CN115058368A - 一种复合菌剂在降解餐厨垃圾中的应用及一种高效降解餐厨垃圾的复合菌剂制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于微生物菌剂技术领域，本发明具体涉及一种复合菌剂在降解餐厨垃圾中的应用及一种高效降解餐厨垃圾的复合菌剂制造方法。将所述复合菌剂与餐厨垃圾混合后进行发酵实现餐厨垃圾的降解，所述发酵时间为24‑48小时；所述发酵温度为25℃‑40℃；所述发酵结束后餐厨垃圾减量达99％以上；该合菌剂包括假单胞菌、肠球菌、肠杆菌，假单胞菌是需氧菌，肠球菌、肠杆菌都是兼性厌氧菌。本发明添加了两种兼性厌氧菌作为辅助成分，前者在氧气充足的情况承担主要降解工作，后者在出现局部缺氧的微环境中发挥主要降解工作，弥补了单一使用好氧菌种的功能死角，大大提高了垃圾处理效率。

Description

一种复合菌剂在降解餐厨垃圾中的应用及一种高效降解餐厨 垃圾的复合菌剂制造方法

本申请是申请日为2018年05月10日、申请号为201810440896.3、发明名称为《高效降解餐厨垃圾的复合菌剂及其制造方法》的分案申请。

技术领域

本发明属于微生物菌剂技术领域，本发明具体涉及一种复合菌剂在降解餐厨垃圾中的应用及一种高效降解餐厨垃圾的复合菌剂制造方法。

背景技术

餐厨垃圾是指在食物加工和用餐过程中产生的废料和残余。随着城市规模的扩大，生活垃圾产量剧增，目前以达到每年2亿吨以上，其中37％-62％为餐厨垃圾。餐厨垃圾含水率较高，营养物质丰富，储存及运输过程中极易腐烂而引发酸臭，影响城市卫生环境，同时餐厨垃圾腐烂后可能产生出大量毒素，孳生蚊蝇及病菌，从而造成疾病的传播，如何合理高效的处理餐厨垃圾直接影响城市的发展与生活质量。传统的餐厨垃圾处理方法包括喂饲牲畜，填埋，焚烧和堆肥。由于未经消毒的餐厨垃圾带有病原体，可通过食物链传播疾病危害人体健康，现《中华人民共和国动物防疫法》已明确禁止使用泔脚喂饲牲畜。填埋法一方面占用土地资源，另一方面餐厨垃圾腐败变质产生的渗出液会污染地下水。焚烧法既耗费大量能源又会污染空气更不可取。堆肥法虽然既环保又废物利用但依然存在占用大量土地同时效率低下的问题，不能承受高速发展的城市规模所产生的源源不断的餐厨垃圾。

微生物垃圾处理技术是利用微生物的生命活动及新陈代谢将餐厨垃圾中的有机成分降解为简单无机物的处理方法，同时具备高效，环保，节能三大优势。微生物餐厨垃圾处理方法主要有三种，分别为无氧发酵，有氧堆肥，好氧消化。其中好氧消化法使用方便，垃圾减量效率最高，90％以上的有机质转化为水蒸气及无害气体如CO₂等，没有异味方便排放，非常适合集中处理大量的城市餐厨垃圾。目前好氧消化法的主要菌剂以单一好氧菌种菌剂或者多种好氧菌种组成的复合菌剂为主，它们的缺点在于氧化过程消耗大量氧气，造成局部厌氧环境，这时好氧菌种的降解作用收到抑制，降低了减量速度。

为解决以上问题，本发明提供了一种复合菌剂在降解餐厨垃圾中的应用及一种高效降解餐厨垃圾的复合菌剂制造方法，以严格好氧且降解能力强劲的假单胞菌为主要成分，添加了两种兼性厌氧菌作为辅助成分。前者在氧气充足的情况承担主要降解工作，后者在出现局部缺氧的微环境中发挥主要降解工作，弥补了单一使用好氧菌种的功能死角，大大提高了垃圾处理效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供复合菌剂在降解餐厨垃圾中的应用及一种高效降解餐厨垃圾的复合菌剂制造方法，其可以提高餐厨垃圾的降解效率，缩短餐厨垃圾处理时间，降低成本，节约能源，有利于餐厨垃圾的无害化处理，减少环境污染，提升城市生活质量。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供了一种复合菌剂在降解餐厨垃圾中的应用，包括以下步骤：

