CN114672432A - 一种固废发酵处理用复合菌剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种固废发酵处理用复合菌剂。其包括以下重量份的组分：复合菌株30～50份、辅料5～10份、保护剂5～10份、添加剂1～5份、鼠李糖脂5～10份。本发明采用复合菌株，特别是由嗜热芽孢杆菌、葡萄球菌、氨化菌和放线菌组成的复合菌株对生活垃圾进行处理，在鼠李糖脂、辅料等成分的配合下，可消除复合菌株之间存在的拮抗作用，能够快速有效的对生活垃圾完成无害化的生物质分解，消除异味。此外，本申请制备得到的复合菌剂能够适用于60℃以上的高温处理环境，可应用于特定的高温环境中对生活垃圾进行降解处理。
Description
技术领域
本发明属于垃圾处理技术领域，具体涉及一种固废发酵处理用复合菌剂。
背景技术
随着人们物质生活的日益丰富，随之产生的生活垃圾数量也在急剧增长。目前生活垃圾常用的处理方法主要有卫生填埋和焚烧。然而，垃圾填埋存在着不少缺陷：一、垃圾填埋场占用了大量土地，土地是不可再生的资源，土地资源比较紧张；二、对环境造成了污染；由于有大量有机物和电池等物质进入垃圾填埋场后，其产生的有毒渗滤液将给土壤和地下水带来严重污染，从环保的角度来考虑，必须建立垃圾填埋场渗滤液防渗透、收集处理系统，这将提高了技术难度，同时也增加投资，填埋操作复杂，管理困难，此外，填埋场的甲烷、硫化氢等废弃也必须处理，以确保达到防爆和环保的要求；三、浪费资源，大量的垃圾堆放在填埋场里，其中有点物质和能量无法得到利用，这造成了资源一定程度上的浪费。因此，垃圾填埋的处理方式已经逐渐被替换了。
与填埋处理相比，垃圾焚烧是一种比较简易的处理方法。通过焚烧，不仅减小了垃圾的体积，而且还可以利用焚烧后的灰渣可作肥料。传统的垃圾焚烧炉在使用过程中垃圾是被投放到焚烧炉内的炉排上进行焚烧的，但是，当炉排上的垃圾正在燃烧时，新投放进来的垃圾瞬间覆盖正在燃烧的垃圾，容易将火苗扑灭，导致炉内温度不稳定，垃圾焚烧不充分，垃圾焚烧不充分就容易产生有害气体。同时，垃圾成分复杂，其中各种可燃物具有不同的性质，使得垃圾在焚烧过程中产生熔块、渣块、烧结等现象，燃烧率低。烟气中的可燃气体与飞灰中的可燃物不能被完全焚烧，最终排出的烟气中有害成分较多，污染环境。因此，亟需开发一种安全环保的生物处理方式来处理生活垃圾。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供一种固废发酵处理用复合菌剂，可有效的对生活垃圾进行降解，降解效率高，且复合菌剂在长时间储存后菌株同样具有高活率。
为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种固废发酵处理用复合菌剂，包括以下重量份的组分：
复合菌株30～50份、辅料5～10份、保护剂5～10份、添加剂1～5份、鼠李糖脂5～10份。
进一步地，包括以下重量份的组分：
复合菌株36份、辅料8份、保护剂5份、添加剂3份、鼠李糖脂10份。
进一步地，复合菌株包括耐高温好氧菌株或兼性厌氧菌株。
进一步地，复合菌株包括嗜热芽孢杆菌、葡萄球菌、链球菌、嗜酸菌、放线菌、氨化菌、梭菌属中的至少一种。
进一步地，复合菌株包括嗜热芽孢杆菌、葡萄球菌、氨化菌和放线菌，其重量比为1～3:0.1～1:0.1～0.5:0.5～1.5。
进一步地，嗜热芽孢杆菌、葡萄球菌、氨化菌和放线菌的重量比为1:0.2:0.1:0.5。
进一步地，氨化菌为蕈状芽孢杆菌或枯草杆菌。
进一步地，辅料包括活性炭、沸石和麸皮，其重量比为0.5～1:0.1～0.5:1～3。
进一步地，活性炭为颗粒状活性炭。
进一步地，保护剂包括脱脂牛乳、可溶性淀粉和甘油，其重量比为1～2:0.1～0.2:0.1～0.5。
进一步地，添加剂为微量金属元素。
进一步地，微量金属元素包括Fe、Se、Zn、Cu、Mn中的至少一种。
