CN114736830A - 一种厨余垃圾处理复合菌剂及其制备方法与一种厨余垃圾处理复合菌剂生产有机肥的方法 - Google Patents

一种厨余垃圾处理复合菌剂及其制备方法与一种厨余垃圾处理复合菌剂生产有机肥的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种厨余垃圾处理复合菌剂及其制备方法与厨余垃圾处理复合菌剂生产有机肥的方法，尤其涉及厨余垃圾处理技术领域。本发明厨余垃圾处理复合菌剂为负载有多种微生物菌剂的多孔载体；所述多种微生物菌剂包括：蜡状芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、甲基营养芽孢杆菌、假单胞菌；所述蜡状芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和甲基营养芽孢杆菌的初始活菌浓度独立为≥1×1010cfu/g；所述假单胞菌的初始活菌浓度为≥2×108cfu/g；所述多孔载体为改性海泡石、改性麦饭石或改性沸石。利用本发明的处理复合菌剂发酵厨余垃圾制备有机肥后，所需时间大大缩短，制备到的有机肥中的有机质含量高，并能提高种子发芽率。

Description

一种厨余垃圾处理复合菌剂及其制备方法与一种厨余垃圾处 理复合菌剂生产有机肥的方法
技术领域
本发明涉及垃圾处理技术领域，尤其涉及一种厨余垃圾处理复合菌剂及其制备方法与厨余垃圾处理复合菌剂生产有机肥的方法。
背景技术
厨余垃圾是指生活中产生的下脚料、废料、残羹剩菜，餐厨废物等有机垃圾。目前处理厨余垃圾的方法包括焚烧法、填埋法，这些方法存在一定的缺陷，比如一次性投入大、运行成本高，浪费土地资源，并且还污染水体，污染空气。因此这些方法并不适宜推广应用。厨余垃圾中存在一些有机质，将其做成有机肥能够提高作物产量。但是现有技术将厨余垃圾制备成有机肥时由于发酵菌种选用不合理，造成堆肥腐熟周期较长，一般4～6个月，并且发酵菌种并不能循环使用，很难形成规模生产。因此现有技术缺乏一种合理配伍，并且可以循环使用的复合菌剂来发酵厨余垃圾制备有机肥的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种厨余垃圾处理复合菌剂及其制备方法与厨余垃圾处理复合菌剂生产有机肥的方法。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种厨余垃圾处理复合菌剂，所述厨余垃圾处理复合菌剂为负载有多种微生物菌剂的多孔载体；
所述多种微生物菌剂包括：蜡状芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、甲基营养芽孢杆菌、假单胞菌；
所述蜡状芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和甲基营养芽孢杆菌的初始活菌浓度独立为≥1×1010cfu/g；
所述假单胞菌的活菌浓度独立为≥2×108cfu/g；
所述多孔载体为改性海泡石、改性麦饭石或改性沸石。
作为优选，所述改性海泡石、改性麦饭石或改进沸石的制备方法独立为：
(1)将海泡石、麦饭石或沸石与HCl溶液混合，反应5～6h，得到盐酸处理的海泡石、麦饭石或沸石；
(2)将所述盐酸处理的海泡石、麦饭石或沸石与NaCl溶液混合，浸泡6～8h后，烘醅2～3h，得到改性海泡石、改性麦饭石或改进沸石。
作为优选，所述海泡石、麦饭石或沸石的粒径独立为5～8cm；
所述海泡石、麦饭石或沸石与HCl溶液混合的质量体积比独立为1g：8～10mL；
所述HCl溶液的浓度独立为0.1～0.2mol/L。
作为优选，海泡石、麦饭石或沸石与NaCl溶液混合的质量体积比独立为1g：10～12mL；
