CN109880769B

CN109880769B - 生物酶催化生活垃圾减容减量处理剂的制备方法及应用

Info

Publication number: CN109880769B
Application number: CN201910228637.9A
Authority: CN
Inventors: 孙祥章; 齐爱玖; 孙靖远; 林祥进
Original assignee: Fuzhou Chenxiang Environmental Protection Engineering Co ltd
Current assignee: Fuzhou Chenxiang Environmental Protection Engineering Co ltd
Priority date: 2019-03-25
Filing date: 2019-03-25
Publication date: 2022-03-25
Anticipated expiration: 2039-03-25
Also published as: CN109880769A

Abstract

本发明涉及一种对生活垃圾进行高效减容减量的处理剂产品，即采用生物酶催化技术对生活垃圾进行调理，并高效减容减量，尤其是能通过高效的生物催化功能对生活垃圾进行催化降解，大幅降低其含水率，缩短处理时间，提高处理效率，减少处理成本，解决现有生活垃圾减容减量处理周期长，成本高，能耗大等共性难题。具体的说是指具有生物催化功能且能使处理后的生活垃圾减量化、稳定化，实现高效减容减量的生物酶催化处理生活垃圾技术制得复合生物酶垃圾处理剂。该产品配方科学，生物活性高，处理效果理想，使用方便，环境友好。适用于垃圾填埋处置或者焚烧处置垃圾库、挤压脱水、垃圾干燥等工序及生活垃圾收集贮存过程等领域。

Description

生物酶催化生活垃圾减容减量处理剂的制备方法及应用

技术领域

本发明属于环境工程领域，具体涉及一种生物酶催化生活垃圾减容减量处理剂的制备方法及应用。

背景技术

随着我国城市数量增加，规模扩大，人口增多以及人民生活方式的变化和生活水平的提高，城市生活垃圾以年均增长率8.98%的速度迅猛增加。数量庞大的城市垃圾已对城市以及城市周围的生态环境构成日趋严重的威胁：全国668座城市中至少有200座以上处于垃圾的包围之中；在城市周围历年堆存的生活垃圾量已达60亿t，侵占了约5亿多m2的土地；垃圾直接堆放和简易填埋场向大气释放大量的有害气体，其中还含有致癌、致畸物，垃圾在堆放腐败过程中产生大量酸性和碱性有机污染物，并溶解出其中的重金属，形成有机物、重金属和病原微生物三位一体的污染源。此外，垃圾堆积场爆炸事故不断发生，造成重大损失。因而，城市生活垃圾的处理处置问题，是关系到保护和改善生活和生态环境，防治污染，改变传统发展模式，使经济发展与环境保护相协调的重要内容之一。

垃圾处理方法按处理工艺不同分为物理方法、化学方法及生物化学方法三类。以处理方式不同通常有5种：填埋、堆肥、焚烧、热解和固化。

1.垃圾填埋处理：分为传统填埋和卫生填埋两种。传统填埋法是在自然条件下，利用坑、塘、洼地，将垃圾集中堆置在一起，不加掩盖，未进行灭菌、除臭、防污染处理的堆埋。卫生填埋法是采用工程技术措施，防止产生污染及危害环境的土地处理方法。

其优缺点体现在：造价省，减容但占用大量土地，资源化利用率很低，容易对周边环境造成影响。

2.垃圾堆肥处理：是在有控制的条件下，依靠自然界广泛分布的微生物，使垃圾中有机成分分解，转化为腐殖土状的有机肥或土壤改良剂。按需氧程度分为厌氧堆肥与好氧堆肥；按温度范围分为中温堆肥与高温堆肥；按技术条件分为露天堆肥（长期）与封闭机械装置堆肥。

其优缺点体现在：能实现一定程度的垃圾资源化利用，但由于效率低，制造期长，不适应垃圾产生量的迅速增长。

3.垃圾焚烧处理：一般是指将垃圾作为固体燃料送入垃圾焚烧炉中，垃圾中的可燃成分与空气中的氧进行剧烈的化学反应而放出热量，转化成高温的燃烧气和量少而性质稳定的固体残渣，燃烧气可以作为热能回收利用，性质稳定的残渣可直接填埋。

