人均资源缺乏的发展中国家，但是垃圾资源化工作进展却十分缓慢。如何实现垃圾资源化和缩减垃圾处理量，是我国正面临的迫切问题。

应用微生物菌剂进行垃圾处理的方法现在虽然很多，但真正应用的很少。且无法解决湿度大和异味的问题，大多数菌剂都在实验室的小试阶段，大规模应用时效果很差，需要加温和去除垃圾中的水分的前处理过程。目前尚未发现有在45℃以下和不经过滤除水分的处理餐厨垃圾的微生物处理技术。

发明内容

本发明的目的是提出一种高效降解餐厨垃圾的微生物菌剂。同时提出该菌剂的制备方法及其应用。

为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：一种用于处理餐厨垃圾的复合微生物菌剂，由用于降解餐厨垃圾的微生物的复合菌体与透气性良好的载体材料混合而成，所述复合菌体占所述载体材料质量百分含量的5-20％。

作为优选方案，所述复合菌体是由蛋白质、糖类、淀粉、脂肪和纤维素的各类降解菌群分别经单独扩大培养后离心收集得到的菌体混合而成。

进一步地，所述各类降解菌群的菌体质量百分比混合比例为蛋白质降解菌∶淀粉降解菌∶糖降解菌∶脂肪降解菌∶纤维素降解菌＝1～2∶0.5～1∶1～2∶1～2∶1～2。

作为优选方案，所述载体材料由煤渣、沸石、木刨花、荞麦皮、麸皮、活性炭混合而成。

进一步地，所述载体材料的质量百分比例为煤渣∶沸石∶木刨花∶荞麦皮∶麸皮∶活性炭＝1～2∶1～2∶0.5～1∶0.5～1∶0.5～1∶0.05～0.1。

一种用于处理餐厨垃圾的复合微生物菌剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)对用于降解餐厨垃圾的若干类微生物菌群进行单独菌种培养，再通过离心收集将获得的若干类菌体混合，制成复合菌体；

(2)将煤渣、沸石、木刨花、荞麦皮、麸皮、活性炭混合制成载体材料。

(3)将步骤1所得的复合菌体与步骤2所得的载体材料混合制得复合微生物菌剂，所述复合菌体占所述载体材料质量百分含量的5～20％。

将上述方法制得的复合微生物菌剂应用于餐厨垃圾的处理。

本发明通过把高效的功能菌群和透气性较好的载体材料按比例混合制成微生物菌剂并将其投放应用于餐厨垃圾处理，经反复试验，发现该菌剂具有高效降解餐厨垃圾的能力。菌剂的降解处理效果以重量减小效率来体现：

A：投入食物重(Kg)  B：处理前总量(Kg)  C：处理后总量

若将餐厨垃圾与本发明制得的微生物菌剂按1∶2.5-4.0混合均匀后放在垃圾机运行，每隔24h加入1kg垃圾，15天后计算其重量平均减少率，降解率可分别达到79.2％，81％，85.4％，76.4％，其重量减量效率均达75％以上。

具体实施方式

实施例一

本例为复合微生物菌剂的制备。

(一)制备复合菌体

1)蛋白质降解菌的培养

本例中采用的蛋白质降解菌为由广东省微生物保藏管理中心保藏，编号为HJK6.2-2的菌株，从斜面培养基转接到10ml液体试管中摇床培养，逐级放大到3L发酵罐功能培养基中培养，培养温度为30～37℃，培养时间为12～24h，最佳为16～18h。然后离心收集菌体。

所用的功能培养基为可溶性淀粉20g，硝酸钾1g，氯化钠0.5g，K₂HPO₄·3H₂O 0.5g，MgSO₄·7H₂O 0.5g，FeSO₄·7H₂O 0.01g，琼脂20g，水1000ml，pH7.2～7.4。配制时，先用冷水，将淀粉调成糊状，倒入煮沸的水中，在火上加热，边搅拌边加入其他成分，溶化后，补足水分至1000ml。

2)糖类降解菌的培养

本例中采用的糖类降解菌为由广东省微生物保藏管理中心保藏，编号为HJK6.2-1的菌株，从斜面培养基转接到10ml液体试管中摇床培养，逐级放大到3L发酵罐功能培养基中培养，培养温度为30～37℃，培养时间为12～24h，最佳为16～18h。然后离心收集菌体。

所用的功能培养基为蛋白胨5g，牛肉膏5g，酵母膏5g，吐温80(Tween 80)0.5mL，糖或醇10g，琼脂5～6g，蒸馏水(自来水)1000mL，加入1.6％溴甲酚紫溶液约1.4mL。以上调pH6.8～7.0。