所述NaCl溶液的浓度独立为0.8～1.0mol/L；
所述烘醅的温度独立为200～220℃。
本发明还提供了所述厨余垃圾处理复合菌剂的制备方法，包括如下步骤：
将多孔载体顺序在所述蜡状芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、甲基营养芽孢杆菌、假单胞菌的菌液中震荡培养8～12h后，烘干，得到厨余垃圾处理复合菌剂。
作为优选，所述震荡培养的转速独立为160～180rpm；
所述震荡培养的温度独立为28～34℃。
作为优选，所述烘干的温度为35～40℃；
所述烘干的时间为10～12h。
本发明还提供了所述的厨余垃圾处理复合菌剂以及所述的制备方法制备得到的厨余垃圾处理复合菌剂生产有机肥的方法，包括如下步骤：
将厨余垃圾处理复合菌剂投入厨余垃圾中发酵5～15d得到腐熟料；将所述的腐熟料造粒，烘干得到有机肥。
作为优选，所述厨余垃圾处理复合菌剂与厨余垃圾的质量比为1:1000～1200；
所述厨余垃圾的粒径<2cm。
作为优选，所述发酵时的含水量为50～60％；
所述发酵时中心堆的发酵温度为55～60℃；
所述造粒的粒径为12～60mm。
本发明提供了一种厨余垃圾处理复合菌剂及其制备方法与厨余垃圾处理复合菌剂生产有机肥的方法。本发明的复合菌剂包括蜡状芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、甲基营养芽孢杆菌、假单胞菌，该复合菌剂配伍合理，可以有效分解厨余垃圾中的蛋白质、脂肪、纤维素、淀粉，提高有机肥的肥力，更好的为作物提供营养物质。
本发明的厨余垃圾处理复合菌剂中的复合菌剂可以被改性后的多孔载体大量的吸附，在发酵厨余垃圾时，多孔载体中的菌剂可以利用厨余垃圾的营养物质进行生存，发酵产生更多的发酵菌剂发酵厨余垃圾中的有机物质。
并且本发明的厨余垃圾处理复合菌剂可以循环使用，可以提高种子的发芽率。
具体实施方式
本发明提供了一种厨余垃圾处理复合菌剂，所述厨余垃圾处理复合菌剂为负载有多种微生物菌剂的多孔载体；
所述多种微生物菌剂包括：蜡状芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、甲基营养芽孢杆菌、假单胞菌；
所述蜡状芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和甲基营养芽孢杆菌的初始活菌浓度独立为≥1×1010cfu/g；
所述假单胞菌的初始活菌浓度为≥2×108cfu/g；
所述多孔载体为改性海泡石、改性麦饭石或改性沸石。
在本发明中，所述改性海泡石、改性麦饭石或改进沸石的制备方法独立为：
(1)将海泡石、麦饭石或沸石与HCl溶液混合，反应5～6h，得到盐酸处理的海泡石、麦饭石或沸石；
(2)将所述盐酸处理的海泡石、麦饭石或沸石与NaCl溶液混合，浸泡6～8h后，烘醅2～3h，得到改性海泡石、改性麦饭石或改进沸石。
在本发明中，所述海泡石、麦饭石或沸石的粒径独立为5～8cm，优选为6.5cm；所述海泡石、麦饭石或沸石与HCl溶液混合的质量体积比独立为1g：8～10mL，优选为1g：9mL；所述HCl溶液的浓度独立为0.1～0.2mol/L，优选为0.15mol/L；所述反应的时间优选为5.5h。
在本发明中，海泡石、麦饭石或沸石与NaCl溶液混合的质量体积比独立为1g：10～12mL，优选为1g：11mL；所述NaCl溶液的浓度独立为0.8～1.0mol/L，优选为0.9mol/L；所述浸泡的时间优选为7h；所述烘醅的温度独立为200～220℃，优选为210℃；所述烘醅的时间优选为2.5h。
本发明还提供了所述厨余垃圾处理复合菌剂的制备方法，包括如下步骤：
