CN112077121A - 一种厨余垃圾超高温微生物处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于垃圾降解技术领域，具体涉及一种厨余垃圾超高温微生物处理方法。本发明提供的厨余垃圾处理方法，通过添加超高温好氧复合微生物菌种，使其在75～85℃下，分泌出高活性的蛋白酶及脂肪酶等酶系，释放到细胞外部，并与厨余垃圾接触后发生酶解作用，将其彻底分解成水和二氧化碳，实现了从源头上处理厨余垃圾。本发明提供的处理方法，设备占地小，可连续运行，操作简便，分解全程无臭味，环保无二次污染，从源头杜绝餐厨垃圾的产生。

Description

一种厨余垃圾超高温微生物处理方法
技术领域
本发明属于垃圾降解技术领域，具体涉及一种厨余垃圾超高温微生物处理方法。
背景技术
厨余垃圾是指居民日常生活及食品加工、饮食服务、单位供餐等活动中产生的垃圾，主要包括丢弃不用的菜叶、剩菜、剩饭、果皮、蛋壳、茶渣、骨头等。而随着餐饮行业的不断发展，制造出的厨余垃圾不断增多，逐渐给环境带来了极大危害。
目前，厨余垃圾已逐渐成为生活垃圾污染的主要因素。主要表现在以下几个方面：一是污染收集容器，滋生细菌、招引虫蝇、产生臭气，清洗工作繁重；二是在运输过程中容易造成污水沿途洒漏，污染路面，对运输机具产生腐蚀；三是降低城市垃圾的热值，增加垃圾焚烧处理的成本；四是在填埋过程中产生大量沼气和渗滤液，其中沼气对大气臭氧层的破坏性比二氧化碳大二十倍，而渗滤液的防渗和处理成本较高；五是污染生活垃圾中的塑料、纸张等可回收成分，造成回收困难或无法回收。
由于餐厨垃圾具有易酸化腐臭、滋长细菌与寄生虫的特点，不加处理就会对城市环境造成污染。目前国内外常用的餐厨垃圾处理技术如焚烧、卫生填埋、生态饲料、厌氧消化、好氧堆肥和蚯蚓堆肥等，通常存在着资源化利用效率低、分解过程慢、成本高、机械化程度高、运行周期长、易造成二次污染等问题。
为了改善上述问题，中国专利申请CN111394287A公开了一种餐厨废弃物处理用降解菌剂的制备方法，该方法提供的降解剂包含枯草芽孢杆菌、赖氨酸芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、绿色木霉、光滑假丝酵母、解脂耶罗威亚酵母以及生物表面活性剂；其优势是高餐厨垃圾降解效率，进而提高发酵仓空间利用率，提高餐厨废弃物降解产物有机肥料质量。然而，该方法涉及到的菌种较多，且需额外添加表面活性剂，且在实际的处理过程中，需要严格控制氧气、菌种浓度及湿度风多个条件，极大地提高了降解成本，且运行周期长，机械化程度高，无法从源头上消灭厨余垃圾。
综上所述，现有技术中普遍存在降解成本高，运行周期长，不能连续化生产，机械化程度高，无法从源头上消灭厨余垃圾等问题。
发明内容
针对现有技术普遍存在的问题，本发明创造性的提供了一种厨余垃圾超高温微生物处理方法，本发明提供的处理方法，操作简便，分解全程无臭味，环保无二次污染，分布式处理从源头杜绝餐厨垃圾的产生，符合中国国情，技术国际领先。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种厨余垃圾超高温微生物处理方法，包括如下步骤：
S1、去掉厨余垃圾中的大块垃圾，将剩余垃圾用搅拌机搅碎，制成浆液，向其中加入纯化水，使浆液含水率处于55～65％间，得经初步处理的浆液；
S2、向步骤S1所得浆液中加入复合微生物菌种，活性炭，保湿剂及AB-8大孔吸附树脂，混合均匀，然后升温至75～85℃，在通风的前提下，处理2～3h，得反应后的处理液；
S3、向步骤S2所得反应后的处理液中加入杀菌剂，混合搅拌均匀，静置20～30min，然后升温至40～50℃，处理10～20min，即可。
优选地，步骤S1所述大块垃圾包括塑料产品、骨头、果核、筷子等易取出的垃圾。
优选地，步骤S2所述复合微生物菌种的加入量为剩余垃圾的1/3～1/6，由嗜热古菌、乳酸链球菌、蜡样芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌及小球菌按质量比9～13：17～20：3～5：6～8：1～3组成。
优选地，步骤S2所述复合微生物菌种的加入量为剩余垃圾的1/4，由嗜热古菌、乳酸链球菌、蜡样芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌及小球菌按质量比11：19：4：7：2组成。