其优缺点体现在：减容90%，减量75%左右，能最大限度地消灭有毒有害病菌，防止恶臭，节约土地资源，同时回收电能、热能，是非常有发展前景的垃圾处理方式；但是，其造价高，且传统的垃圾焚烧处理存在二噁英二次污染和高温氯腐蚀等问题。

4.垃圾热解处理：是利用垃圾中有机物的热不稳定性在隔绝空气条件下对垃圾进行加热，使其中的有机物产生热裂解的一种方法。

其优缺点体现在：控制适当的操作条件，能迅速达到减容减量，并有效地控制二噁英污染；但由于其首期投资大，且以分类收集、垃圾热值较高为前提，限制了它的应用和推广。

5.垃圾固化处理：是把水泥、沥青、塑料、石膏、水玻璃等凝结剂同固体废弃物加以混合进行固化，或是在城市垃圾中加入硅酸钠、黏土之类的添加剂一起烧结固化（玻璃化），使得城市垃圾中所含的有害物质封闭在固化体内不易浸出，从而达到无害化、稳定化的目的。

其优缺点体现在：工艺简单，首批投资费用较低，能有效地封闭垃圾中的有害物质，可以用来处理各种城市垃圾；但其减量效果差，且对有毒垃圾的处理工艺较复杂，成本高。因此，当前面临的问题是尽快发展生活垃圾减容减量高效处理方法来解决不断增长的城市生活垃圾，亦成为研究热点。开发出适应目前垃圾处理减量化、生态化、资源化的新技术与新产品也是当前的重大课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生物酶催化生活垃圾减容减量处理剂的制备方法及应用。即通过采用生物酶催化技术对生活垃圾进行催化降解，通过有效的生物催化功能来对目前一些生活垃圾处理技术所不能达到要求的生活垃圾进行减容减量处理的处理剂，使处理后的生活垃圾减量化、稳定化，使生活垃圾达到焚烧要求的生物酶催化处理剂。

本发明的另一目的在于提供一种用在环保领域生活垃圾减容减量处理工程上，可以极大的对生活垃圾进行减容减量，而且大大降低了生活垃圾减容减量处理的运行成本的复合生物酶处理剂。

本发明采用如下技术方案：

一种生物酶催化生活垃圾减容减量处理剂的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）复合生物酶制剂的制备；（2）超嗜热好氧微生物菌剂制备；（3）溶液混配；（4）均质调配；（5）成品检测。

步骤（1）所述复合生物酶制剂的制备方法如下：

1）将选用的酶种称量计重，分别在不同的容器中进行溶解、沉淀，溶解时间为1-5小时，沉淀时间为1-2小时；采用砂滤或微滤方式去除杂质；

2）分别将上述经预处理的酶原料按顺序依次投加到配料罐中，投料速度容积比控制在每小时100-500公斤，同时开启搅拌器，搅拌器转速为20-30 r/min；

3）通过工作压力为0.1—0.5Mpa下，膜孔径为0.005µ—0.015µ的超滤膜，进行浓缩增稠处理；

4）将浓缩增稠处理后的中间体在容器中投加0.005-0.03wt%的助剂进行分子修饰于与酶固定化，之后进行静置硝化反应，时间为3-6个小时；以制得组主酶活力单位8000U/以上、pH值：4.5—6.5、分子量在20000—50000之间的酶混合液；将制得的酶溶液灌装于包装桶内在5℃至25℃条件中密封避光保存。

所述酶种包括纤维素酶、果胶酶、葡聚糖酶、漆酶、过氧化氢酶、木聚糖酶、蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶中的一种或多种。

所述助剂为酶固定化的基材或具有温和热敏功能的缓释剂，包括葡萄糖、果葡糖浆、硅藻土㓎出液、辣椒粉㓎出液中的一种或多种。

步骤（2）所述超嗜热好氧微生物菌剂制备方法如下：

1）扩繁培养：根据生活垃圾成分不同，选用超嗜热好氧微生物菌种并经斜面活化，分别接种于液体培养基中，在45℃-80℃条件下培养；在24h之后分别检查菌种的活菌数，至菌数至少达到1×10⁸个/ml数量级，然后按照比例混合得到混合菌剂；将混合菌剂按3-5wt%的接种量接种至糖蜜培养基上作为种子液；2）二次发酵：在发酵罐中配制液体培养基为发酵母液，混合接入1-5%v/v的种子液，发酵培养至菌数至少达到1×10⁷个/ml数量级；在25℃-35℃条件下密封培养2周，将PH值调至3-4，获得菌剂；