将多孔载体顺序在所述蜡状芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、甲基营养芽孢杆菌、假单胞菌的菌液中震荡培养8～12h后，烘干，得到厨余垃圾处理复合菌剂。
在本发明中，所述多孔载体与所述蜡状芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、甲基营养芽孢杆菌、假单胞菌的菌液的质量体积比独立为1g：10～12mL，优选为1g：11mL；所述震荡培养的转速独立为160～180rpm，优选为170rpm；所述震荡培养的温度独立为28～34℃，优选为31℃；所述震荡培养的时间优选为10h。在本发明中，所述烘干的温度为35～40℃，优选为37.5℃；所述烘干的时间为10～12h，优选为11h。
本发明还提供了所述的厨余垃圾处理复合菌剂以及所述的制备方法制备得到的厨余垃圾处理复合菌剂生产有机肥的方法，包括如下步骤：
将厨余垃圾处理复合菌剂投入厨余垃圾中发酵5～15d得到腐熟料；将所述的腐熟料造粒，烘干得到有机肥。
在本发明中，所述厨余垃圾处理复合菌剂与厨余垃圾的质量比为1:1000～1200，优选为1:1100；所述厨余垃圾的粒径<2cm。在本发明中，所述发酵时的含水量为50～60％，优选为55％；所述发酵时中心堆的发酵温度为55～60℃，优选为57.5℃；所述发酵的时间优选为10d；所述造粒的粒径为12～60mm，优选为22～50mm，进一步优选为32～40mm，更优选为36mm。
下面结合实施例对本发明提供的方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
在本发明实施例和对比例中所述的蜡状芽孢杆菌购自山东伟多丰生物科技有限公司；有效活菌数≥2.0×1010cfu/g；
所述地衣芽孢杆菌购自河南省亿菌生物科技有限公司；有效活菌数≥2.0×1010cfu/g；
甲基营养芽孢杆菌购自上海保藏生物技术中心，菌株编号为SHBCCD53055的菌株；
假单胞菌购自上海保藏生物技术中心，菌株编号为SHBCCD12486的菌株。
实施例1
取粒径为5～8cm的海泡石共1kg与8L 0.2mol/L的HCl溶液混合，反应5h，得到盐酸处理的海泡石。将所述盐酸处理的海泡石，用纯净水水洗3次后与11L 0.8mol/L的NaCl溶液混合，浸泡8h后取出，在200℃烘醅2.5h，得到改性海泡石。
将蜡状芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、甲基营养芽孢杆菌活化后，分别在如下发酵培养基中培养，所述发酵培养基包括可溶淀粉3g/L、蛋白胨10g/L，酵母膏3g/L、磷酸二氢钾1.5g/L、磷酸氢二钾3g/L、硫酸镁0.1g/L。培养至蜡状芽孢杆菌发酵菌液中所含的活菌数为2.0×1010cfu/g，地衣芽孢杆菌培养至发酵菌液中所含的活菌数为1.0×1010cfu/g，甲基营养芽孢杆菌培养至发酵菌液中所含的活菌数为2.5×1010cfu/g时备用。
将假单胞菌活化后，在蛋白胨10g/L、牛肉膏4g/L，酵母膏6g/L，葡萄糖5g/L，磷酸氢二钾0.1g/L，氯化钠4g/L的发酵培养基中培养，培养至菌液中假单胞菌的活菌浓度为2.5×108cfu/g时备用。
将上述改性海泡石先在蜡状芽孢杆菌发酵菌液中震荡培养10h，震荡培养的转速为160rpm，震荡培养的温度为30℃；之后在地衣芽孢杆菌发酵菌液中震荡培养8h，震荡培养的转速为160rpm，震荡培养的温度为28℃；再在甲氧基芽孢杆菌发酵菌液中以160rpm，28℃震荡培养8h；最后在假单胞菌发酵菌液中以160rpm，28℃震荡培养12h后，40℃烘箱中烘干10h，得到厨余垃圾处理复合菌剂。
