CN109852557A - 一种用于城镇存量垃圾稳定化处理的复合菌剂及其制备方法与应用 - Google Patents
一种用于城镇存量垃圾稳定化处理的复合菌剂及其制备方法与应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种用于城镇存量垃圾稳定化处理的复合菌剂及其制备方法与应用。所述复合菌剂含有嗜热侧孢霉、产碱假单胞菌、嗜盐芽胞杆菌、枯草芽孢杆菌、恶臭假单胞菌、产朊假丝酵母、酿酒酵母、黄孢原毛平革菌、植物乳杆菌。本发明提供的复合菌剂中各微生物菌种的生长代谢、降解性能和活力能够有效互补和配合,在垃圾填埋体系中快速生长繁殖,促进垃圾处理环境快速升温,同时使得填埋场中有机质、BDM及有毒有害物质快速高效降解,大大缩短了垃圾填埋场的稳定时间,促进垃圾填埋的稳定无害化,可以在实践中用于城镇存量垃圾的好氧稳定化处理。
Description
技术领域
本发明涉及生物技术和环境保护领域,具体涉及一种用于城镇存量垃圾稳定化处理的复合菌剂及其制备方法与应用。
背景技术
城镇中的存量垃圾含有大量的有机质成分,容易腐烂滋生蚊蝇,埋入地下后自然分解慢。长期以来,对于存量垃圾的传统治理方法主要为防渗墙封闭以及气体和渗滤液的收集处置等,这些处理方法使得垃圾达到稳定期可能需要10~20年的时间,造成大量土地长期无法开发利用,并且运行成本会随着时间年限不断增加,造成不必要的资源浪费,而且容易导致渗滤液和气体造成二次污染。
近年来,随着城镇存量垃圾的好氧稳定化处理技术的发展,将填埋场内部的厌氧状态转为好氧状态,成为城镇存量垃圾处理的主要研究方向。好氧稳定化处理中不会产生厌氧发酵形成的有毒有害物质,如沼气、渗滤液等,相应地,这些有毒有害产物被二氧化碳和水替代。好氧稳定化处理工艺中,通过将空气鼓入填埋场内部,同时利用生物好氧反应时间短的特点,实现短期内稳定填埋场的有机废物,进而快速稳定填埋场,有效控制填埋气体和渗滤液污染的产生。
关于好氧稳定化处理工艺,目前的研究包括:中国专利 201310277230.8公开了一种垃圾填埋场的内部曝气方法,实现对向垃圾内部输送的气体进行调节和控制;中国专利201710461903.3公开了一种非稳定生活垃圾填埋场的原位环境修复系统,包括通风单元、污染物真空抽提单元、渗滤液抽提单元及营养液注入单元。但是,包括上述报道在内的现有技术多需要通过向存量垃圾内部鼓入高压气体,同时需要抽出更多气体使其内部保持负压来维持好氧处理环境,该过程需要消耗大量能源,使得生活垃圾填埋场的运营期成本大大增加。同时,对于垃圾填埋场的高浓度渗滤液及部分重金属等有毒有害物质难以实现稳定无害化。
发明内容
为解决现有技术中存在的技术问题,本发明的目的在于提供一种用于城镇存量垃圾稳定化处理的复合菌剂及其制备方法与应用。
首先,本发明提供一种用于城镇存量垃圾稳定化处理的复合菌剂,其含有假单胞菌、芽孢杆菌、纤维素降解真菌、酵母和乳酸菌;所述假单胞菌为能够降解有机物质的假单胞菌;所述芽孢杆菌为能够分泌选自淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶中的一种或多种的芽孢杆菌;所述纤维素降解真菌为能够分泌选自纤维素酶、半纤维素酶、木质素酶中的一种或多种的真菌。
优选地,本发明所述的复合菌剂包括嗜热侧孢霉(Sporotrichum thermophile)、产碱假单胞菌(Pseudomonas alcaligenes)、嗜盐芽胞杆菌(Halobacillus sp)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)、产朊假丝酵母(Candidautilis)、酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaetechrysosporium)、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)。
本发明中,所述复合菌剂中所述复合菌剂中,恶臭假单胞菌 (Pseudomonasputida)和嗜热侧孢霉(Sporotrichum thermophile)的有效活菌数的比例为1:4~3:1;所述恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)和嗜热侧孢霉(Sporotrichum thermophile)的有效活菌数之和占所述复合菌剂的总有效活菌数的10%-30%。
本发明中,所述复合菌剂中各菌株的有效活菌数占总有效活菌数的比例如下:
优选地,所述复合菌剂的总有效活菌数≥109cfu/mL;所述复合菌剂中,恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)和嗜热侧孢霉 (Sporotrichum thermophile)的有效活菌数比例为1:2~2:1。