优选地，步骤S2所述保湿剂由壳聚糖、木糖醇按质量比5～7：8～10组成。
优选地，步骤S2所述保湿剂由壳聚糖、木糖醇按质量比6：9组成。
优选地，步骤S2所述通风条件为0.1～0.2m3/min。
优选地，步骤S3所述杀菌剂由鼠尾草酸、芦荟按质量比1～3：7～10组成。
优选地，步骤S3所述杀菌剂由鼠尾草酸、芦荟按质量比2：9组成。
优选地，步骤S3所述混合均匀条件为于50～100rpm的转速下，搅拌30～40min。
本发明中，将超高温复合微生物菌种加入到厨余垃圾中，在75～85℃的温度下，菌种通过自身分泌高活性的蛋白酶及脂肪酶等酶系，释放到细胞外部，并与厨余垃圾接触后发生酶解作用，在一定时间内，将厨余垃圾彻底分解为CO2和H2O等物质，发明人经过不断尝试、总结，最终发现当取嗜热古菌、乳酸链球菌、蜡样芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌及小球菌按一定比例混合时，对厨余垃圾的降解率最高，可达95％以上，真正做到餐厨垃圾源头处理。
而且，本发明在高温复合菌的同时，还加入了活性炭，保湿剂及AB-8大孔吸附树脂，保湿剂可以保持降解过程中的湿度，使酶促反应处于最佳状态，而活性炭及AB-8大孔树脂，起到催化剂作用，有效提高了酶促反应效率，减少了反应时间，节约了成本；在整个反应过程中，未添加任何不利于环境的成分，保证了分解全程无臭味产生，不对环境造成二次污染。
此外，需要注意的是，本发明所选择的保湿剂及杀菌剂均为环保产品，在发辉作用的同时，不会对环境产生任何危害，在反应后的处理液中加入杀菌剂，是为了杀灭在反应过程中滋生的细菌，防止其对环境造成严重危害；本发明最后进行高温处理的目的是保证细菌被清除干净，不会在最终产物H2O及CO2中继续滋生细菌，进而引起二次污染，还可以灭活未被菌种降解的物质。
与现有技术相比，本发明提供的厨余垃圾超高温微生物处理方法具有如下优势：
(1)本发明提供的厨余垃圾处理方法，以嗜热古菌、乳酸链球菌、蜡样芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌及小球菌组成复合微生物菌种，对厨余垃圾的降解率高达95％以上，真正做到餐厨垃圾源头处理；
(2)本发明提供的厨余垃圾处理方法，加入了活性炭，保湿剂及AB-8大孔吸附树脂，保证了酶促反应过程中的湿度，减少了反应时间，节约了成本；
(3)本发明提供的厨余垃圾处理方法，未添加任何不利于环境的物质，保证了分解全程无臭味产生，不对环境造成二次污染。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解释，但是应当注意的是，以下实施例仅用以解释本发明，而不能用来限制本发明，所有与本发明相同或相近的技术方案均在本发明的保护范围之内。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所用原料为市售商品。
其中，本发明所用试剂均为常用试剂，均可在常规试剂生产销售公司购买。
实施例1一种厨余垃圾超高温微生物处理方法
以100kg厨余垃圾为例，所述厨余垃圾超高温微生物处理方法，包括如下步骤：
S1、去掉厨余垃圾中的大块垃圾如塑料产品、骨头、果核、筷子等易取出的垃圾，称量剩余垃圾重量为87.5kg，然后将剩余垃圾用搅拌机搅碎，制成浆液，向其中加入纯化水，使浆液含水率为55％，得经初步处理的浆液；
S2、向步骤S1所得浆液中加入复合微生物菌种29.17kg，活性炭5kg，保湿剂3kg及AB-8大孔吸附树脂3kg，混合均匀，然后升温至75℃，在0.1m3/min通风的前提下，处理2h，得反应后的处理液；所述复合微生物菌种由嗜热古菌、乳酸链球菌、蜡样芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌及小球菌按质量比9：17：3：6：1组成；所述保湿剂由壳聚糖、木糖醇按质量比5：8组成；
S3、向步骤S2所得反应后的处理液中加入杀菌剂2kg，于50rpm的转速下混合搅拌30min，至搅拌均匀，静置20min，然后升温至40℃，处理10min，即可；所述杀菌剂由鼠尾草酸、芦荟按质量比1：7组成。
实施例2一种厨余垃圾超高温微生物处理方法
以100kg厨余垃圾为例，所述厨余垃圾超高温微生物处理方法，包括如下步骤：