将长沙市垃圾处理厂的厨余垃圾去除金属、瓷片、塑料不可降解的组分后，将剩余的厨余垃圾粉碎至粒径为2cm的物质，得到待发酵的厨余垃圾。
称取100kg待发酵的厨余垃圾，加入0.1kg厨余垃圾处理复合菌剂，在含水量为50％，发酵堆中心温度为55℃条件下发酵10d得到腐熟料，将所述腐熟料造粒成粒径为3cm的有机肥。
按照NY/T525-2021中规定的检测方法，检测所述有机肥中的有机质含量、总砷、总汞、总铅、总镉、总铬含量以及大肠杆菌菌数，结果如表1所示。
实施例2
取粒径在5～8cm的麦饭石共1kg与10L 0.15mol/L的HCl溶液混合，反应6h，得到盐酸处理的麦饭石。将所述盐酸处理的麦饭石，用纯净水水洗3次后与10L 1mol/L的NaCl溶液混合，浸泡6h后取出，在220℃烘醅3h，得到改性麦饭石。
将蜡状芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、甲基营养芽孢杆菌活化后，分别在如下发酵培养基中培养，所述发酵培养基包括可溶淀粉3g/L、蛋白胨10g/L，酵母膏3g/L、磷酸二氢钾1.5g/L、磷酸氢二钾3g/L、硫酸镁0.1g/L。培养至蜡状芽孢杆菌发酵菌液中所含的活菌数为2.5×1010cfu/g，地衣芽孢杆菌培养至发酵菌液中所含的活菌数为1.5×1010cfu/g，甲基营养芽孢杆菌培养至发酵菌液中所含的活菌数为2×1010cfu/g时备用。
将假单胞菌活化后，在蛋白胨10g/L、牛肉膏4g/L，酵母膏6g/L，葡萄糖5g/L，磷酸氢二钾0.1g/L，氯化钠4g/L的发酵培养基中培养，培养至菌液中假单胞菌的活菌浓度为3×108cfu/g时备用。
将上述改性麦饭石先在蜡状芽孢杆菌发酵菌液中震荡培养8h，震荡培养的转速为180rpm，震荡培养的温度为28℃；之后在地衣芽孢杆菌发酵菌液中震荡培养10h，震荡培养的转速为160rpm，震荡培养的温度为28℃；再在甲氧基芽孢杆菌发酵菌液中以160rpm，28℃震荡培养8h；最后在假单胞发酵菌液中以180rpm，34℃震荡培养10h后，35℃烘箱中烘干10h，得到厨余垃圾处理复合菌剂。
将长沙市垃圾处理厂的厨余垃圾去除金属、瓷片、塑料不可降解的组分后，将剩余的厨余垃圾粉碎至粒径为1.0cm的物质，得到待发酵的厨余垃圾。
称取100kg待发酵的厨余垃圾，加入0.12kg厨余垃圾处理复合菌剂，在含水量为60％，发酵堆中心温度为55℃条件下发酵5d得到腐熟料，将所述腐熟料造粒成粒径为1.2cm的有机肥。
按照NY/T525-2021中规定的检测方法，检测所述有机肥中的有机质含量、总砷、总汞、总铅、总镉、总铬含量以及大肠杆菌菌数。结果如表1所示。
实施例3
取粒径为5～8cm的沸石共1kg与10L 0.1mol/L的HCl溶液混合，反应5h，得到盐酸处理的沸石。将所述盐酸处理的沸石，用纯净水水洗3次后与12L 1mol/L的NaCl溶液混合，浸泡6h后取出，在210℃烘醅2h，得到改性沸石。
将蜡状芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、甲基营养芽孢杆菌活化后，分别在如下发酵培养基中培养，所述发酵培养基包括可溶淀粉3g/L、蛋白胨10g/L，酵母膏3g/L、磷酸二氢钾1.5g/L、磷酸氢二钾3g/L、硫酸镁0.1g/L。培养至蜡状芽孢杆菌发酵菌液中所含的活菌数为3.0×1010cfu/g，地衣芽孢杆菌培养至发酵菌液中所含的活菌数为1.0×1010cfu/g，甲基营养芽孢杆菌培养至发酵菌液中所含的活菌数为1.0×1010cfu/g时备用。
将假单胞菌活化后，在蛋白胨10g/L、牛肉膏4g/L，酵母膏6g/L，葡萄糖5g/L，磷酸氢二钾0.1g/L，氯化钠4g/L的发酵培养基中培养，培养至菌液中假单胞菌的活菌浓度为3.5×108cfu/g时备用。