作为本发明的一种实施方式,所述复合菌剂的总有效活菌数为 109cfu/mL~1012cfu/mL
作为本发明的优选实施方式,所述复合菌剂中,所述嗜热侧孢霉 (Sporotrichumthermophile)为保藏编号CICC 2440的菌株;所述产碱假单胞菌(Pseudomonasalcaligenes)为保藏编号CICC 20698的菌株;所述嗜盐芽胞杆菌(Halobacillus sp)为保藏编号CICC 10442的菌株;所述枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)为保藏编号CICC10020的菌株;所述恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)为保藏编号CICC 20677的菌株;所述产朊假丝酵母(Candida utilis)为保藏编号CICC 31856的菌株;所述酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)为保藏编号CICC 1002 的菌株;所述黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)为保藏编号CICC 14076的菌株;所述植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum) 为保藏编号CICC 20264的菌株。
本发明中,所述复合菌剂还含有保护剂和载体;所述保护剂包括可溶性淀粉、聚丙烯酰胺、卡拉胶、海藻酸钠中的一种或多种;所述载体包括麸皮、豆粕粉、玉米芯粉、葡萄糖、蔗糖、硫酸铵的一种或多种。
优选地,本发明所述复合菌剂为液态菌剂。液体菌剂可喷洒、回灌,有较强的流动性使得菌剂分布更加均匀,处理更充分。
进一步地,本发明还提供所述复合菌剂的制备方法,包括如下步骤:分别培养嗜热侧孢霉(Sporotrichum thermophile)、产碱假单胞菌 (Pseudomonas alcaligenes)、嗜盐芽胞杆菌(Halobacillus sp)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)、产朊假丝酵母(Candida utilis)、酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum),将得到的发酵培养物混合。
具体地,所述复合菌剂的制备方法包括如下步骤:
(1)斜面培养:将所述复合菌剂中的各菌种分别接种于斜面培养基,培养至斜面成熟;
(2)种子培养:将步骤(1)的斜面培养物接种于种子培养基中,培养至种子成熟;
(3)发酵培养:将步骤(2)得到的成熟种子接种于发酵培养基中,其中,产碱假单胞菌(Pseudomonas alcaligenes)、嗜盐芽胞杆菌 (Halobacillus sp)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)均在35~37℃有氧发酵培养;产朊假丝酵母 (Candida utilis)和酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)均在28~32℃有氧发酵培养;嗜热侧孢霉(Sporotrichum thermophile)在42-45℃堆置发酵培养;黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)在 25~30℃有氧发酵培养;植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)在 35-37℃密闭厌氧发酵培养。
(4)将步骤(3)得到的各菌种的发酵培养物混合。
进一步地,本发明还提供所述复合菌剂在城镇存量垃圾稳定化处理中的应用,其中,所述稳定化处理为好氧稳定化处理;所述应用为将所述复合菌剂添加至所述城镇存量垃圾中。
优选地,所述添加为以0.001%~0.1%的比例添加。
更进一步地,本发明还提供含有所述复合菌剂的城镇存量垃圾稳定化处理剂或堆肥剂。
此外,本发明还提供一种城镇存量垃圾稳定化处理的方法,所述稳定化处理为好氧稳定化处理;所述好氧稳定化处理的过程中添加本发明所述的复合菌剂。
本发明所述的复合菌剂可以配合城镇存量垃圾好氧气稳定化处理的设备和工艺使用,例如:抽气井、进风管道、渗滤液收集回灌系统等。本发明的有益效果在于:
本发明在对于微生物的生理代谢和生长繁殖性能的研究的基础上,进行了大量的菌种组合和筛选实验,最终得到的复合菌剂中,嗜热侧孢霉和黄孢原毛平革菌能够产生大量的纤维素酶、半纤维素酶和木质素酶,降解垃圾中的纤维素、木质素类物质;嗜盐芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌能够有效产生淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶,降解淀粉、糖类、蛋白及脂肪等物质;产碱假单胞菌、恶臭假单胞菌和植物乳杆菌能够高效分解垃圾中的酚类、苯环类等难降解的有机物质以及亚硝酸盐等有害无机物质;产朊假丝酵母(Candida utilis)、酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)和植物乳杆菌能够改良整体存量垃圾堆体环境,分解垃圾中的有机、无机化合物质为其它菌种的后续发酵提供养分,上述微生物菌种的降解性能和活力能够有效互补、协同和配合,使得填埋场中有机质、BDM快速降解,降解程度高,大大缩短了垃圾填埋场稳定的时间。另外,城镇存量垃圾中含有大量的重金属成分,本发明的复合菌剂中的菌种能够分解垃圾中的有机质,产生的腐殖酸等具有稳定重金属作用的物质,对于重金属有明显的富集和螯和作用,改变重金属离子价态病降低其毒性,使其固定在垃圾中而不具备迁移能力,起到稳定无害化的作用。
垃圾处理过程中会形成复杂的微生物生态环境,本发明提供的复合菌剂充分发挥了不同菌群的在发酵过程中的协同和配合的作用,使得发酵微生物在发酵的不同阶段能够有效衔接,始终占据优势菌群的位置,同时将微生物之间的相互竞争、抑制作用尽量降低,解决了因发酵的复杂菌群环境中微生物细胞生长、代谢的竞争和不协调,而导致的垃圾降解速度慢、周期长的问题,适用于城镇存量垃圾稳定化降解的各个时期;同时有效抑制了腐生菌、致病菌的生长,使得垃圾处理过程的恶臭气体明显减少;此外,随着菌群的快速生长繁殖和代谢,垃圾处理微环境的温度快速升高,能够有效杀灭城镇存量垃圾中的致病菌、有害菌、寄生虫等(如大肠杆菌、黄金葡萄球菌、蛔虫卵等),实现垃圾处理的无害化。
此外,城镇存量垃圾处理过程中产生的渗滤液中含有氨氮、BOD、 COD等,且有害物质的含量高、复杂而无规律,添加本发明的复合菌剂处理城镇存量垃圾形成的渗滤液中也会含有大量活菌,会持续分解代谢渗滤液中的可溶或不可溶的有机成分,使氨氮、COD、BOD进一步降低,减少高浓度渗滤液的污染和后续的处理难度,
本发明的复合菌剂实现了低温菌、中温菌、高温菌以及不同pH 适应范围的菌种的合理配合,使得菌剂微生物群体具有适应能力强 (25~55℃,pH 4~9的环境条件下均有作为能够快速繁殖成为优势菌群的微生物),不容易发生变异、对环境强力刺激不敏感、抵抗能力强等优势,适于在垃圾处理过程中长期使用而能够维持稳定的活力。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的优选实施方式进行详细说明。需要理解的是以下实施例的给出仅是为了起到说明的目的,并不是用于对本发明的范围进行限制。本领域的技术人员在不背离本发明的宗旨和精神的情况下,可以对本发明进行各种修改和替换。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法;所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
以下实施例中,如无特殊说明,所述复合菌剂的制备方法如下: 1、一级斜面培养
将产碱假单胞菌(Pseudomonas alcaligenes)CICC 20698、嗜盐芽胞杆菌(Halobacillus sp)CICC10442、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)CICC 10020、恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)CICC 20677分别接种于①号培养基中,于35-37℃、培养24-48小时,观察无杂菌菌落形态完好保存,得到一级扩繁菌种。
将产朊假丝酵母(Candida utilis)CICC 31856、酿酒酵母 (Saccharomycescerevisiae)CICC 1002分别接种于②号培养基中,于28-32℃、培养24-48小时,观察无杂菌、菌落形态完好保存,得到一级扩繁菌种。
将嗜热侧孢霉(Sporotrichum thermophile)CICC 2440接种于③号培养基中,于42-45℃、培养48-72小时,观察无杂菌、菌落形态完好保存,得到一级扩繁菌种。
将黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)CICC 14076 接种于③号培养基中,于25-30℃、培养48-72小时,观察无杂菌、菌落形态完好保存,得到一级扩繁菌种。
