CN1724480B - 高效微生物复合菌剂处理城市生活垃圾的技术 - Google Patents

高效微生物复合菌剂处理城市生活垃圾的技术 Download PDF

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Abstract

本发明涉及生活垃圾处理技术，特别是关于一种高效微生物复合菌剂处理城市生活垃圾的技术，其特征是：它采用接种微生物复合菌剂在好氧动态发酵条件下处理生活垃圾，既依次将生活垃圾分拣、粉碎、接种高效微生物复合菌剂、在动态好氧条件下发酵。所述的微生物复合菌剂主要包括有蛋白质降解菌、纤维素降解菌。这种高效微生物复合菌剂处理城市生活垃圾的技术，它可以提高垃圾发酵效率，缩短发酵时间，减少成本，节约能源，利于垃圾就近处理。

Description

高效微生物复合菌剂处理城市生活垃圾的技术
技术领域：本发明涉及生活垃圾处理技术，特别是关于一种高效微生物复合菌剂处理城市生活垃圾的技术。
背景技术：堆肥法是生活垃圾生物处理的一种重要方法，它可以使垃圾中的有机物质在微生物作用下逐渐分解形成稳定的腐殖质类物质。传统厌氧堆肥法，发酵周期长达4-6个月，占地面积大，有机物分解慢，产生恶臭，蚊蝇孳生，污水四溢，形成二次污染。80年代后，人们开始研究向堆肥中接种一些微生物，加快垃圾中难降解有机物的降解，缩短垃圾堆体从中温升至高温的时间，迅速杀灭蚊蝇虫卵及有害病原菌，缩短发酵周期。但目前的专利技术多采用一些人工驯化的微生物菌种，这些菌种接种到垃圾后，由于其在野生条件下生存能力较差，在生长速度上很难与垃圾中的土著微生物竞争，容易受土著微生物的抑制，难以保证接种微生物发挥效应。如专利申请号00119262.0的申请专利，其在垃圾中添加的菌种是从中科院购买的，在纯培养的条件下，酶活力很高(见申请号00119262.0说明书第2页)，但添加至垃圾后，由于垃圾中存在的复杂的微生物体系，难以保证所接菌种发挥作用，因此在外加能源的条件下(见申请号00119262.0权利要求书第3条)仍需“2-3天可以达到70℃”(见00119262.0公开说明书第三页)。
专利申请号03118137.6公开的技术，虽采用了二次接种微生物的方法，但其操作工艺为静态堆肥，不利于垃圾中的通风充氧，影响了垃圾发酵的效率，发酵周期长，堆肥过程需25天(见申请号03118137.6说明书第4页)，而且占地面积大，易产生二次污染，不利于在城郊建厂，增加了生活垃圾处理的运输费用。
发明内容：
本发明的目的是提供一种高效微生物复合菌剂处理城市生活垃圾的技术，它可以提高垃圾发酵效率，缩短发酵时间，减少成本，节约能源，利于垃圾就近处理。
本发明的技术方案是：设计一种高效微生物复合菌剂处理城市生活垃圾的技术，其特征是：它采用接种微生物复合菌剂在好氧动态发酵条件下处理生活垃圾，既依次将生活垃圾分拣、粉碎、接种高效微生物复合菌剂、在动态好氧条件下发酵。
所述的微生物复合菌剂主要包括有蛋白质降解菌、纤维素降解菌。
所述的微生物复合菌剂主要包括有耐高温蛋白质降解菌、耐高温纤维素降解菌；常温蛋白质降解菌、纤维素降解菌、木质素降解菌、淀粉降解菌、果胶降解菌、脂肪降解菌。
所述的蛋白质降解菌、纤维素降解菌是从生活垃圾中筛选、分离得到。
所述的耐高温蛋白质降解菌、纤维素降解菌；常温蛋白质降解菌、纤维素降解菌、木质素降解菌、淀粉降解菌、果胶降解菌、脂肪降解菌是从生活垃圾中筛选、分离得到。
所述的微生物复合菌剂M(常温)按蛋白质降解菌40％-60％、纤维素降解菌40％-60％；微生物复合菌剂H(耐高温)按蛋白质降解菌40％-60％、纤维素降解菌40％-60％配制。
所述的微生物复合菌剂M(常温)按蛋白质降解菌20-30％、纤维素降解菌10-20％、淀粉降解菌10-20％、果胶降解菌10-20％、脂肪降解菌10-20％；微生物复合菌剂H(耐高温)按蛋白质降解菌30-40％、纤维素降解菌30-40％、木质素降解菌20-30％配制.
所述的经分拣与初步粉碎后的有机生活垃圾中，有机物含量控制在60-65％，含水率控制在40％-70％，C∶N＝35-40∶1，按重量比2-4％接入微生物复合菌剂进行好氧动态发酵。
本发明的特点是：
1、它采用接种微生物复合菌剂好氧动态发酵法处理生活垃圾，使其转化为稳定的腐殖质类物质并资源化利用，从而达到垃圾的资源化、减量化和无害化处理。
2、本发明采用好氧动态发酵，占地面积小，能耗低，无污染，发酵周期可缩短至7-8天，规模可大可小，利于垃圾在生活小区就近处理，节约能源。
3、本方法所接种的微生物主要是从垃圾填埋厂筛选分离而得，经生长特性及酶活测定，具有生长速度快，酶活力高，与土著微生物不形成拮抗，易于在垃圾中生长的特点，其中高温阶段添加的蛋白质及纤维素降解菌，最适生长温度为45-50℃，所产酶的最适作用温度为70℃。
4、该微生物发酵制剂接种至生活垃圾后，可在自然常温状态下使发酵垃圾温度24小时上升至60℃，不需外加任何热源，比专利申请号为00119262.0公开的技术节省能源，操做方便，发酵周期短。
附图说明
图1是A、B、C三种发酵过程中温度的变化趋势图。
图2是A、B、C三种发酵过程中硝态氮/氨态氮的变化趋势图。
图3是A、B、C三种发酵过程中VOC的变化变化趋势图。
图4是A、B、C三种发酵方法的结果比较表。