3）混合：取乳酸、柠檬酸、苯甲酸钠和菌剂按以下质量百分比混合溶解于水中：乳酸10-30%、柠檬酸5-10%、苯甲酸钠0.2-0.5%、菌剂10-15%；得到超嗜热好氧微生物菌剂。

所述微生物菌种包括枯草芽孢杆菌CGMCC 1.3358、糖单胞菌AMS-85-14、紫褐小单孢菌AMS-83-14、暗黑色马杜拉放线菌4.2100或赫石色马杜拉放线菌AMS-84-12中的一种或多种。

所述液体培养基中含终浓度0.5-5wt％的葡萄糖、终浓度0.2％的磷酸三铵，用浓硫酸调节pH值至6.0-7.0，灭菌；所述糖蜜培养基的制备方法为：10-15wt%的糖蜜溶于蒸馏水中。

步骤（3）所述溶液混配的具体方法为：将复合生物酶制剂10-20份与超嗜热好氧微生物菌剂3-10份混合均匀。

步骤（4）所述均质调配的具体步骤为：将混合后的溶液泵入调配罐再进行均质调配，比例为：混合溶液5-20%；加入0.0001-0.001wt%具有温和缓释功能的热敏剂辣椒酱或者辣椒粉㓎出液，加纯水定容到100%，制得其中活菌数达到(7-8.5)×10⁸个／毫升；组酶活力达到2000U/毫升以上的垃圾调理剂。

进一步地，将所述一种生物酶催化生活垃圾减容减量处理剂应用于垃圾减容减量，方法为喷洒在垃圾物料或发酵仓堆表面，用量为物料容重的0.001-0.005%。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的优点在于：

本发明的优点在于：针对生活垃圾的减容减量处理，组合最优生物酶种，采用超嗜热好氧微生物组合，可以在高温环境及多种污染源存在时发挥作用，配方科学，生物活性高，处理效果理想，使用方便，环境友好。

1.实现了生物酶复配及超嗜热好氧微生物组合，其效果是化学药品不能达到的。

2.本发明对生活垃圾减容减量速度快，处理时间可缩短50％以上，主要由于生物酶的专一性及高效性。

3.本发明对生活垃圾减容减量效果好，脱水率提高可达70%以上，体积可减少50%左右，效果优于其他化学药剂。。

4.本发明工艺简单，不受时间限制，易于推广。

5.治理成本低，吨生活垃圾单耗药剂成本可下降20-30％，不用征地建厂或购买庞大设备，综合处理处置成本和动态投资成本最低，而处置效果显著。

7.纯绿色环保技术。本发明产品均采用纯天然生物酶及微生物菌剂，不含转基因产品成分，该技术与产品不会产生二次污染，代表着生物环保产业发展的未来方向。

具体实施方式

实施例1

按照权利要求公开的具体方法，采用生物酶催化生活垃圾减容减量处理剂进行生活垃圾的减容减量处理。

1、制备复合生物酶制剂：

（1）某垃圾场的厨余垃圾含水率为50%，选用复合生物酶进行制备，其中复合生物酶包括果胶酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、过氧化氢酶、淀粉酶等，其各组分比例为：果胶酶7%、蛋白酶15%、脂肪酶15%、纤维素酶12%、过氧化氢酶9%，淀粉酶 42%。将各组分分别在不同的容器中进行溶解、沉淀，溶解时间为1小时，沉淀时间为2小时；采用微滤的方式去除杂质。

（2）将过滤完成的酶液投加到配料罐中，投料速度容积比控制在每小时100公斤，同时开启搅拌器，搅拌器转速为20 r/min；

（3）通过工作压力为0.1Mpa下，膜孔径为0.015µ的超滤膜，进行浓缩增稠处理；

（4）将浓缩增稠处理后的中间体在容器中投加0.005wt%的葡萄糖作为助剂进行分子修饰与酶固定化，之后进行静置硝化反应，时间为3个小时；

（5）以制得主酶活力单位8000U/以上、pH值：4.5—6.5、分子量在20000—50000之间的酶混合液；参考标准QB/T1803-1993《工业酶制剂通用试验方法》，GBT20370-2006《生物催化剂酶制剂分类导则》检测酶活、组酶活等各项指标合格后，将制得的酶溶液灌装于包装桶内在5℃至25℃条件中密封避光保存。