将上述改性沸石先在蜡状芽孢杆菌发酵菌液中震荡培养12h，震荡培养的转速为180rpm，震荡培养的温度为34℃；之后在地衣芽孢杆菌发酵菌液中震荡培养8h，震荡培养的转速为160rpm，震荡培养的温度为28℃；再在甲氧基芽孢杆菌发酵菌液中以180rpm，30℃震荡培养10h；最后在假单胞发酵菌液中以160rpm，30℃震荡培养10h后，36℃烘箱中烘干10h，得到厨余垃圾处理复合菌剂。
将长沙市垃圾处理厂的厨余垃圾去除金属、瓷片、塑料不可降解的组分后，将剩余的厨余垃圾粉碎至粒径为2.0cm的物质，得到待发酵的厨余垃圾。
称取100kg待发酵的厨余垃圾，加入0.12kg厨余垃圾处理复合菌剂，在含水量为60％，发酵堆中心温度为60℃条件下发酵15d得到腐熟料，将所述腐熟料造粒成粒径为6cm的有机肥。
按照NY/T525-2021中规定的检测方法，检测所述有机肥中的有机质含量、总砷、总汞、总铅、总镉、总铬含量以及大肠杆菌菌数。结果如表1所示。
对比例1
按照实施例1的方法设置本对比例1的方案，与实施例1不同的时，厨余垃圾处理复合菌剂中并不包括蜡状芽孢杆菌，其余步骤与实施例1相同。得到有机肥后按照NY/T525-2021中规定的检测方法，检测所述有机肥中的有机质含量、总砷、总汞、总铅、总镉、总铬含量以及大肠杆菌菌数。结果如表1所示。
对比例2
按照实施例1的方法设置本对比例1的方案，与实施例1不同的时，厨余垃圾处理复合菌剂中并不包括假单胞菌，其余步骤与实施例1相同，得到有机肥后按照NY/T525-2021中规定的检测方法，检测所述有机肥中的有机质含量、总砷、总汞、总铅、总镉、总铬含量以及大肠杆菌菌数。结果如表1所示。
表1不同处理厨余垃圾处理复合菌剂发酵得到的有机肥中各物质的质量
指标 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2
有机质％ 75 70 75 50 40
总砷mg/kg 2 4 2 10 8
总汞mg/kg 未检出 未检出 未检出 未检出 1
总铅mg/kg 8 6 12 30 28
总镉mg/kg 未检出 未检出 未检出 0.5 未检出
总铬mg/kg 25 10 20 120 125
大肠杆菌个/g 2 3 2 85 100
表1显示，实施例1～3得到的厨余垃圾处理复合菌剂发酵得到的有机肥中的有机质含量较对比例1～2的高，重金属物质较对比例1～2的低，致病的大肠杆菌数也较对比例1～2少。这说明本发明厨余垃圾处理复合菌剂中各组分缺一不可。
应用实施例1
分别取实施例1和对比例1～2的有机肥10g，加入100mL水，160rpm条件下震荡1h，过滤取上清液备用。
利用上清液湿润滤纸，将湿润的滤纸铺于培养皿中，连续铺2层，分别取100粒白沙洲圆萝卜种子种植于不同有机肥浸泡过的滤纸的培养皿中，黑暗条件下培养，每12h更换一次滤纸。连续观察5d，统计各组种子的发芽情况。以芽长超过种子长度的1/2视为发芽。结果如表2所示。
表2不同有机肥对白萝卜发芽的影响
指标 实施例1 对比例1 对比例2
幼苗数(株) 100 90 85
播种种子数(粒) 100 100 100
发芽率％ 100 90 85
表2显示，实施例1得到的有机肥在5d内能使白萝卜种子全部发芽，较对比例1～2的有机肥的发芽率高。说明本申请有机肥可以提高白萝卜种子的发芽率。