将植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)CICC 20264接种于④号培养基中,于35-37℃、培养24-48小时,观察无杂菌、菌落形态完好保存,得到一级扩繁菌种。
2、二级扩繁种子培养
无菌环境中分别刮取上述步骤1制备的产碱假单胞菌 (Pseudomonasalcaligenes)CICC 20698、嗜盐芽胞杆菌(Halobacillus sp)CICC 10442、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)CICC 10020、恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)CICC 20677斜面培养物,分别接种于装有2000mL的⑤号培养基的3000mL锥形瓶中,置于恒温摇床中,35-37℃、100r/min、培养12-24小时,观察无杂菌、菌落形态完好保存,得到二级扩繁菌种。
无菌环境中刮取上述步骤1制备的产朊假丝酵母(Candida utilis)CICC 31856、酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)CICC 1002 的斜面培养物,分别接种于装有2000mL的⑥号培养基中的3000mL 锥形瓶中,放置入恒温摇床,35-37℃、60r/min、培养8-12小时,观察无杂菌、菌落形态完好保存,得到二级扩繁菌种。
无菌环境中刮取上述步骤1制备的嗜热侧孢霉(Sporotrichum thermophile)CICC2440的斜面培养物,接种于装有⑦号培养基的罐头瓶中,牛皮纸封口,放置于恒温箱中,42-45℃、培养48-72小时,观察无杂菌、菌落形态完好保存,得到二级扩繁菌种。
无菌环境中刮取上述步骤1制备的黄孢原毛平革菌 (Phanerochaetechrysosporium)CICC 14076的斜面培养物,接种于装有⑦号培养基的罐头瓶中,牛皮纸封口,放置于恒温箱中, 25-30℃、培养48-72小时,观察无杂菌、菌落形态完好保存,得到二级扩繁菌种。
无菌环境中刮取上述步骤1制备的植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)CICC20264的斜面培养物,接种于装有2000mL的⑧号培养基的3000mL锥形瓶中,放置入恒温摇床,35-37℃、100r/min、厌氧培养24-48小时,观察无杂菌、菌落形态完好保存,得到二级扩繁菌种。
3、三级发酵菌种制备
将产碱假单胞菌(Pseudomonas alcaligenes)CICC No.20698、嗜盐芽胞杆菌(Halobacillus sp)CICC 10442、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)CICC 10020、恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)CICC No.20677的二级发酵种子分别接种于装有⑨号培养基的发酵罐中,接种量为0.1%,35-37℃、pH 7.0-7.2、搅拌转速80r/min、通入无菌空气培养12-24小时,观察无杂菌、菌落形态完好保存,得到三级发酵菌种。
将产朊假丝酵母(Candida utilis)CICC 31856、酿酒酵母 (Saccharomycescerevisiae)CICC 1002的二级发酵种子分别接种于装有⑩号培养基的发酵罐中,接种量为0.1%、28-32℃、pH 6.5-7.0、搅拌转速50r/min、通入无菌空气培养24-48小时,观察无杂菌、菌落形态完好保存,得到三级发酵菌种。
将嗜热侧孢霉(Sporotrichum thermophile)CICC 2440的二级发酵种子接种于号培养基中,接种量为1%,堆置发酵,温度42-45℃、 pH 6.8-7.2、培养48-72小时,观察无杂菌、菌落形态完好,采用无菌水洗脱菌株后,得到三级扩繁菌种。
将黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)CICC 14076 的二级发酵种子接种于号培养基中,接种量为1%,堆置发酵,温度25-30℃、pH 6.8-7.2、培养48-72小时,观察无杂菌、菌落形态完好,采用无菌水洗脱菌株后,得到三级扩繁菌种。
将植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)CICC 20264的二级发酵种子接种于装有号培养基的发酵罐中,接种量为0.1%,温度 35-37℃、pH 5.5~6.0、搅拌转速10r/min、密闭培养12-24小时,观察无杂菌、菌落形态完好保存,得到三级发酵菌种。