S1、去掉厨余垃圾中的大块垃圾如塑料产品、骨头、果核、筷子等易取出的垃圾，称量剩余垃圾的重量为92.7kg，将剩余垃圾用搅拌机搅碎，制成浆液，向其中加入纯化水，使浆液含水率为65％，得经初步处理的浆液；
S2、向步骤S1所得浆液中加入复合微生物菌种15.45kg，活性炭5kg，保湿剂3kg及AB-8大孔吸附树脂3kg，混合均匀，然后升温至85℃，在0.2m3/min的通风前提下，处理3h，得反应后的处理液；所述复合微生物菌种由嗜热古菌、乳酸链球菌、蜡样芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌及小球菌按质量比13：20：5：8：3组成；所述保湿剂由壳聚糖、木糖醇按质量比7：10组成；
S3、向步骤S2所得反应后的处理液中加入杀菌剂2kg，于100rpm的转速下混合搅拌40min，至混合均匀，静置30min，然后升温至50℃，处理20min，即可；所述杀菌剂由鼠尾草酸、芦荟按质量比3：10组成。
实施例3一种厨余垃圾超高温微生物处理方法
以100kg厨余垃圾为例，所述厨余垃圾超高温微生物处理方法，包括如下步骤：
S1、去掉厨余垃圾中的大块垃圾如塑料产品、骨头、果核、筷子等易取出的垃圾，称量剩余垃圾的重量为89.6kg，将剩余垃圾用搅拌机搅碎，制成浆液，向其中加入纯化水，使浆液含水率为60％，得经初步处理的浆液；
S2、向步骤S1所得浆液中加入复合微生物菌种22.4kg，活性炭5kg，保湿剂3kg及AB-8大孔吸附树脂3kg，混合均匀，然后升温至80℃，在0.15m3/min的通风前提下，处理2.5h，得反应后的处理液；所述复合微生物菌种由嗜热古菌、乳酸链球菌、蜡样芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌及小球菌按质量比11：19：4：7：2组成；所述保湿剂由壳聚糖、木糖醇按质量比6：9组成；
S3、向步骤S2所得反应后的处理液中加入杀菌剂2kg，于75rpm的转速下混合搅拌35min，至混合均匀，静置25min，然后升温至45℃，处理15min，即可；所述杀菌剂由鼠尾草酸、芦荟按质量比2：9组成。
对比例1一种厨余垃圾超高温微生物处理方法
所述厨余垃圾超高温微生物处理方法与实施例3类似；
与实施例3的区别在于，对比例1中的复合微生物菌种由嗜热古菌、乳酸链球菌、蜡样芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌及小球菌按质量比1：1：1：1：1组成。
对比例2一种厨余垃圾超高温微生物处理方法
所述厨余垃圾超高温微生物处理方法与实施例3类似；
与实施例3的区别在于，对比例2中的复合微生物菌种由嗜热古菌、乳酸链球菌按质量比11：19组成。
对比例3一种厨余垃圾超高温微生物处理方法
所述厨余垃圾超高温微生物处理方法与实施例3类似；
与实施例3的区别在于，对比例3中的保湿剂由壳聚糖、木糖醇按质量比1：1组成。
对比例4一种厨余垃圾超高温微生物处理方法
所述厨余垃圾超高温微生物处理方法与实施例3类似；
与实施例3的区别在于，对比例4中不包含活性炭。
对比例5一种厨余垃圾超高温微生物处理方法
所述厨余垃圾超高温微生物处理方法与实施例3类似；
与实施例3的区别在于，对比例5中不包含AB-8大孔吸附树脂。
对比例6一种厨余垃圾超高温微生物处理方法
所述厨余垃圾超高温微生物处理方法与实施例3类似；
与实施例3的区别在于，对比例6中杀菌剂由鼠尾草酸、芦荟按质量比1：1组成。
试验例1降解效率对比
1.试验样品：实施例1-3及对比例1-5所述的厨余垃圾样品；
2.试验方法：分别采用实施例1-3及对比例1-5所述方法处理厨余垃圾，处理前先对垃圾及加入物质的总量进行称重，然后进行垃圾处理，处理至步骤S2后，称量剩余垃圾总重，为微生物复合菌的降解效率。
3.试验结果：具体试验结果见表1。
表1不同试验样品的降解效率对比
降解方法 降解前总重量 降解后总重量 降解效率/％
实施例1 127.67kg 4.59kg 96.40％
实施例2 119.15kg 5.01kg 95.79％
实施例3 123kg 3.56kg 97.11％
对比例1 121.55kg 33.31kg 72.59％
对比例2 127.38kg 40.13kg 68.49％
对比例3 125.5kg 31.12kg 75.20％
对比例4 123.7kg 31.17kg 74.80％
对比例5 122kg 29.77kg 75.59％
