CN102586112A - 一种用于降解中国餐厨垃圾的微生物菌剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于降解中国餐厨垃圾的微生物菌剂，包括以下质量比的组分：蛋白质降解菌∶淀粉降解菌∶脂肪降解菌∶纤维素降解菌＝1～2∶1～2∶1～2∶2～3。同时，本发明还公开了上述微生物菌剂的制备方法。本发明针对国内餐厨垃圾的组分，采用相应的微生物菌来逐步降解，最后达到完全消纳的目的，避免了传统填满方式的不彻底、耗时长，焚烧方式的二次污染大、耗能高，适合当前低碳、环保、节能的要求。

Description

一种用于降解中国餐厨垃圾的微生物菌剂及其制备方法
技术领域
本发明属于微生物领域，具体涉及一种用于降解中国餐厨垃圾的微生物菌剂及其制备方法。
背景技术
在我国城市生活垃圾结构中，餐厨垃圾所占的比例为30％～50％，所占比例较大。餐厨垃圾的主要成分包括蛋白质、淀粉类、食物纤维类、动物脂肪类等有机物质。其特点是含水率高、有机质比例高、油脂成分高、盐分高等特点，容易腐烂发酵、滋生细菌，具有典型的资源和废物双重特征。目前，餐厨垃圾的主要处理方式有焚烧、填埋、饲料化和生物处理技术。其中，饲料化和生物处理技术是现阶段规范化处理餐厨垃圾的主流工艺。近几年国内引进、开发了几种适用技术，主要有生物发酵、堆肥、厌氧产沼、亚临界水解技术等。餐厨垃圾所产生的不利影响正在逐步引起我国各城市的重视，诸如“垃圾猪”“地沟油”等有害人类健康的事件时有发生。如何实现餐厨垃圾减量化、无害化、资源化是我国正面临的迫切问题。
我国餐厨垃圾有机物含量较高，采用微生物降解法能达到“三化”目的，是我国以后餐厨垃圾处理的一个重要方向。应用微生物菌群降解餐厨垃圾的研究已有报道，但真正应用的较少，一般仅停留在实验室水平，同时生物处理过程中的除臭技术还不完善，设备的研制以及对应工艺的研究不够成熟，餐厨垃圾中盐分、油脂对堆肥品质的影响等这些问题都待进一步解决。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于降解中国餐厨垃圾的微生物菌剂。
本发明的另一目的在于提供上述微生物菌剂的制备方法。
技术方案：为了达到上述目的，本发明具体是这样来完成的：一种用于降解中国餐厨垃圾的微生物菌剂，包括以下质量比的组分：蛋白质降解菌∶淀粉降解菌∶脂肪降解菌∶纤维素降解菌＝1～2∶1～2∶1～2∶2～3。
其中，所述蛋白质降解菌包括曲霉属和毛霉属，如米曲霉、雅致放射毛霉等。
其中，所述淀粉降解菌包括芽孢杆菌属和根霉属，如枯草芽孢杆菌、米根霉等。
其中，所述脂肪降解菌包括芽孢杆菌属和假丝酵母属，如地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、解脂假丝酵母等。
其中，所述纤维素降解菌包括白腐真菌和木霉属，如绒毛革盖菌、拟革盖菌、绿色木霉、康宁木霉等。
制备上述微生物菌剂的方法，包括以下步骤：
(1)单独对各原料菌种培养，通过离心收集，按比例将获得的菌体混合，制成复合菌体；
(2)将竹炭，木屑，土壤，沸石，米糠混合制成载体材料；
(3)将步骤(1)所得复合菌体与步骤(2)所得载体材料混合制得复合微生物菌剂。
其中，步骤(2)载体材料各组分重量比为比例为竹炭∶木屑∶土壤∶沸石∶米糠＝1～2∶1～2∶3～4∶1～2∶2～3；步骤(3)中复合菌体占载体材料质量的5％～15％。
本发明通过把高效降解餐厨垃圾的功能菌群和透气性与吸附性较好的载体材料按比例混合制成微生物菌剂，菌剂的降解处理效果以降解率来表现：
其中：A为混合菌剂及垃圾机总量，D为垃圾投入量(每隔24h加入垃圾1kg)，B为垃圾机运行10天混合基质总量，各项均为湿重(kg)。
有益效果：本发明针对国内餐厨垃圾的组分，采用相应的微生物菌来逐步降解，最后达到完全消纳的目的，避免了传统填满方式的不彻底、耗时长，焚烧方式的二次污染大、耗能高，适合当前低碳、环保、节能的要求。
具体实施方式
实施例1：
各原料菌体的制备
(一)蛋白质降解菌的培养
本例中采用的蛋白质降解菌为经过自然环境的筛选出的高效蛋白质降解菌，经形态和分子鉴定为曲霉属和毛霉属，分别接种到50ml液体培养基30℃震荡培养24h，然后离心收集菌体。
所用的液体培养基分别是可溶性淀粉2g，硝酸钾0.1g，三水合磷酸氢二钾0.05g，氯化钠0.05g，七水合硫酸镁0.05g，七水合硫酸亚铁0.001g，蒸馏水100mL，pH7.2-7.4，0.1MPa灭菌20分钟。葡萄糖1g，蛋白胨0.5g，三水合磷酸二氢钾0.1g，七水合硫酸镁0.05g，孟加拉红(1mg/mL)0.33mL，水100mL，自然pH，0.1MPa灭菌20分钟，加入2％去氧胆酸钠溶液2mL，链霉素溶液10000u/mL0.33mL。
(二)淀粉降解菌的培养
本例中采用的淀粉降解菌为经过自然环境的筛选出的高效淀粉降解菌，经形态和分子鉴定为芽孢杆菌属和根霉属，分别接种到50ml液体培养基30℃震荡培养24h，然后离心收集菌体。
所用的液体培养基是马铃薯40g，葡萄糖4g，水200mL，自然pH，0.1MPa，121℃灭菌20分钟。
(三)脂肪降解菌的培养
本例中采用的脂肪降解菌为经过自然环境的筛选出的高效脂肪降解菌，经形态和分子鉴定为芽孢杆菌属和假丝酵母属，分别接种到50ml液体培养基30℃震荡培养24h，然后离心收集菌体。
所用的液体培养基是牛肉膏3g，蛋白胨10g，氯化钠5g，水1000mL，pH7.0-7.2，0.1MPa、121℃灭菌20分钟
(四)纤维素降解菌的培养
本例中采用的纤维素降解菌为经过自然环境的筛选出的高效纤维素降解菌，经形态和分子鉴定为白腐真菌和木霉属，分别接种到50ml液体培养基30℃震荡培养24h，然后离心收集菌体。
所用的液体培养基是葡萄糖1g，蛋白胨0.5g，三水合磷酸二氢钾0.1g，七水合硫酸镁0.05g，孟加拉红(1mg/mL)0.33mL，水100mL，自然pH，0.1MPa灭菌20分钟，加入2％去氧胆酸钠溶液2mL，链霉素溶液10000u/mL0.33mL。
实施例2：
微生物菌剂的制备
制备复合菌体
按实施例一的培养方式对用于餐厨垃圾降解的各菌种单独培养，然后离心收集菌体，并按以下比例混合制备复合菌体，米曲霉∶解脂假丝酵母∶枯草芽孢杆菌∶康宁木霉＝2∶1∶2∶2。
制备载体材料
将竹炭、木屑、土壤、沸石、米糠按以下质量份额混合制成载体材料，竹炭∶木屑∶土壤∶沸石∶米糠＝1∶1∶2∶2∶2。
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5％。
实施例3：
微生物菌剂的制备
制备复合菌体
按实施例一的培养方式对用于餐厨垃圾降解的各菌种单独培养，然后离心收集菌体，并按以下比例混合制备复合菌体，雅致放线毛霉∶枯草芽孢杆菌∶地衣芽孢杆菌∶绒毛革盖菌＝1∶2∶1∶2。
制备载体材料
将竹炭、木屑、土壤、沸石、米糠按以下质量份额混合制成载体材料，竹炭∶木屑∶土壤∶沸石∶米糠＝1∶1∶4∶2∶3。
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4：
微生物菌剂的制备
制备复合菌体
按实施例一的培养方式对用于餐厨垃圾降解的各菌种单独培养，然后离心收集菌体，并按以下比例混合制备复合菌体，雅致放线毛霉∶解脂假丝酵母∶米根霉∶绿色木霉＝2∶2∶2∶3。
制备载体材料
将竹炭、木屑、土壤、沸石、米糠按以下质量份额混合制成载体材料，竹炭∶木屑∶土壤∶沸石∶米糠＝2∶2∶3∶2∶3。
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15％。
实施例5：
本实施例2微生物菌剂对餐厨垃圾的降解率的实验
餐厨垃圾的组成：学校食堂剩下的饭菜，去除骨头等大块、坚硬部分。
操作方法：把实施例2制得的复合微生物菌剂放进垃圾处理机理，发酵24h后，每隔24h加入1kg垃圾，餐厨垃圾与微生物菌剂的混合比例为1∶5。
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23.30kg，每隔24h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25.50kg。根据以下公式
A＝23.30，B＝25.50，D＝1*10＝10
计算出垃圾处理机运行10天后垃圾降解率为78％。