2、超嗜热好氧微生物菌剂制备：

选用超嗜热好氧微生物菌种枯草芽孢杆菌（CGMCC 1.3358）和糖单胞菌（AMS-85-14）分别经斜面活化，分别接种于液体培养基中，在45℃条件下培养；在24h之后分别检查菌种的活菌数，至菌数至少达到1×10⁸个/ml数量级，然后按照体积比1:1的比例混合得到混合菌剂；将以上步骤得到的混合菌剂按3-5wt%的接种量接种在糖蜜培养基（含15wt%的糖蜜，用蒸馏水溶解）上作为种子液。

在发酵罐中，以液体培养基（葡萄糖2wt%，磷酸三铵0.2wt％，pH7.0）为发酵母液，混合加入1％(V/V)的种子液，发酵培养至菌数至少达到1×10⁷个/ml数量级；在25℃-35℃条件下密封培养2周，将PH值调至3-4；获得菌剂。

取乳酸、柠檬酸、苯甲酸钠和菌剂按以下质量百分比混合溶解于水中：乳酸10%、柠檬酸5%、苯甲酸钠0.5%、菌剂15%、加纯水定容100%；得到超嗜热好氧微生物菌剂。

将复合生物酶制剂10份与超嗜热好氧微生物菌剂5份混合均匀制成混合溶液，泵入调配罐再进行均质调配，比例为：混合溶液5-20%v/v；加入具有温和缓释功能的热敏剂辣椒酱，加入量为总重比的0.0001-0.001wt%；加纯水定容到100%，制得其中活菌数达到(7-8.5)×10⁸个／毫升；组酶活力达到2000U/毫升以上的垃圾调理剂。

在1000kg含水率约为50%的生活垃圾表面喷洒加入2kg调理剂，经7天后，生活垃圾含水率由50％下降到30％，体积减小40％，调理效果优于其他化学药剂。

实施例2

1、制备复合生物酶制剂：

（1）某垃圾场的厨余垃圾含水率为60%，选用复合生物酶进行制备，其中复合生物酶包括果胶酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、过氧化氢酶、淀粉酶等，其各组分比例为：果胶酶10%、蛋白酶15%、脂肪酶15%、纤维素酶13%、过氧化氢酶10%，淀粉酶37%。将各组分分别在不同的容器中进行溶解、沉淀，溶解时间为5小时，沉淀时间为2小时；采用微滤的方式去除杂质。

（2）将过滤完成的酶液投加到配料罐中，投料速度容积比控制在每小时500公斤，同时开启搅拌器，搅拌器转速为30 r/min；

（3）通过工作压力为0.5Mpa下，膜孔径为0.005µ的超滤膜，进行浓缩增稠处理；

（4）将浓缩增稠处理后的中间体在容器中投加0.005wt%的果葡糖浆作为助剂进行分子修饰与酶固定化，之后进行静置硝化反应，时间为6个小时；以制得主酶活力单位8000U/以上、pH值：4.5—6.5、分子量在20000—50000之间的酶混合液；参考标准QB/T1803-1993《工业酶制剂通用试验方法》，GBT20370-2006《生物催化剂酶制剂分类导则》检测酶活、组酶活等各项指标合格后，将制得的酶溶液灌装于包装桶内在5℃至25℃条件中密封避光保存。

2、超嗜热好氧微生物菌剂制备：

选用超嗜热好氧微生物菌种紫褐小单孢菌（AMS-83-14）、暗黑色马杜拉放线菌（4.2100）分别经斜面活化，分别接种于液体培养基中，在50℃条件下培养；在24h之后分别检查菌种的活菌数，至菌数至少达到1×10⁸个/ml数量级，然后按照体积比1:1的比例混合得到混合菌剂；将以上步骤得到的混合菌剂按3-5wt%的接种量接种在糖蜜培养基（含15wt%的糖蜜，用蒸馏水溶解）上作为种子液。

