CN110343631A - 一种餐厨垃圾生物发酵菌剂及应用 - Google Patents

一种餐厨垃圾生物发酵菌剂及应用 Download PDF

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Abstract

一种餐厨垃圾生物发酵菌剂是由枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、产黄纤维单胞菌、类产碱假单胞菌、沼泽红假单胞菌、弗兰克氏放线菌、汉逊德巴利酵母菌、热带假丝酵母菌中四种或四种以上构成并将其负载在由麦麸、木屑、或秸秆中的一种或两种构成的载体上并经冷冻干燥获得菌剂，进而将菌剂与餐厨垃圾进行混合在50‑65℃下进行发酵反应，能够在6‑10小时内实现餐厨垃圾减量化70%，且产出物有机质含量超过90%。本发明的优点是：该技术方法能够高效地将餐厨垃圾进行减量化处理，处理后的物质能够用于土壤改良，具有显著的经济、社会和环境效益。

Description

一种餐厨垃圾生物发酵菌剂及应用
技术领域
本发明涉及处理餐厨垃圾的微生物菌剂，特别是一种餐厨垃圾生物发酵菌剂及应用。
背景技术
餐厨垃圾是食物垃圾中最主要的一种，包括家庭、学校、食堂及餐饮行业等产生的食物加工下脚料和食用残余。餐厨垃圾主要是由油脂、水、果皮、蔬菜、米面、鱼、肉、骨头以及废餐具、塑料、纸巾等多种物质组成。我国餐厨垃圾产量巨大，年产量已超过1亿吨，并呈快速上升趋势。由于餐厨垃圾中水分含量高达90%，且盐含量较高。当前餐厨垃圾的主要处理方式包括焚烧和填埋。由于含水率高和热值低的问题，导致焚烧过程的能源消耗高且易产生有害气体二嗯英等,同时还容易导致焚烧设备损坏，造成严重的生产安全隐患。填埋占用大量土壤资源，在填埋过程中极易产生渗滤液，严重威胁地表水和地下水的安全，同时填埋过程导致内部厌氧，会产生甲烷，处理不当易***，威胁填埋场及周边的人身财产安全。餐厨垃圾极易腐败，滋生蚊蝇和细菌病毒，甚至会滋生沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、结核杆菌等强感染性致病菌，一旦在环境中扩散传播将对人体健康造成很大威胁。
目前已针对餐厨垃圾开发出了多种餐厨垃圾处理技术，然而现有的技术所采用的发酵菌剂多为EM复合菌，然而利用上述菌剂的过程中，发酵时间长，易产生恶臭制约了餐厨垃圾好氧处理技术的应用。为此，本发明通过长期堆肥实验，从发酵不同阶段筛选出优势菌种，经复配后构建了能够高效处理餐厨垃圾的发酵菌群，有效提高餐厨垃圾的处理效率。
发明内容
本发明目的在于克服现有好氧发酵技术的不足，提供一种餐厨垃圾生物发酵菌剂及应用，与现有技术相比，可以缩短发酵时间、提高发酵效率，减量化程度高，降低处理成本。
本发明的技术方案：
一种餐厨垃圾生物发酵菌剂，由菌种组分和载体构成，菌种组分由下述8种微生物中的至少4种组成，其重量份数为：
枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）15-35份；
地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）5-15份；
产黄纤维单胞菌（Cellulomonas flavigena）15-30份；
类产碱假单胞菌（Pseudomonas pesodoalcaligenes）10-25份；
沼泽红假单胞菌（Rhodopseudomonas palustris）5-15份；
弗兰克氏放线菌（Frankiaceae actinomycesbovis）8-20份；
汉逊德巴利酵母菌（Debaryomyces hansenii）5-35份；