Claims (8)

1.一种用于降解中国餐厨垃圾的微生物菌剂，其特征在于，包括以下质量比的组分：蛋白质降解菌∶淀粉降解菌∶脂肪降解菌∶纤维素降解菌＝1～2∶1～2∶1～2∶2～3。
2.根据权利要求1所述的用于降解中国餐厨垃圾的微生物菌剂，其特征在于，所述蛋白质降解菌为放线菌和毛霉属。
3.根据权利要求1所述的用于降解中国餐厨垃圾的微生物菌剂，其特征在于，所述淀粉降解菌为曲霉属和酵母菌。
4.根据权利要求1所述的用于降解中国餐厨垃圾的微生物菌剂，其特征在于，所述脂肪降解菌为芽孢杆菌属和假单胞杆菌属。
5.根据权利要求1所述的用于降解中国餐厨垃圾的微生物菌剂，其特征在于，所述纤维素降解菌为木霉属和青霉属。
6.制备权利要求1所述用于降中国解餐厨垃圾的微生物菌剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)单独对各原料菌种培养，通过离心收集，按比例将获得的菌体混合，制成复合菌体；
(2)将竹炭，木屑，土壤，沸石，米糠混合制成载体材料；
(3)将步骤(1)所得复合菌体与步骤(2)所得载体材料混合制得复合微生物菌剂。
7.根据权利要求6所述制备用于降中国解餐厨垃圾的微生物菌剂的方法，其特征在于，步骤(2)载体材料各组分重量比为比例为竹炭∶木屑∶土壤∶沸石∶米糠＝1～2∶1～2∶3～4∶1～2∶2～3。
8.根据权利要求6所述制备用于降中国解餐厨垃圾的微生物菌剂的方法，其特征在于，步骤(3)中复合菌体占载体材料质量的5～15％。
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