取乳酸、柠檬酸、苯甲酸钠和菌剂按以下质量百分比混合溶解于水中：乳酸30%、柠檬酸5%、苯甲酸钠0.2%、菌剂15%、加纯水定容100%；；得到超嗜热好氧微生物菌剂。

将复合生物酶制剂15份与超嗜热好氧微生物菌剂5份混合均匀制成混合溶液，泵入调配罐再进行均质调配，比例为：混合溶液5-20%v/v；加入具有温和缓释功能的热敏剂辣椒酱，加入量为总重比的0.0001-0.001wt%；加纯水定容到100%，制得其中活菌数达到(7-8.5)×10⁸个／毫升；组酶活力达到2000U/毫升以上的垃圾调理剂。

在1000kg含水率约为60%的生活垃圾表面喷洒1.5kg垃圾调理剂，经7天后，生活垃圾含水率由60％下降到30％，体积减小55％左右，调理效果优于其他化学药剂。

实施例3：

1、制备复合生物酶制剂：

（1）某垃圾场的可回收垃圾，包括纸类、金属、塑料、玻璃等，含水率为55%，选用复合生物酶进行制备，其中复合生物酶包括果胶酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、过氧化氢酶、淀粉酶等，其各组分比例为：果胶酶8%、蛋白酶12%、脂肪酶12%、纤维素酶12%、过氧化氢酶8%，淀粉酶48%。将各组分分别在不同的容器中进行溶解、沉淀，溶解时间为3小时，沉淀时间为1小时；采用微滤的方式去除杂质。

（2）将过滤完成的酶液投加到配料罐中，投料速度容积比控制在每小时300公斤，同时开启搅拌器，搅拌器转速为30r/min；

（3）通过工作压力为0.3Mpa下，膜孔径为0.010µ的超滤膜，进行浓缩增稠处理；

（4）将浓缩增稠处理后的中间体在容器中投加0.010wt%的果葡糖浆作为助剂进行分子修饰与酶固定化，之后进行静置硝化反应，时间为5个小时；以制得主酶活力单位8000U/以上、pH值：4.5—6.5、分子量在20000—50000之间的酶混合液参考标准QB/T1803-1993《工业酶制剂通用试验方法》，GBT20370-2006《生物催化剂酶制剂分类导则》检测酶活、组酶活等各项指标合格后，将制得的酶溶液灌装于包装桶内在5℃至25℃条件中密封避光保存。

2、超嗜热好氧微生物菌剂制备：

选用超嗜热好氧微生物菌种暗黑色马杜拉放线菌（4.2100）、赫石色马杜拉放线菌（AMS-84-12）分别经斜面活化，分别接种于液体培养基中，在55℃条件下培养；在24h之后分别检查菌种的活菌数，至菌数至少达到1×10⁸个/ml数量级，然后按照体积比1:1的比例混合得到混合菌剂；将以上步骤得到的混合菌剂按3-5wt%的接种量接种在糖蜜培养基（含15wt%的糖蜜，用蒸馏水溶解）上作为种子液。

在发酵罐中，以液体培养基（葡萄糖5wt%，磷酸三铵0.2wt％，pH6.5）为发酵母液，混合加入3％(V/V)的种子液，发酵培养至菌数至少达到1×10⁷个/ml数量级；在25℃-35℃条件下密封培养2周，将PH值调至3-4；获得菌剂。

取乳酸、柠檬酸、苯甲酸钠和菌剂按以下质量百分比混合溶解于水中：乳酸15%、柠檬酸10%、苯甲酸钠0.5%、菌剂15%、加纯水定容100%；；得到超嗜热好氧微生物菌剂。

在1000kg含水率约为55%的生活垃圾表面喷洒入2kg垃圾调理剂，经5天后，生活垃圾含水率由55％下降到26％，体积减小45％左右，调理效果优于其他化学药剂。

实施例4：

1、制备复合生物酶制剂：

（1）某垃圾场的可回收垃圾，包括纸类、金属、塑料、玻璃等，含水率为45%，选用复合生物酶进行制备，其中复合生物酶包括果胶酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、过氧化氢酶、淀粉酶等，其各组分比例为：果胶酶7%、蛋白酶11%、脂肪酶12%、纤维素酶11%、过氧化氢酶8%，淀粉酶 51%。将各组分分别在不同的容器中进行溶解、沉淀，溶解时间为5小时，沉淀时间为1小时；采用微滤的方式去除杂质。