由以上实施例可知，本发明提供了一种厨余垃圾处理复合菌剂及其制备方法与厨余垃圾处理复合菌剂生产有机肥的方法。本发明的复合菌剂包括蜡状芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、甲基营养芽孢杆菌、假单胞菌，该复合菌剂配伍合理，将该复合菌剂负载在空白多孔载体中得到的厨余垃圾处理复合菌剂可以重复使用。利用该处理复合菌剂发酵得到的有机肥的有机质含量高，重金属含量低，大肠杆菌含量低，还可提高种子发芽率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种厨余垃圾处理复合菌剂，其特征在于，所述厨余垃圾处理复合菌剂为负载有多种微生物菌剂的多孔载体；
所述多种微生物菌剂包括：蜡状芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、甲基营养芽孢杆菌、假单胞菌；
所述蜡状芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和甲基营养芽孢杆菌的初始活菌浓度独立为≥1×1010cfu/g；
所述假单胞菌的初始活菌浓度为≥2×108cfu/g；
所述多孔载体为改性海泡石、改性麦饭石或改性沸石。
2.根据权利要求1所述的厨余垃圾处理复合菌剂，其特征在于，所述改性海泡石、改性麦饭石或改进沸石的制备方法独立为：
(1)将海泡石、麦饭石或沸石与HCl溶液混合，反应5～6h，得到盐酸处理的海泡石、麦饭石或沸石；
(2)将所述盐酸处理的海泡石、麦饭石或沸石与NaCl溶液混合，浸泡6～8h后，烘醅2～3h，得到改性海泡石、改性麦饭石或改进沸石。
3.根据权利要求2所述的厨余垃圾处理复合菌剂，其特征在于，所述海泡石、麦饭石或沸石的粒径独立为5～8cm；
所述海泡石、麦饭石或沸石与HCl溶液混合的质量体积比独立为1g：8～10mL；
所述HCl溶液的浓度独立为0.1～0.2mol/L。
4.根据权利要求3所述的厨余垃圾处理复合菌剂，其特征在于，海泡石、麦饭石或沸石与NaCl溶液混合的质量体积比独立为1g：10～12mL；
所述NaCl溶液的浓度独立为0.8～1.0mol/L；
所述烘醅的温度独立为200～220℃。
5.权利要求1～4任意一项所述的厨余垃圾处理复合菌剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将多孔载体顺序在所述蜡状芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、甲基营养芽孢杆菌、假单胞菌的菌液中震荡培养8～12h后，烘干，得到厨余垃圾处理复合菌剂。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述震荡培养的转速独立为160～180rpm；
所述震荡培养的温度独立为28～34℃。
7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述烘干的温度为35～40℃；
所述烘干的时间为10～12h。
8.一种权利要求1～4任意一项所述的厨余垃圾处理复合菌剂以及权利要求5～7任意一项所述的制备方法制备得到的厨余垃圾处理复合菌剂生产有机肥的方法，其特征在于，包括如下步骤：
将厨余垃圾处理复合菌剂投入厨余垃圾中发酵5～15d得到腐熟料；将所述的腐熟料造粒，烘干得到有机肥。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述厨余垃圾处理复合菌剂与厨余垃圾的质量比为1:1000～1200；
所述厨余垃圾的粒径<2cm。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述发酵时的含水量为50～60％；
所述发酵时中心堆的发酵温度为55～60℃；
所述造粒的粒径为12～60mm。
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