备注：降解前总重量包含去掉大块垃圾后剩余垃圾的重量、本发明加入的菌种、保湿剂等的重量，不包含加入的水的重量，降解后的重量也不包含水的重量，对比例降解前的总重量与实施例3不同，但是各成分的加入量及加入比例与实施例3相同，主要不同是因为去掉大块垃圾后剩余垃圾重量不同。
由表1可知，本发明实施例1-3所述的降解方法，厨余垃圾的降解率达95％以上，尤其是实施例3组的降解效率高达97.11％，故实施例3为本发明的最佳实施例，而对比例1-5组由于改变了某些成分，降解效率明显降低，尤其是对比例1-2组，改变了各菌种的组分，或去掉某些菌种，均导致降解效率降低，这进一步证明了本发明中各组分之间的相互协同作用，对比例3改变了保湿剂的比例，使得微生物菌分泌的酶无法达到最高活性，降低了反应能，对比例4-5，由于改变了催化剂，在相同时间内，使酶活性无法达到最大，这均使厨余垃圾的降解效率降低。
试验例2最终降解效率对比
1.试验样品：实施例3及对比例6的厨余垃圾。
2.试验方法：试验分成2组，分别采用实施例3及对比例6所述方法处理厨余垃圾，最终处理完后，每组随机取10个1mL样本水，做10次重复，采用ATP冷光法测定水中含有的细菌总数。以平均值作为最终结果。
判断标准：每mL水中的细菌总数小于100个视为合格。
3.试验结果：具体试验结果见表2。
表2不同试验样品水中细菌总含量对比
试验样品 样本重复次数 每组样本量 细菌总数/个
实施例3 10次 1mL 17
对比例6 10次 1mL 107
由表2可知，本发明实施例3加入杀菌剂及澳洲精油后，杀菌效果显著提高，最终制得的水合格，符合国家标准，而改变杀菌剂组成成分，杀菌性能降低，这正好验证了本发明各组分之间的相互促进作用。
最后应当说明的是，上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种厨余垃圾超高温微生物处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、去掉厨余垃圾中的大块垃圾，将剩余垃圾用搅拌机搅碎，制成浆液，向其中加入纯化水，使浆液含水率处于55～65％间，得经初步处理的浆液；
S2、向步骤S1所得浆液中加入复合微生物菌种，活性炭，保湿剂及AB-8大孔吸附树脂，混合均匀，然后升温至75～85℃，在通风的前提下，处理2～3h，得反应后的处理液；
S3、向步骤S2所得反应后的处理液中加入杀菌剂，混合搅拌均匀，静置20～30min，然后升温至40～50℃，处理10～20min，即可。
2.如权利要求1所述厨余垃圾超高温微生物处理方法，其特征在于，步骤S1所述大块垃圾包括塑料产品、骨头、果核、筷子等易取出的垃圾。
3.如权利要求1所述厨余垃圾超高温微生物处理方法，其特征在于，步骤S2所述复合微生物菌种的加入量为剩余垃圾的1/3～1/6，由嗜热古菌、乳酸链球菌、蜡样芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌及小球菌按质量比9～13：17～20：3～5：6～8：1～3组成。
4.如权利要求3所述厨余垃圾超高温微生物处理方法，其特征在于，步骤S2所述复合微生物菌种的加入量为剩余垃圾的1/4，由嗜热古菌、乳酸链球菌、蜡样芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌及小球菌按质量比11：19：4：7：2组成。
5.如权利要求1所述厨余垃圾超高温微生物处理方法，其特征在于，步骤S2所述保湿剂由壳聚糖、木糖醇按质量比5～7：8～10组成。
6.如权利要求5所述厨余垃圾超高温微生物处理方法，其特征在于，步骤S2所述保湿剂由壳聚糖、木糖醇按质量比6：9组成。
7.如权利要求1所述厨余垃圾超高温微生物处理方法，其特征在于，步骤S2所述通风条件为0.1～0.2m3/min。
8.如权利要求1所述厨余垃圾超高温微生物处理方法，其特征在于，步骤S3所述杀菌剂由鼠尾草酸、芦荟按质量比1～3：7～10组成。
9.如权利要求8所述厨余垃圾超高温微生物处理方法，其特征在于，步骤S3所述杀菌剂由鼠尾草酸、芦荟按质量比2：9组成。
10.如权利要求1所述厨余垃圾超高温微生物处理方法，其特征在于，步骤S3所述混合均匀条件为于50～100rpm的转速下，搅拌30～40min。
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