将所述复合菌剂与餐厨垃圾混合后进行发酵实现餐厨垃圾的降解，所述发酵时间为24-48小时；所述发酵温度为25℃-40℃；所述发酵结束后餐厨垃圾减量达99％以上；

所述复合菌剂包括假单胞菌、肠球菌、肠杆菌，假单胞菌是需氧菌，肠球菌、肠杆菌都是兼性厌氧菌。

优选的，所述假单胞菌、肠球菌、肠杆菌都是从餐厨垃圾中筛选和分离得来的。

优选的，所述复合菌剂添加量为餐厨垃圾总量0.1-8％。

优选的，所述复合菌剂的菌种扩增与配制包括如下步骤：取出存放于4℃冰箱中的假单胞菌、肠球菌和肠杆菌菌株，以接种环挑取少许菌株接种于50mL牛肉膏蛋白胨培养基中，放在恒温振荡箱内在适宜温度下180rpm振荡培养至各菌株的生长对数期，逐级放大到500mL液体培养基中培养；取出菌液1mL于2000rpm离心30分钟去除培养基，以1×PBS洗2次后重悬，使用分光光度仪测量600nm波长处吸收以检测其浓度；将三种菌剂按以下比例混合：假单胞菌60-80％，肠球菌10-20％，肠杆菌10-20％。

优选的，所述餐厨垃圾降解后可直接排入下水道。

优选的，所述发酵过程中每0.5小时翻转一次。

优选的，所述餐厨垃圾发酵前进行分拣，去除无机垃圾、塑料袋、塑料瓶、大骨头。

优选的，所述发酵时在反应箱中进行，所述反应箱的温度为38℃。

优选的，所述复合微生物菌剂通过喷洒方式与餐厨垃圾混合。

本发明还提供了一种高效降解餐厨垃圾的复合菌剂，其包括假单胞菌、肠球菌、肠杆菌，假单胞菌是需氧菌，肠球菌、肠杆菌都是兼性厌氧菌。

优选的，所述假单胞菌、肠球菌、肠杆菌都是从餐厨垃圾中筛选和分离得来的。

本发明还提供一种高效降解餐厨垃圾的复合菌剂的制造方法，包括以下步骤：

步骤一，菌种复苏，从-80℃冰箱取出三种菌株：假单胞菌，肠球菌，肠杆菌，在38℃-40℃水浴中摇晃使其快速融化；在超净台中，吸出融化的菌液转移至牛肉膏蛋白胨培养基中于恒温培养箱中培养24小时；将菌液保存于4℃冰箱备用；

步骤二，菌种扩增与配制菌剂，取出存放于4℃冰箱中的各种菌株，以接种环挑取少许菌株接种于50mL牛肉膏蛋白胨培养基中，放在恒温振荡箱内在适宜温度下180rpm振荡培养至各菌株的生长对数期，逐级放大到500mL液体培养基中培养；取出菌液1mL于2000rpm离心30分钟去除培养基，以1×PBS洗2次后重悬，使用分光光度仪测量600nm波长处吸收以检测其浓度；将三种菌剂按以下比例混合：假单胞菌60-80％，肠球菌10-20％，肠杆菌10-20％；

步骤三，垃圾分选，对餐厨垃圾进行分拣，去除无机垃圾、塑料袋、塑料瓶、大骨头；

步骤四，混合垃圾与菌剂，将分拣后的垃圾至于反应箱内，加温至38℃左右，使用喷壶喷洒复合微生物菌剂与餐厨垃圾混合，添加菌剂量占垃圾总量0.1-8％，每0.5小时翻转一次，在25℃-40℃下反应24-48小时，餐厨垃圾减量达90％以上，反应残余可直接排入下水道。

本发明的积极进步效果在于：该菌剂同时含有严格需氧菌(假单胞菌)和兼性厌氧菌(肠球菌，肠杆菌)。该复合菌剂以好氧发酵为主要降解方法降解餐厨垃圾。其中假单胞菌为严格需氧菌，承担主要降解功能。肠球菌和肠杆菌为兼性厌氧菌，在氧气充足时起到辅助降解功能，当局部氧气被耗尽时，转而以厌氧发酵的方式承担缺氧区域的降解功能。兼性厌氧菌对严格需氧菌的补充，弥补了单独使用严格需氧菌处理餐饮垃圾时，在局部缺氧条件下出现“反应死角”的弱点，大大提升了降解效率，减少了垃圾处理时间。经本复合菌剂处理后，餐厨垃圾的减量率可达99％。使用本复合菌剂处理餐厨垃圾的工作现场无异味，处理后的废液可直接排放。