（3）通过工作压力为0.03Mpa下，膜孔径为0.010µ的超滤膜，进行浓缩增稠处理；

（4）将浓缩增稠处理后的中间体在容器中投加0.030wt%的果葡糖浆作为助剂进行分子修饰与酶固定化，之后进行静置硝化反应，时间为5个小时；以制得主酶活力单位8000U/以上、pH值：4.5—6.5、分子量在20000—50000之间的酶混合液；参考标准QB/T1803-1993《工业酶制剂通用试验方法》，GBT20370-2006《生物催化剂酶制剂分类导则》检测酶活、组酶活等各项指标合格后，将制得的酶溶液灌装于包装桶内在5℃至25℃条件中密封避光保存。

2、超嗜热好氧微生物菌剂制备：

选用超嗜热好氧微生物菌种枯草芽孢杆菌（CGMCC 1.3358）、赫石色马杜拉放线菌（AMS-84-12）分别经斜面活化，分别接种于液体培养基中，在50℃条件下培养；在24h之后分别检查菌种的活菌数，至菌数至少达到1×10⁸个/ml数量级，然后按照体积比1:1的比例混合得到混合菌剂；将以上步骤得到的混合菌剂按4-5wt%的接种量接种在糖蜜培养基（含15wt%的糖蜜，用蒸馏水溶解）上，作为种子液。

在发酵罐中，以液体培养基（葡萄糖3wt%，磷酸三铵0.2wt％，pH6.5）为发酵母液，混合加入3％(V/V)的种子液，发酵培养至菌数至少达到1×10⁷个/ml数量级；在25℃-35℃条件下密封培养2周，将PH值调至3-4；获得菌剂。

取乳酸、柠檬酸、苯甲酸钠和菌剂按以下质量百分比混合溶解于水中：乳酸20%、柠檬酸8%、苯甲酸钠0.4%、菌剂10%、加纯水定容100%；；得到超嗜热好氧微生物菌剂。

将复合生物酶制剂18份与超嗜热好氧微生物菌剂5份混合均匀制成混合溶液，泵入调配罐再进行均质调配，比例为：混合溶液5-20%v/v；加入具有温和缓释功能的热敏剂辣椒酱，加入量为总重比的0.0001-0.001wt%；加纯水定容到100%，制得其中活菌数达到(7-8.5)×10⁸个／毫升；组酶活力达到2000U/毫升以上的垃圾调理剂。

在1000kg含水率约为45%的生活垃圾表面喷洒2kg垃圾调理剂，经6天后，生活垃圾含水率由45％下降到25％，体积减小40％左右，调理效果优于其他化学药剂。

实施例5：

1、制备复合生物酶制剂：

（1）某垃圾场的渣土陶瓷垃圾，含水率为60%，选用复合生物酶进行制备，其中复合生物酶包括果胶酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、过氧化氢酶、淀粉酶等，其各组分比例为：果胶酶10%、蛋白酶15%、脂肪酶15%、纤维素酶13%、过氧化氢酶10%，淀粉酶37%。将各组分分别在不同的容器中进行溶解、沉淀，溶解时间为1小时，沉淀时间为1小时；采用微滤的方式去除杂质。

（2）将过滤完成的酶液投加到配料罐中，投料速度容积比控制在每小时500公斤，同时开启搅拌器，搅拌器转速为30r/min；

（4）将浓缩增稠处理后的中间体在容器中投加0.010wt%的葡萄糖作为助剂进行分子修饰与酶固定化，之后进行静置硝化反应，时间为5个小时；以制得主酶活力单位8000U/以上、pH值：4.5—6.5、分子量在20000—50000之间的酶混合液；参考标准QB/T1803-1993《工业酶制剂通用试验方法》，GBT20370-2006《生物催化剂酶制剂分类导则》检测酶活、组酶活等各项指标合格后，将制得的酶溶液灌装于包装桶内在5℃至25℃条件中密封避光保存。