上述固废发酵处理用复合菌剂，将各组分混合均匀即可。
本发明的有益效果：
1、本发明采用复合菌株，特别是由嗜热芽孢杆菌、葡萄球菌、氨化菌和放线菌组成的复合菌株对生活垃圾进行处理，在鼠李糖脂、辅料等成分的配合下，可消除复合菌株之间存在的拮抗作用，能够快速有效的对生活垃圾完成无害化的生物质降解，消除异味。此外，本申请制备得到的复合菌剂能够适用于60℃以上的高温处理环境，可应用于特定的高温环境中对生活垃圾进行降解处理。
2、本发明构建的复合菌剂中添加有包含活性炭、沸石和麸皮的辅料，辅料能够作为菌剂的载体，申请人发明，由活性炭、沸石和麸皮组成的载体辅料，能够使得复合菌剂中菌株保持较高的存活率。此外，生活垃圾在发酵处理过程中，随着氨氮化合物含量的增加，可能会出现氨抑制的问题，而呈颗粒状的活性炭则是能够有效的缓解发酵过程中出现的氨抑制，以保证生活垃圾的发酵处理过程能够顺利的进行。
3、复合菌剂中还添加有微量金属元素，微量金属元素在体系中能够作为电子导体参与胞外电子转移，并通过影响酶的合成来调控发酵效果，促进发酵处理效率，提升对垃圾中有害成分的降解率。
4、复合菌剂中还添加了鼠李糖脂，其具有促进类蛋白组分的水解、降低垃圾组分中的芳香性、促进大分子物质水解的作用，并且，其在60～80℃的环境中所产生的效果最佳。由此，将其与本方案相配合，能够有效的提升复合菌剂对于生活垃圾的处理效率。
5、复合菌剂中保护剂包括脱脂牛乳、可溶性淀粉和甘油，且脱脂牛乳的用量高于可溶性淀粉和甘油，在此种用量配比的保护剂的作用下，能够保证长时间放置后的复合菌剂中菌株的存活率达到90％以上，从而大大延长了复合菌剂的使用寿命。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
实施例1
一种固废发酵处理用复合菌剂，其包括以下重量份的组分：
嗜热芽孢杆菌20份、葡萄球菌4份、蕈状芽孢杆菌2份、放线菌10份、活性炭2.5份、沸石0.5份、麸皮5份、脱脂牛乳4份、可溶性淀粉0.4份、甘油0.6份、Fe 1.5份、Se 1.5份、鼠李糖脂10份。
该复合菌剂的制备方法为：按配方将各组分混合均匀即可。
实施例2
一种固废发酵处理用复合菌剂，其包括以下重量份的组分：
嗜热芽孢杆菌22份、葡萄球菌3份、蕈状芽孢杆菌4份、放线菌8份、活性炭2份、沸石0.2份、麸皮7份、脱脂牛乳4份、可溶性淀粉0.4份、甘油0.6份、Zn 0.5份、Se 1.5份、鼠李糖脂10份。
该复合菌剂的制备方法为：按配方将各组分混合均匀即可。
实施例3
一种固废发酵处理用复合菌剂，其包括以下重量份的组分：
嗜热芽孢杆菌34份、葡萄球菌4份、蕈状芽孢杆菌4份、放线菌6份、活性炭2份、沸石0.2份、麸皮6份、脱脂牛乳4份、可溶性淀粉0.4份、甘油0.6份、Zn 0.5份、Se 3份、鼠李糖脂10份。
该复合菌剂的制备方法为：按配方将各组分混合均匀即可。
对比例1
与实施例1相比，采用嗜酸菌和硝化菌替换配方中的葡萄球菌和蕈状芽孢杆菌，其余均与实施例1相同。
对比例2
与实施例1相比，采用蛋白酶替换方案中的鼠李糖脂，保护剂配方更改为黄原胶和甘油，其余均与实施例1相同。
对比例3
以微波处理的方式代替配方中鼠李糖脂所起到的效果，辅料中采用果壳替换活性炭，保护剂中采用海藻糖替换脱脂牛乳，其余过程与实施例1相同。
对比例4
与实施例1相比，复合菌株采用嗜热芽孢杆菌和放线菌进行组合，其余均与实施例1相同。
试验例
1、菌剂活菌数检测
将实施例1～3和对比例1～4制备得到的菌剂在密封的条件下储藏，储藏条件分别为5℃、10℃和25℃，保存时间为3个月，然后测定每种保存条件下微生物菌剂的活菌数，结果见表1。
表1菌剂存活率
根据表1的数据可知，5℃的保藏条件中微生物菌剂的活菌数最高，而随着温度的上升，保藏相同的时间，菌株的存活率降低，其原因在于较低的温度能够抑制菌株的基础代谢，使菌株多处于休眠状态，从而使菌株能够保存更长的时间。