4、复合菌剂的制备
将上述获得的复合菌剂的各组分的发酵培养物混合,通过调整添加发酵培养物的质量百分含量,得到含有特定的有效活菌数的复合菌剂。
本发明中各菌株的有效活菌数占复合菌剂的总有效活菌数的比例如下:
上述各培养基的配方如下:
①号培养基:酵母膏0.50%,蛋白胨1%,牛肉膏0.50%,氯化钠 0.50%,葡萄糖0.5%,琼脂2%,pH 7.0-7.2。
②号培养基:玉米粉0.5%,豆粕粉0.5%,麦芽糖2%,葡萄糖0.5%,玉米浆1.5%,硫酸铵2%,硫酸镁0.03%,磷酸二氢钾0.04%,琼脂2%, pH 6.5-7.2。
③号培养基:玉米粉2%,蔗糖1%,麦芽糖1%,硝酸钠0.3%,硫酸镁0.05%,氯化钾0.05%,磷酸氢二钾0.01%,琼脂2%。
④号培养基:鲜牛奶98%,琼脂2%。
⑤号培养基:酵母膏0.5%,蛋白胨1%,牛肉膏0.5%,氯化钠0.5%,葡萄糖0.5%。
⑥号培养基:玉米粉0.5%,豆粕粉0.5%,麦芽糖2%,葡萄糖0.5%,玉米浆1.5%,硫酸铵2%,硫酸镁0.03%,磷酸二氢钾0.04%。
⑦号培养基:麸皮70%,玉米芯粉26%,葡萄糖0.4%,蔗糖3%,硫酸镁0.05%,氯化钾0.05%,硫酸亚铁0.001%,磷酸氢二钾0.1%。
⑧号培养基:鲜牛奶100%。
⑨号培养基:酵母膏0.50%,蛋白胨1%,牛肉膏0.50%,氯化钠0.50%,葡萄糖0.50%。
⑩号培养基:玉米粉0.5,豆粕粉0.5,麦芽糖2,葡萄糖0.5,玉米浆1.5,硫酸铵2,硫酸镁0.03,磷酸二氢钾0.04。
号培养基:麸皮70,玉米芯粉26,葡萄糖0.4,蔗糖3,硫酸镁 0.05%,氯化钾0.05%,硫酸亚铁0.001,磷酸氢二钾0.1%。
号培养基:鲜牛奶100%。
实施例1
本实施例提供一种城镇存量垃圾稳定化复合菌剂,所述复合菌剂的总有效活菌数为1010cfu/mL,各菌种的有效活菌数占复合菌剂的总有效活菌数的百分含量如下:
实施例2
本实施例提供一种城镇存量垃圾稳定化复合菌剂,所述复合菌剂的总有效活菌数为2×1010cfu/mL,各菌种的有效活菌数占复合菌剂的总有效活菌数的百分含量如下:
实施例3
本实施例提供一种城镇存量垃圾稳定化复合菌剂,所述复合菌剂的总有效活菌数为5×1010cfu/mL,各菌种的有效活菌数占复合菌剂的总有效活菌数的百分含量如下:
实施例4
本实施例提供一种城镇存量垃圾稳定化复合菌剂,所述复合菌剂的总有效活菌数为1×1011cfu/mL,各菌种的有效活菌数占复合菌剂的总有效活菌数的百分含量如下:
实验例1模拟存量垃圾好氧快速稳定化试验
将草炭、砂土、陶粒和餐厨垃圾以4:4:1:1的质量比混合,模拟生活垃圾中有机质及BDM(生物可降解度)含量,分别进行土壤柱试验和填埋场实地试验。
土壤柱试验:装入土壤柱中,土壤柱安装抽气装置并定期进行抽气处理,以与上述生活垃圾体积质量比为0.001%的比例分别添加实施例1-4制备的复合菌剂;以不添加菌剂处理为对照组。
填埋场试验:在准好氧修复填埋场中进行,选取不同区域,每区域占地25m2,尽量保证每个区域的风量、pH、BDM等指标的一致性,记录原始指标,分别回灌不同组合的复合菌剂,并按时取样观察记录。以不添加菌剂处理为对照组,对照组以同样的实验条件进行,同样按时取样观察记录。
添加菌剂处理过程中产生的渗滤液均进行回灌,土壤仪试验中,在添加复合菌剂前取样检测生活垃圾样品中的有机质含量为33%, BDM含量为20%。模拟生活垃圾填埋场工况,添加复合菌剂开始处理的前两周每3天监测一次数据,以后每7天监测一次数据,监测时限为 2个月。处理过程中有机质和BDM指标随时间变化情况如表1-4所示。模拟土壤柱实验和填埋场实地试验的结果表明,分别添加实施例1-4 的复合菌剂的处理组比不添加菌剂处理的通风自然腐化的对照组能够更加快速地降解生活垃圾,实现稳定化。添加实施例1-4的复合菌剂处理,可以在更短时间内大量减少生活垃圾中的有机质及BDM(生物可降解度),且经过渗滤液回灌仍能保持较快的降解速率,说明添加复合菌剂处理可以同时保证渗滤液的净化。土柱仪试验与填埋场实验相比,土柱仪的实验条件总体要优于填埋场的环境,因此,复合菌剂能够更好地发挥稳定化作用,但添加复合菌剂的稳定化处理均显著优于未添加菌剂的对照组。
表1添加实施例1的复合菌剂进行生活垃圾的好氧稳定化处理
表2添加实施例2的复合菌剂进行生活垃圾的好氧稳定化处理
表3添加实施例3的复合菌剂进行生活垃圾的好氧稳定化处理
表4添加实施例4的复合菌剂进行生活垃圾的好氧稳定化处理
实验例2复合菌剂对于渗滤液的净化处理作用