3)淀粉降解菌的培养

本例中采用的淀粉降解菌为由广东省微生物保藏管理中心保藏，编号为HJK6.2-1的菌株，从斜面培养基转接到10ml液体试管中摇床培养，逐级放大到3L发酵罐功能培养基中培养，培养温度为30-37℃，培养时间为12-24h，最佳为16～18h。然后离心收集菌体。

所用的功能培养基为胰蛋白胨(Tryptone)10g/L、酵母提取物(Yeast extract)5g/L、氯化钠(NaCl)5g/L、MnSO₄pH7.2～7.5。

4)脂肪降解菌的培养

本例中采用的脂肪降解菌为由广东省微生物保藏管理中心保藏，编号为HJK6.1-9的菌株，从斜面培养基转接到10ml液体试管中摇床培养，逐级放大到3L发酵罐功能培养基中培养，培养温度为30-37℃，培养时间为12～24h，最佳为16～18h。然后离心收集菌体。

所用的功能培养基为胰蛋白胨(Tryptone)10g/L、酵母提取物(Yeast extract)5g/L、氯化钠(NaCl)5g/L、0.5～0.8ml油。

5)纤维素降解菌的培养

本例中采用的纤维素降解菌为由广东省微生物保藏管理中心保藏，编号为HJK6.1-10的菌株，从斜面培养基转接到10ml液体试管中摇床培养，逐级放大到3L发酵罐功能培养基中培养，培养温度为30-37℃，培养时间为12-24h，最佳为16～18h。然后离心收集菌体。

所用的功能培养基为CMC-Na 20g、硫酸铵2g、硫酸二氢钾0.5g、磷酸氢二钾2g、MgSO₄1g、CaCl₂1g、酵母膏1g、水1000ml pH7～7.5。

将离心收集后的各类菌体按以下质量份混合制成粉状复合菌体，蛋白质降解菌∶淀粉降解菌∶糖降解菌∶脂肪降解菌∶纤维素降解菌＝1∶1∶1∶1∶1。

(二)制备载体材料

将煤渣、沸石、木刨花、荞麦皮、麸皮、活性炭按以下质量份混合制成载体材料，煤渣∶沸石∶木刨花∶荞麦皮∶麸皮∶活性炭＝1∶1∶0.5∶0.5∶0.5∶0.05。

(三)制备复合微生物菌剂

将复合菌体与载体材料混合制得复合微生物菌剂，所述复合菌体占所述载体材料质量百分含量的2％。

实施例二

本例为复合微生物菌剂的制备。

(一)制备复合菌体

按实施例一的培养方式对各菌种单独培养，然后离心收集菌体，并按以下比例混合制备复合菌体，蛋白质降解菌∶淀粉降解菌∶糖降解菌∶脂肪降解菌∶纤维素降解菌＝1.5∶1∶1.5∶1.5∶1.5。

(二)制备载体材料

将煤渣、沸石、木刨花、荞麦皮、麸皮、活性炭按以下质量份混合制成载体材料，煤渣∶沸石∶木刨花∶荞麦皮∶麸皮∶活性炭＝1∶1∶0.5∶0.5∶0.5∶0.05

(三)制备复合微生物菌剂

将复合菌体与载体材料混合制得复合微生物菌剂，所述复合菌体占所述载体材料质量百分含量的10％。

实施例三

本例为以实施例一制得的微生物菌剂(粉剂)对餐厨垃圾的降解率试验。

1、餐厨垃圾的组成：

食堂中剩下的饭菜，去除骨头等大块、坚硬的部分。

2、把实施例一制得的复合微生物菌剂放进垃圾机里，继续发酵24h后，然后加入1kg垃圾。餐厨垃圾与微生物菌剂的混合比例大约为1∶6.0。

3、垃圾降解率的测定：

称量未加垃圾时垃圾机和菌剂的重量为21.07kg，每隔1天加入1kg餐厨垃圾后，10天后再称量垃圾机和菌剂及剩余垃圾的总重量为23.15kg。根据重量平均减量效率的公式

B＝21.07+1×10＝31.07，C＝23.15，A＝1×10＝10

计算出垃圾机运行10天后的垃圾重量平均减量效率79.2％。

实施例四

本例为以实施例二制得的微生物菌剂(粉剂)对餐厨垃圾的降解率试验：

1、餐厨垃圾的组成：

食堂中剩下的饭菜，去除骨头等大块、坚硬的部分。

2、把实施例二制得的复合微生物菌剂放进垃圾机里，继续发酵24h后，然后加入1kg垃圾。餐厨垃圾与微生物菌剂的混合比例大约为1∶4.0。

3、垃圾降解率的测定：

称量未加垃圾时垃圾机和菌剂的重量为21.72，每隔1天加入1kg餐厨垃圾后，10天后再称量垃圾机和菌剂及剩余垃圾的总重量为23.62kg。根据重量平均减量效率的公式计算出垃圾机运行10天后的垃圾重量平均减量效率81.0％