图中：A---s是添加微生物复合制剂在动态好氧发酵条件下的发酵。
B---n是不添加任何微生物接种剂的自然发酵；
C是添加微生物复合制剂在静态堆肥条件下的发酵。
*为发酵10天所测数据。
具体实施方式：
实施例1按以下步骤进行
1、制作高效微生物复合菌制剂
1-1制作高效微生物复合菌制剂以下M代表常温：
复合菌剂M的组成及配比如下：蛋白质降解菌(枯草芽孢杆菌)：30％；纤维素降解菌(假单胞菌)：20％；淀粉降解菌(枯草芽孢杆菌)：20％；果胶降解菌(枯草芽孢杆菌)20％、脂肪降解菌(解脂假丝酵母)10％。
制备过程：将各纯化菌种分别在各自的斜面培养基(肉汤、麦芽汁、土豆)37℃培养18-24小时进行活化，然后分别接一环菌种于液体种子培养基，220r/min摇床培养12-14小时后，按8-10％接种量接种于各自的发酵培养基，220r/min摇床培养24小时，得到液体发酵制剂。将草炭经121℃灭菌30分钟后分别吸附各液体发酵制剂，使固体制剂中活菌数&sup3；1×108个/克固体制剂，含水率不超过50％。使用时按上述比例配制即可。
1-2制作高效微生物复合菌制剂以下H代表耐高温：
微生物复合菌剂H按组成及配比如下：蛋白质降解菌(坚实芽孢杆菌)40％、纤维素降解菌(坚实芽孢杆菌)30％、木质素降解菌(白腐真菌)30％。
制备过程：制备过程同制剂M，只是坚实芽孢杆菌在50℃条件下培养，白腐真菌在30℃条件下培养，使用时按上述比例配制即可。
2、处理垃圾的工艺过程：
2-1、收集住宅小区生活垃圾，经分拣，去除砖石、塑料、金属、玻璃、纸制品等可回收利用物，剩余基本为果皮、菜叶、厨馀垃圾、纸屑、树叶等物质，调节有机物含量&sup3；60％，含水率60％，C/N比为40∶1；
2-2、将上述垃圾粉碎后装入具有自动通风、渗滤液回喷、管道排气、可翻动的矩形垃圾发酵仓，按垃圾总重的1％接入上述微生物复合菌剂M，混合均匀后，间歇通气，风量0.115m3/min，风压为300Pa，每隔35分钟通气5分钟；根据发酵仓垃圾体的含水率间隔48小时适当回喷渗滤液；24小时时发酵仓温度达到58-60℃。在此期间，定时测定发酵仓垃圾发酵体温度、水分、挥发性有机质(VOC)、硝态氮、氨态氮及总菌数的变化(检测方法见《土壤农业化学常规分析方法》.北京：科学出版社.166-167；《城市生活垃圾采样和物理分析方法标准(CJ/T30301995)》)。
2-3、在发酵仓温度升至55℃左右时，按2％重量比接入微生物复合制剂H，翻动混匀仍按工艺过程2-2间歇通风，定时监测上述指标，通气发酵7-8天时，发酵垃圾形成无特殊气味的黑褐色物质，温度、挥发性有机质、硝态氮/氨态氮基本趋于稳定，可视为主发酵完成，体积减量85-90％，重量减量为80-85％。
实施例2
复合菌剂M的组成及配比如下：蛋白质降解菌(枯草芽孢杆菌)60％；纤维素降解菌(假单胞菌)40％，配制方法如实施例1中1-1；复合菌制剂H的组成配比为蛋白质降解菌(坚实芽孢杆菌)40％；纤维素降解菌(坚实芽孢杆菌)60％，其配制方法同实施例1中1-2；
处理垃圾的工艺过程与实施例1基本相同，不同之处是将复合菌剂M和复合菌制剂H1∶2混合后按垃圾总重的3％一次接种：
2-1、收集住宅小区生活垃圾，经分拣，去除砖石、塑料、金属、玻璃、纸制品等可回收利用物，剩余基本为果皮、菜叶、厨馀垃圾、纸屑、树叶等物质，调节有机物含量为60％，含水率55％，C/N比为40∶1；
2-2、将上述垃圾粉碎后装入具有自动通风、渗滤液回喷、管道排气、可翻动的矩形垃圾发酵仓，按垃圾总重的3％接入上述微生物复合菌剂M和复合菌制剂H的混合物，混合均匀后，间歇通气，风量0.115m3/min，风压为300Pa，每隔35分钟通气5分钟；根据发酵仓垃圾体的含水率间隔40小时适当回喷渗滤液；约24小时后发酵仓温度可达55-60℃。在此期间，定时监测上述指标，定时测定发酵仓垃圾发酵体温度、水分、挥发性有机质(VOC)、硝态氮、氨态氮及总菌数的变化(检测方法见《土壤农业化学常规分析方法》.北京：科学出版社.166-167；《城市生活垃圾采样和物理分析方法标准(CJ/T3030-1995)》)。通气发酵7-8天时，发酵垃圾形成无特殊气味的黑褐色物质，温度、挥发性有机质、硝态氮/氨态氮基本趋于稳定，可视为主发酵完成，体积减量85-88％，重量减量为80-82％。
对比实例：
A、添加实施例1中第1条微生物复合制剂，工艺过程同实施例1中第2条。
B、不添加任何微生物接种剂的自然发酵。
C、是添加微生物复合制剂在静态堆肥条件下的发酵。
图1是A、B、C三种发酵过程中温度的变化趋势图。
图2是A、B、C三种发酵过程中硝态氮/氨态氮的变化趋势图。
图3是A、B、C三种发酵过程中VOC的变化变化趋势图。
表4是A、B、C三种发酵方法的结果比较表。
A、B、C垃圾来源一致，控制水分、C/N以及监测方法均与上述方法一致。A、B、C三种垃圾处理方法的结果比较见表1。通过表1的对比可知，添加微生物复合菌剂后，主发酵周期为7～8天，较B缩短8天左右，较C缩短18-20天；所达最高温度为60℃，较B和C均高出10℃；到达发酵最高温度只需24小时，较B缩短4天，较C缩短6天；在相同的发酵天数，添加微生物复合制剂的动态好氧发酵与不添加复合制剂的动态好氧发酵及添加复合制剂的静态堆肥相比，有机质降解速度快，减量化程度高，腐熟度好。