生活垃圾渗滤液中含有高浓度的有机和无机污染物,如:易降解的动植物废料,碳水化合物、脂肪、蛋白质等,微生物可以将其分解为糖、脂肪酸、氨基酸等,最终分解为CO2、H2O和NH3,这些有机质属于容易分解的物质,在处理阶段最先分解;此外,渗透液中还含有难降解的污染物,如烷烃类、碳氢化合物、农药、洗涤剂等,需要较长时间的处理才能降解。
取上述实验例1中的土壤柱仪中的生活垃圾填埋场渗滤液10L,检测其中氨氮含量为5500mg/L、COD含量30000mg/L、BOD含量 12000mg/L、初始菌数0.5亿/g、色值300。经过15天培养后,检测其中的氨氮含量为500mg/L、COD含量2600mg/L、BDM含量 1700mg/L、菌数5.9亿/g、色值69。以上结果表明,本发明实施例 1~4的复合菌剂对于生活垃圾填埋场渗滤液中的污染物具有很好的降解作用,能够有效降低渗透液中的有机质、COD和BOD含量,且处理效果稳定。
实验例3植物发芽率实验
设置添加菌剂处理的实验组、未添加任何菌剂处理的对照组和空白对照组,各组重复3次。空白对照组将小麦种子分别放在铺有2-4层滤纸的9cm培养皿,加入15ml清水使滤纸湿润,播种100粒,每组做3 个平行样品,放入20℃气候培养箱中,开始观察发芽情况。
添加复合菌剂组和未添加菌剂组,分别取实验例1中经实施例1 的复合菌剂处理的、以及未添加菌剂处理的100g存量垃圾,加入清水500ml混合均匀后,取上清液备用。将小麦种子分别放在铺有2-4 层滤纸的9cm培养皿,加入15ml上清液使滤纸湿润,播种100粒,每组做3个平行样品,放入20℃气候培养箱中,开始观察发芽情况。于播种后第15天统计种子发芽率、根数、根长、苗高、单株苗鲜重和干重。小麦的发芽率结果如表5所示,结果表明,添加实施例1 的复合菌剂处理组的生活垃圾处理物对于小麦的发芽率和生长都有明显的促进作用,其发芽率显著高于未添加任何菌剂处理组和空白对照组,说明添加菌剂处理的生活垃圾处理物中的有毒有害物质含量低,不但对于小麦的发芽和生长没有抑制作用,其中的有机质还能够促进小麦的生长发芽。未添加菌剂处理组的发芽率较空白对照组显著降低,发芽率和生长均受到明显的抑制,表明未添加菌剂处理的垃圾处理物中含有大量的有毒有害物质,不适合小麦的发芽和生长;空白对照组的小麦发芽率较高,但后期由于肥力不足导致小麦的生长明显受到抑制。综上所述,经过复合菌剂进行稳定化处理后的存量垃圾已经实现无害化、稳定化,并具有一定的肥效,不会对小麦等植物的生长发育产生不良的影响,其对于植物具有明显的促生作用(优于空白对照组),而未添加菌剂处理的存量垃圾还没有达到无害化、稳定化的要求。
表5添加复合菌剂的生活垃圾处理物对于小麦发芽率的影响
表5的数据为3次试验的平均值
综上所述,采用本发明提供的城镇存量垃圾稳定化复合菌剂可在好氧条件下快速高效地分解生活垃圾中的有机质成分,有效净化渗滤液,同时减少臭气产生,得到的生活垃圾处理物对于植物的生长和发芽具有明显的促进作用。
虽然,上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验,对本发明作了详尽的描述,但在本发明的基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种用于城镇存量垃圾稳定化处理的复合菌剂,其特征在于,含有假单胞菌、芽孢杆菌、纤维素降解真菌、酵母和乳酸菌;所述假单胞菌为能够降解有机物质的假单胞菌;所述芽孢杆菌为能够分泌选自淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶中的一种或多种的芽孢杆菌;所述纤维素降解真菌为能够分泌选自纤维素酶、半纤维素酶、木质素酶中的一种或多种的真菌。
2.根据权利要求1所述的复合菌剂,其特征在于,包括嗜热侧孢霉(Sporotrichumthermophile)、产碱假单胞菌(Pseudomonas alcaligenes)、嗜盐芽胞杆菌(Halobacillussp)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)、产朊假丝酵母(Candida utilis)、酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)和植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)。
3.根据权利要求1或2所述的复合菌剂,其特征在于,所述复合菌剂中,恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)和嗜热侧孢霉(Sporotrichum thermophile)的有效活菌数的比例为1:4~3:1;所述恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)和嗜热侧孢霉(Sporotrichumthermophile)的有效活菌数之和占所述复合菌剂的总有效活菌数的10%-30%。