实施例五

本例为实施例一制得的微生物菌剂(粉剂)对餐厨垃圾的降解率试验：

1、餐厨垃圾的组成：

食堂中剩下的饭菜，去除骨头等大块、坚硬的部分。

2、把实施例一制得的复合微生物菌剂放进垃圾机里，继续发酵24h后，然后加入1kg垃圾。餐厨垃圾与微生物菌剂的混合比例大约为1∶3。

3、垃圾降解率的测定：

称量未加垃圾时垃圾机和菌剂的重量为19.95，每隔1天加入1kg餐厨垃圾后，10天后再称量垃圾机和菌剂及剩余垃圾的总重量为21.41kg。根据重量平均减量效率的公式计算出垃圾机运行10天后的垃圾重量平均减量效率85.4％

实施例六

本例为实施例二制得的微生物菌剂(粉剂)对餐厨垃圾的降解率试验。

1、餐厨垃圾的组成：

食堂中剩下的饭菜，去除骨头等大块、坚硬的部分。

2、把实施例二制得的复合微生物菌剂放进垃圾机里，继续发酵24h后，然后加入1kg垃圾。餐厨垃圾与微生物菌剂的混合比例大约为1∶4.0。

3、垃圾降解率的测定：

称量未加垃圾时垃圾机和菌剂的重量为20.48，每隔1天加入1kg餐厨垃圾后，10天后再称量垃圾机和菌剂及剩余垃圾的总重量为22.84kg。根据重量平均减量效率的公式计算出垃圾机运行10天后的垃圾重量平均减量效率76.4％。

Claims (9)

1.一种用于处理餐厨垃圾的复合微生物菌剂，其特征在于：由用于降解餐厨垃圾的微生物的复合菌体与透气性良好的载体材料混合而成，所述复合菌体占所述载体材料质量百分含量的5～20％。

2.根据权利要求1所述的用于处理餐厨垃圾的复合微生物菌剂，其特征在于：所述复合菌体由蛋白质、糖类、淀粉、脂肪和纤维素的各类降解菌群分别经单独扩大培养后离心收集得到的菌体混合而成。

3.根据权利要求2所述的用于处理餐厨垃圾的复合微生物菌剂，其特征在于：所述收集得到的各类降解菌群的菌体按以下质量份混合，蛋白质降解菌∶淀粉降解菌∶糖降解菌∶脂肪降解菌∶纤维素降解菌＝1～2∶0.5～1∶1～2∶1～2∶1～2。

4.根据权利要求1所述的用于处理餐厨垃圾的复合微生物菌剂，其特征在于：所述载体材料由煤渣、沸石、木刨花、荞麦皮、麸皮、活性炭混合而成。

5.根据权利要求4所述的用于处理餐厨垃圾的复合微生物菌剂，其特征在于：所述载体材料的质量百分比例为煤渣∶沸石∶木刨花∶荞麦皮∶麸皮∶活性炭＝1～2∶1～2∶0.5～1∶0.5～1∶0.5～1∶0.05～0.1。

6.一种用于处理餐厨垃圾的复合微生物菌剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)对用于降解餐厨垃圾的若干类微生物菌群进行单独菌种培养，再通过离心收集将获得的若干类菌体混合，制成复合菌体；

(2)将煤渣、沸石、木刨花、荞麦皮、麸皮、活性炭混合制成载体材料。

(3)将步骤1所得的复合菌体与步骤2所得的载体材料混合制得复合微生物菌剂，所述复合菌体占所述载体材料质量百分含量的5～20％。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述用于降解餐厨垃圾的若干类微生物菌群包括蛋白质、糖类、淀粉、脂肪和纤维素的降解菌群，菌体的混合比例为蛋白质降解菌∶淀粉降解菌∶糖降解菌∶脂肪降解菌∶纤维素降解菌＝1～2∶0.5～1∶1～2∶1～2∶1～2。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2中的载体材料的质量百分比例为煤渣∶沸石∶木刨花∶荞麦皮∶麸皮∶活性炭＝1～2∶1～2∶0.5～1∶0.5～1∶0.5～1∶0.05～0.1。

9.如权利要求1～5所述的复合微生物菌剂应用于餐厨垃圾的处理。