具体实施方式

下面给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

本发明高效降解餐厨垃圾的复合菌剂包括假单胞菌(Pseudomonas)、肠球菌(Enterococcus)、肠杆菌(Enterobacter)，假单胞菌(Pseudomonas)是需氧菌，肠球菌(Enterococcus)、肠杆菌(Enterobacter)都是兼性厌氧菌。

本发明高效降解餐厨垃圾的复合菌剂的制作方法包括以下步骤：

步骤一，菌种复苏，从-80℃冰箱取出三种菌株(假单胞菌(Pseudomonas)，肠球菌(Enterococcus)，肠杆菌(Enterobacter))，在38℃-40℃水浴中摇晃使其快速融化。在超净台中，吸出融化的菌液转移至牛肉膏蛋白胨培养基(牛肉膏3.0g，蛋白胨10.0g，NaCl 5.0g，琼脂15-25g，水1000mL，高压灭菌)中于恒温培养箱中培养24小时。将菌液保存于4℃冰箱备用；

步骤二，菌种扩增与配制菌剂，取出存放于4℃冰箱中的各种菌株，以接种环挑取少许菌株接种于50mL牛肉膏蛋白胨培养基中，放在恒温振荡箱内在适宜温度下180rpm振荡培养至各菌株的生长对数期，逐级放大到500mL液体培养基中培养。取出菌液1mL于2000rpm离心30分钟去除培养基，以1×PBS洗2次后重悬，使用分光光度仪测量600nm波长处吸收以检测其浓度。将三种菌剂按以下比例混合：假单胞菌(Pseudomonas)60-80％，肠球菌(Enterococcus)10-20％，肠杆菌(Enterobacter)10-20％。

步骤三，垃圾分选，对餐厨垃圾进行分拣，去除无机垃圾(玻璃，砖块)、塑料袋、塑料瓶、大骨头等。

步骤四，混合垃圾与菌剂，将分拣后的垃圾至于反应箱内，加温至38℃左右，使用喷壶喷洒复合微生物菌剂与餐厨垃圾混合，添加菌剂量占垃圾总量0.1-8％，每0.5小时翻转一次，在25℃-40℃下反应24-48小时，餐厨垃圾减量达90％以上，反应残余可直接排入下水道。

本发明所使用假单胞菌、肠球菌、肠杆菌都是从餐厨垃圾中筛选和分离得来的。

实施案例1

按以下配比配制复合菌剂：假单胞菌(Pseudomonas)80％，肠球菌(Enterococcus)10％，肠杆菌(Enterobacter)10％。在对餐饮垃圾进行分拣后，按垃圾总量的0.1-8％添加该复合菌剂，每0.5小时翻转一次，保持通气，在25-40℃下反应24-48小时，可达到使垃圾减量99％的效果。

实施案例2

按以下配比配制复合菌剂：假单胞菌(Pseudomonas)70％，肠球菌(Enterococcus)20％，肠杆菌(Enterobacter)10％。在对餐饮垃圾进行分拣后，按垃圾总量的0.1-8％添加该复合菌剂，每0.5小时翻转一次，保持通气，在25-40℃下反应24-48小时，可达到使垃圾减量99％的效果。

实施案例3

按以下配比配制复合菌剂：假单胞菌(Pseudomonas)60％，肠球菌(Enterococcus)20％，肠杆菌(Enterobacter)20％，将菌剂喷洒到固体菌种载体上保存。在对餐饮垃圾进行分拣后，按垃圾总量的0.1-8％添加该复合菌剂，每0.5小时翻转一次，保持通气，在25-40℃下反应24-48小时，可达到使垃圾减量99％的效果。