2、超嗜热好氧微生物菌剂制备：

选用超嗜热好氧微生物菌种糖单胞菌（AMS-85-14）、紫褐小单孢菌（AMS-83-14）分别经斜面活化，分别接种于液体培养基45℃条件下培养；在24h之后分别检查菌种的活菌数，至菌数至少达到1×10⁸个/ml数量级，然后按照体积比1:1的比例混合得到混合菌剂；将以上步骤得到的混合菌剂按4-5wt%的接种在糖蜜培养基（含15wt%的糖蜜，用蒸馏水溶解）上，作为种子液。

在发酵罐中，以液体培养基（葡萄糖5wt%，磷酸三铵0.2wt％，pH6.5）为发酵母液，混合加入5％(V/V)的种子液，发酵培养至菌数至少达到1×10⁷个/ml数量级；在25℃-35℃条件下密封培养2周，将PH值调至3-4；获得菌剂。

取乳酸、柠檬酸、苯甲酸钠和菌剂按以下质量百分比混合溶解于水中：乳酸15%、柠檬酸10%、苯甲酸钠0.5%、菌剂10%、加纯水定容100%；；得到超嗜热好氧微生物菌剂。

在1000kg含水率约为60%的生活垃圾中加入2kg垃圾调理剂，经3天后，生活垃圾含水率由60％下降到35％，体积减小45％左右，调理效果优于其他化学药剂。

实施例6：

按照权利要求公开的具体方法，采用生物酶催化生活垃圾减容减量处理剂进行城市生活垃圾中转站生活垃圾的减容减量处理。

1、制备复合生物酶制剂：

（1）某垃圾场的有害垃圾，包括废电池、废日光灯管、废水银温度计、过期药品等，含水率为60%，选用复合生物酶进行制备，其中复合生物酶包括果胶酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、过氧化氢酶、淀粉酶等，其各组分比例为：果胶酶11%、蛋白酶16%、脂肪酶16%、纤维素酶15%、过氧化氢酶11%，淀粉酶 31%。将各组分分别在不同的容器中进行溶解、沉淀，溶解时间为5小时，沉淀时间为1小时；采用微滤的方式去除杂。

（2）将过滤完成的酶液投加到配料罐中，投料速度容积比控制在每小时300公斤，同时开启搅拌器，搅拌器转速为25r/min；

（4）将浓缩增稠处理后的中间体在容器中投加0.03wt%的葡萄糖作为助剂进行分子修饰与酶固定化，之后进行静置硝化反应，时间为5个小时；以制得主酶活力单位8000U/以上、pH值：4.5—6.5、分子量在20000—50000之间的酶混合液；检测酶活、组酶活等各项指标合格后将制得的酶溶液灌装于包装桶内在5℃至25℃条件中密封避光保存。参考标准QB/T1803-1993《工业酶制剂通用试验方法》，GBT20370-2006《生物催化剂酶制剂分类导则》。

2、超嗜热好氧微生物菌剂制备：

选用超嗜热好氧微生物菌种枯草芽孢杆菌（CGMCC 1.3358）、赫石色马杜拉放线菌（AMS-84-12）分别经斜面活化，分别接种于液体培养基中，在60℃条件下培养；在24h之后分别检查菌种的活菌数，至菌数至少达到1×10⁸个/ml数量级，然后按照体积比1:1的比例混合得到混合菌剂；将以上步骤得到的混合菌剂按4-5wt%的接种在糖蜜培养基（含15wt%的糖蜜，用蒸馏水溶解）上，作为种子液。

在发酵罐中，以液体培养基（葡萄糖5wt%，磷酸三铵0.2wt％，pH6.5）为发酵母液，混合加入1%(V/V)的种子液，发酵培养至菌数至少达到1×10⁷个/ml数量级；在25℃-35℃条件下密封培养2周，将PH值调至3-4；获得菌剂。

取乳酸、柠檬酸、苯甲酸钠和菌剂按以下质量百分比混合溶解于水中：乳酸10%、柠檬酸10%、苯甲酸钠0.2%、菌剂10%、加纯水定容100%；；得到超嗜热好氧微生物菌剂。

将复合生物酶制剂19份与超嗜热好氧微生物菌剂7份混合均匀制成混合溶液，泵入调配罐再进行均质调配，比例为：混合溶液5-20%v/v；加入具有温和缓释功能的热敏剂辣椒酱，加入量为总重比的0.0001-0.001wt%；加纯水定容到100%，制得其中活菌数达到(7-8.5)×10⁸个／毫升；组酶活力达到2000U/毫升以上的垃圾调理剂。