而对比例2和对比例3相较于实施例1来说，更换了保护剂的组成成分，可以看出，在保护剂的成分被删减或其中的脱脂牛乳被替换以后，菌株在保藏3个月后，其内存活的菌株相较于实施例1显著降低。可见，本申请所设计的保护剂组成方式，能够有效的提升菌剂在长时间保藏后的菌株活率。
2、生活垃圾降解处理
将生活垃圾粉碎(生活垃圾中，蛋白含量为205.34μg/mg，淀粉含量为864.55μg/mg，油脂含量为21.6％)，然后与实施例1～3和对比例1～4制备得到的菌剂分别按50:1的质量比添加到垃圾处理器中，在温度为68℃的环境中处理7～10天，然后检测其中的蛋白、淀粉、油脂等成分降解率，其结果见表2。
表2降解处理效率
由表2数据可知，采用本申请实施例1～3制备得到的复合菌剂对生活垃圾的降解处理效果显著优于对比例1～3，也在一定程度上优于对比例4的处理效果。
对比例1采用嗜酸菌和硝化菌替换配方中的葡萄球菌和氨化菌，其对生活垃圾的降解处理效率大大降低，可见，虽然嗜酸菌和硝化菌也是用于处理生活垃圾的菌剂，但当将其与本申请技术方案中所设计的菌剂进行复配时，复配后的菌剂并不能起到预想中与本方案相差无几的效果。
对比例2中采用蛋白酶替换方案中的鼠李糖脂，对比例3中以微波处理的方式代替配方中鼠李糖脂，蛋白酶同样能够水解蛋白，起到分解大分子物质的作用，而微波处理同样是能够起到分解大分子物质的作用。但将上述两种技术与本申请的技术方案复配时，制备得到的复合菌剂对生活垃圾的降解效果相较于本申请技术方案来说并不具有优势。
对比例4中复合菌株只采用嗜热芽孢杆菌和放线菌进行组合，以该复合菌株为基础制备得到的复合菌剂对生活垃圾的降解效率明显提升，显著高于对比例2和对比例3，但仍然不及本申请技术方案的效果。表明，当将嗜热芽孢杆菌、葡萄球菌、氨化菌和放线菌一同复配使用时，菌株之间可能是存在一定的拮抗作用，从而导致对比例2和对比例3的降解效果较低。而在添加了鼠李糖脂后，复合菌剂对生活垃圾的降解处理效率显著的提升，表明鼠李糖脂能够缓解或是消除复配菌株时间存在的拮抗作用，并促进提升复合菌剂对生活垃圾的降解效率。
Claims (10)
1.一种固废发酵处理用复合菌剂，其特征在于，包括以下重量份的组分：
复合菌株30～50份、辅料5～10份、保护剂5～10份、添加剂1～5份、鼠李糖脂5～10份。
2.根据权利要求1所述的固废发酵处理用复合菌剂，其特征在于，包括以下重量份的组分：
复合菌株32份、辅料8份、保护剂5份、添加剂3份、鼠李糖脂10份。
3.根据权利要求1或2所述的固废发酵处理用复合菌剂，其特征在于，所述复合菌株包括耐高温好氧菌株或兼性厌氧菌株。
4.根据权利要求1或2所述的固废发酵处理用复合菌剂，其特征在于，所述复合菌株包括嗜热芽孢杆菌、葡萄球菌、链球菌、嗜酸菌、放线菌、氨化菌中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的固废发酵处理用复合菌剂，其特征在于，所述复合菌株包括嗜热芽孢杆菌、葡萄球菌、氨化菌和放线菌，其重量比为1～3:0.1～1:0.1～0.5:0.5～1.5。
6.根据权利要求5所述的固废发酵处理用复合菌剂，其特征在于，所述嗜热芽孢杆菌、葡萄球菌、氨化菌和放线菌的重量比为1:0.2:0.1:0.5。
7.根据权利要求1或2所述的固废发酵处理用复合菌剂，其特征在于，所述辅料包括活性炭、沸石和麸皮，其重量比为0.5～1:0.1～0.5:1～3。
8.根据权利要求1或2所述的固废发酵处理用复合菌剂，其特征在于，所述保护剂包括脱脂牛乳、可溶性淀粉和甘油，其重量比为1～2:0.1～0.2:0.1～0.5。
9.根据权利要求1或2所述的固废发酵处理用复合菌剂，其特征在于，所述添加剂为微量金属元素。
10.根据权利要求9所述的固废发酵处理用复合菌剂，其特征在于，所述微量金属元素包括Fe、Se、Zn、Cu、Mn中的至少一种。
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