4.根据权利要求1~3任一项所述的复合菌剂,其特征在于,所述复合菌剂中,各菌株的有效活菌数占总有效活菌数的比例如下:嗜热侧孢霉(Sporotrichum thermophile)5~15%、产碱假单胞菌(Pseudomonas alcaligenes)5~10%、嗜盐芽胞杆菌(Halobacillussp)5~10%、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)10~25%、恶臭假单胞菌(Pseudomonasputida)5~15%、产朊假丝酵母(Candida utilis)10~20%、酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)10~20%、黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)10~20%、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)5~15%;
优选地,所述复合菌剂的总有效活菌数≥109cfu/mL;
所述恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)和嗜热侧孢霉(Sporotrichumthermophile)的有效活菌数比例为1:2~2:1。
5.根据权利要求1~4任一项所述的复合菌剂,其特征在于,所述复合菌剂还含有保护剂和载体;
所述保护剂包括可溶性淀粉、聚丙烯酰胺、卡拉胶、海藻酸钠中的一种或多种;
所述载体包括麸皮、豆粕粉、玉米芯粉、葡萄糖、蔗糖、硫酸铵中的一种或多种;
优选地,所述复合菌剂为液态菌剂。
6.权利要求1~5任一项所述的复合菌剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:分别培养嗜热侧孢霉(Sporotrichum thermophile)、产碱假单胞菌(Pseudomonasalcaligenes)、嗜盐芽胞杆菌(Halobacillus sp)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)、产朊假丝酵母(Candida utilis)、酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum),将得到的发酵培养物混合。
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)斜面培养:将所述复合菌剂中的各菌种分别接种于斜面培养基,培养至斜面成熟;
(2)种子培养:将步骤(1)的斜面培养物接种于种子培养基中,培养至种子成熟;
(3)发酵培养:将步骤(2)得到的成熟种子接种于发酵培养基中,其中,产碱假单胞菌(Pseudomonas alcaligenes)、嗜盐芽胞杆菌(Halobacillus sp)、枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)和恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)均在35~37℃有氧发酵培养;产朊假丝酵母(Candida utilis)和酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)均在28~32℃有氧发酵培养;嗜热侧孢霉(Sporotrichum thermophile)在42-45℃堆置发酵培养;黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)在25~30℃有氧发酵培养;植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)在35-37℃密闭厌氧发酵培养;
(4)将步骤(3)得到的各菌种的发酵培养物混合。
8.权利要求1~5任一项所述的复合菌剂在城镇存量垃圾稳定化处理中的应用,其特征在于,所述稳定化处理为好氧稳定化处理;所述应用为将所述复合菌剂添加至所述城镇存量垃圾中;
优选地,所述添加为以0.001%~0.1%的比例添加。
9.含有权利要求1~5任一项所述的复合菌剂的城镇存量垃圾稳定化处理剂或堆肥剂。
10.一种城镇存量垃圾稳定化处理的方法,其特征在于,所述稳定化处理为好氧稳定化处理,所述好氧稳定化处理的过程中添加权利要求1~5任一项所述的复合菌剂。
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