在1000kg含水率约为60%的生活垃圾中加入2kg垃圾调理剂，经3天后，生活垃圾含水率由60％下降到30％，体积减小42％左右，调理效果优于其他化学药剂。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种生物酶催化生活垃圾减容减量处理剂的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

（1）复合生物酶制剂的制备；（2）超嗜热好氧微生物菌剂制备；（3）溶液混配；（4）均质调配；（5）成品检测；

步骤（1）所述复合生物酶制剂的制备方法如下：

1）将选用的酶种称量计重，分别在不同的容器中进行溶解、沉淀，溶解时间为1-5小时，沉淀时间为1-2小时；采用砂滤或微滤方式去除杂质，得到预处理后的酶原料；

3）通过工作压力为0.1-0.5Mpa下，膜孔径为0.005µm-0.015µm的超滤膜，进行浓缩增稠处理；

4）将浓缩增稠处理后的中间体在容器中投加0.005-0.03wt%的助剂进行分子修饰与酶固定化，之后进行静置硝化反应，时间为3-6个小时；以制得总酶活力单位8000U/以上、pH值：4.5-6.5、分子量在20000-50000道尔顿之间的酶混合液；将制得的酶溶液灌装于包装桶内在5℃至25℃条件中密封避光保存；

所述酶种选自纤维素酶、果胶酶、葡聚糖酶、漆酶、过氧化氢酶、木聚糖酶、蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶中的多种；

所述助剂为酶固定化的基材或具有温和热敏功能的缓释剂，选自葡萄糖、果葡糖浆、硅藻土浸出液、辣椒粉浸出液中的一种或多种；

步骤（2）所述超嗜热好氧微生物菌剂制备方法如下：

1）扩繁培养：根据生活垃圾成分不同，选用超嗜热好氧微生物菌种并经斜面活化，分别接种于液体培养基中，在45℃-80℃条件下培养；在24h之后分别检查菌种的活菌数，至菌数至少达到1×10⁸个/ml数量级，然后按照比例混合得到混合菌剂；将混合菌剂按3-5wt%的接种量接种至糖蜜培养基上作为种子液；

2）二次发酵：在发酵罐中配制液体培养基为发酵母液，混合接入1-5%v/v的种子液，发酵培养至菌数至少达到1×10⁷个/ml数量级；在25℃-35℃条件下密封培养2周，将PH值调至3-4，获得菌剂；

3）混合：取乳酸、柠檬酸、苯甲酸钠和菌剂按以下质量百分比混合溶解于水中：乳酸10-30%、柠檬酸5-10%、苯甲酸钠0.2-0.5%、菌剂10-15%；得到超嗜热好氧微生物菌剂；

所述微生物菌种选自枯草芽孢杆菌CGMCC 1.3358、糖单胞菌AMS-85-14、紫褐小单孢菌AMS-83-14、暗灰色马杜拉放线菌4.2100或赫石色马杜拉放线菌AMS-84-12中的多种；

所述液体培养基及发酵母液中含终浓度0.5-5wt%的葡萄糖、终浓度0.2%的磷酸三铵，用浓硫酸调节pH值至6.0-7.0，灭菌；所述糖蜜培养基的制备方法为：10-15wt%的糖蜜溶于蒸馏水中；

步骤（3）所述溶液混配的具体方法为：将复合生物酶制剂10-20份与超嗜热好氧微生物菌剂3-10份混合均匀；

步骤（4）所述均质调配的具体步骤为：将混合后的溶液泵入调配罐再进行均质调配，比例为：混合溶液5-20%；加入0.0001-0.001wt%具有温和缓释功能的热敏剂辣椒酱或者辣椒粉浸出液，加纯水定容到100%，制得其中活菌数达到(7-8.5)×10⁸个/毫升；总酶活力达到2000U/毫升以上的垃圾调理剂。

2.一种如权利要求1中所述的生物酶催化生活垃圾减容减量处理剂的应用，其特征在于，用于喷洒在垃圾物料或发酵仓堆表面，用量为物料容重的0.001-0.005%。