本发明构建一种可以高效降解餐厨垃圾的菌种组合试剂，以在很短的时间内实现对餐厨垃圾的无害化处理。本发明的特征是：构建了一种由严格需氧菌和兼性厌氧菌组成的复合菌剂。该复合菌剂以好氧发酵为主要方式降解餐厨垃圾，其中严格需氧菌承担主要降解功能。兼性厌氧菌在氧气充足时起到辅助降解功能，当局部氧气被耗尽时，转而以厌氧发酵的方式承担缺氧区域的降解功能。

本发明采用的离心机(湘仪公司，中国)，紫外分光光度计(上仪公司，中国)，锥形瓶(上仪公司，中国)，超净工作台(苏州净化公司，中国)，电热恒温培养箱(上海精宏公司，中国)，4℃冰箱(海尔公司，中国)，恒温振荡箱(上海精宏公司，中国)，立式压力蒸汽灭菌锅(上海博讯中国)，-80℃冰箱(海尔公司，中国)，移液枪(大龙兴创公司，中国)，接种环(上海宝录公司，中国)，恒温水浴锅。

以上所述的具体实施例，对本发明的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种复合菌剂在降解餐厨垃圾中的应用，其特征在于，包括以下步骤：

将所述复合菌剂与餐厨垃圾混合后进行发酵实现餐厨垃圾的降解，所述发酵时间为24-48小时；所述发酵温度为25℃-40℃；所述发酵结束后餐厨垃圾减量达99％以上；

所述复合菌剂包括假单胞菌、肠球菌和肠杆菌，假单胞菌是需氧菌，肠球菌和肠杆菌都是兼性厌氧菌。

2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述假单胞菌、肠球菌、肠杆菌都是从餐厨垃圾中筛选和分离得来的。

3.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述复合菌剂添加量为餐厨垃圾总量0.1-8％。

4.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述复合菌剂的菌种扩增与配制包括如下步骤：取出存放于4℃冰箱中的假单胞菌、肠球菌和肠杆菌菌株，以接种环挑取少许菌株接种于50mL牛肉膏蛋白胨培养基中，放在恒温振荡箱内在适宜温度下180rpm振荡培养至各菌株的生长对数期，逐级放大到500mL液体培养基中培养；取出菌液1mL于2000rpm离心30分钟去除培养基，以1×PBS洗2次后重悬，使用分光光度仪测量600nm波长处吸收以检测其浓度；将三种菌剂按以下比例混合：假单胞菌60-80％，肠球菌10-20％，肠杆菌10-20％。

5.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述餐厨垃圾降解后可直接排入下水道。

6.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述发酵过程中每0.5小时翻转一次。

7.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述餐厨垃圾发酵前进行分拣，去除无机垃圾、塑料袋、塑料瓶、大骨头。

8.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述发酵在反应箱中进行，所述反应箱的温度为38℃。

9.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述复合微生物菌剂通过喷洒方式与餐厨垃圾混合。

10.一种高效降解餐厨垃圾的复合菌剂的制造方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤一，菌种复苏，从-80℃冰箱取出三种菌株：假单胞菌，肠球菌，肠杆菌，在38℃-40℃水浴中摇晃使其快速融化；在超净台中，吸出融化的菌液转移至牛肉膏蛋白胨培养基中于恒温培养箱中培养24小时；将菌液保存于4℃冰箱备用；

步骤二，菌种扩增与配制菌剂，取出存放于4℃冰箱中的各种菌株，以接种环挑取少许菌株接种于50mL牛肉膏蛋白胨培养基中，放在恒温振荡箱内在适宜温度下180rpm振荡培养至各菌株的生长对数期，逐级放大到500mL液体培养基中培养；取出菌液1mL于2000rpm离心30分钟去除培养基，以1×PBS洗2次后重悬，使用分光光度仪测量600nm波长处吸收以检测其浓度；将三种菌剂按以下比例混合：假单胞菌60-80％，肠球菌10-20％，肠杆菌10-20％；

步骤三，垃圾分选，对餐厨垃圾进行分拣，去除无机垃圾、塑料袋、塑料瓶、大骨头；

步骤四，混合垃圾与菌剂，将分拣后的垃圾至于反应箱内，加温至38℃左右，使用喷壶喷洒复合微生物菌剂与餐厨垃圾混合，添加菌剂量占垃圾总量0.1-8％，每0.5小时翻转一次，在25℃-40℃下反应24-48小时，餐厨垃圾减量达90％以上，反应残余可直接排入下水道。