Claims (4)

1.高效微生物复合菌剂处理城市生活垃圾的工艺，其特征是：它采用接种微生物复合菌剂在好氧动态发酵条件下处理生活垃圾，既依次将生活垃圾分拣、粉碎、接种高效微生物复合菌剂、在动态好氧条件下发酵；制作高效微生物复合菌制剂，常温微生物复合菌剂M按蛋白质降解菌40％-60％、纤维素降解菌40％-60％；耐高温微生物复合菌剂H按蛋白质降解菌40％-60％、纤维素降解菌40％-60％配制，将上述常温微生物复合菌剂和耐高温微生物复合菌剂按1∶2混合后按垃圾总重的3％一次接种。
2.根据权利要求1所述的高效微生物复合菌剂处理城市生活垃圾的工艺，其特征是：所述的蛋白质降解菌、纤维素降解菌是从生活垃圾中筛选、分离得到。
3.高效微生物复合菌剂处理城市生活垃圾的工艺，其特征是：它采用接种微生物复合菌剂在好氧动态发酵条件下处理生活垃圾，既依次将生活垃圾分拣、粉碎、接种高效微生物复合菌剂、在动态好氧条件下发酵；制作高效微生物复合菌制剂，常温微生物复合菌剂M按蛋白质降解菌20-30％、纤维素降解菌10-20％、淀粉降解菌10-20％、果胶降解菌10-20％、脂肪降解菌10-20％；耐高温微生物复合菌剂H按蛋白质降解菌30-40％、纤维素降解菌30-40％、木质素降解菌20-30％配制，先按垃圾总重的1％接入上述常温微生物复合菌剂，发酵仓温度升至55℃时按总重的2％接入上述耐高温微生物复合制剂。
4.根据权利要求3所述的高效微生物复合菌剂处理城市生活垃圾的工艺，其特征是：所述的耐高温蛋白质降解菌、纤维素降解菌；常温木质素降解菌、淀粉降解菌、果胶降解菌、脂肪降解菌是从生活垃圾中筛选、分离得到。
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