热带假丝酵母菌（Candida tropicalis）5-10份。
载体包括麦麸、木屑、秸秆中的一种或两种。
将枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、产黄纤维单胞菌、类产碱假单胞菌、沼泽红假单胞菌、弗兰克氏放线菌在液体LB培养基中，25-40℃培养16-24小时；
将汉逊德巴利酵母菌、热带假丝酵母菌在液体PDA培养基中，28-42℃培养48-72小时；
将上述菌液经10-30分钟9000-15000rpm离心处理，弃去上清液，取沉淀物与载体进行混合，并在冻干机中进行冷冻干燥，从而完成微生物菌剂制备。
一种餐厨垃圾生物发酵菌剂的应用，采用一次加入菌剂，反复间歇式加入餐厨垃圾进行微生物好氧发酵的处理方法，步骤如下：
1）按照餐厨垃圾处理量的0.1%加入微生物菌剂；
2）加入正常处理量的30%的餐厨垃圾，并与上述菌剂进行充分混合，维持发酵温度为50-65℃，每隔30分钟充分搅拌一次；
3）经1-2天发酵反应完成后，继续投入正常处理量的60%餐厨垃圾，重复上述反应条件；
4）经1-2天发酵反应完成后，继续投入正常处理量的90%餐厨垃圾，重复上述反应条件；
5）经8-16小时即可完成餐厨垃圾的发酵处理过程，之后即可按照正常处理量投入餐厨垃圾；
6）发酵6-10小时基本消纳完成并实现减量70%，重复进料并开始发酵反应过程，循环运行。
所述餐厨垃圾为餐厅、食堂、厨房等产生的菜帮菜叶、果皮果核、残羹剩饭一种或几种。
本发明的优点和有益效果是：
餐厨垃圾好氧发酵菌剂在处理餐厨垃圾过程中具有发酵效率高、减量化效果好、发酵时间短、成本低等特点。与此同时，该菌剂适应性强，能够适应我国不同地域、不同饮食习惯的餐厨垃圾的处理。经发酵反应的产出物中有机质含量超过90%，可作为土壤改良基质使用，具有较高的经济、环境和社会效益。
具体实施方式
本发明通过以下实施例进一步详述，但本实施例所叙述的技术内容是说明性的，而不是限定性的，不应依此来局限本发明的保护范围。
实施例1：
一种餐厨垃圾生物发酵菌剂及其应用，餐厨垃圾生物发酵菌剂的制备方法如下：
1）将枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、类产碱假单胞菌、沼泽红假单胞菌、弗兰克氏放线菌在液体LB培养基中，30℃培养20小时；将汉逊德巴利酵母菌在液体PDA培养基中，28℃培养72小时；
2）将上述菌液经30分钟10000rpm离心处理，弃去上清液，分别取沉淀物按照枯草芽孢杆菌：地衣芽孢杆菌：类产碱假单胞菌：沼泽红假单胞菌：弗兰克氏放线菌：汉逊德巴利酵母菌为18:5:20:15:20:21与麦麸进行混合，并在冻干机中进行冷冻干燥，从而获得餐厨垃圾生物发酵菌剂。
将上述制备好的发酵菌剂与餐厅的菜帮菜叶和残羹剩饭组成的餐厨垃圾进行混合发酵，其发酵步骤如下：
1）按照餐厨垃圾处理量的0.1%加入微生物菌剂；
2）加入正常处理量的30%的餐厨垃圾，并与上述菌剂进行充分混合，维持发酵温度为50℃，每隔30分钟充分搅拌一次；
3）经2天发酵反应完成后，继续投入正常处理量的60%餐厨垃圾，重复上述反应条件；
4）经2天发酵反应完成后，继续投入正常处理量的90%餐厨垃圾，重复上述反应条件；
5）经16小时即可完成餐厨垃圾的发酵处理过程，之后即可按照正常处理量投入餐厨垃圾；
6）发酵10小时基本消纳完成并实现减量70%，重复进料并开始发酵反应过程，循环运行。
利用本发明的发酵菌剂和方法可将餐厨垃圾减量化70%，产出物中有机质含量高达90%。
实施例2：
一种餐厨垃圾生物发酵菌剂及其应用，餐厨垃圾生物发酵菌剂的制备方法如下：
1）将枯草芽孢杆菌、产黄纤维单胞菌、类产碱假单胞菌、沼泽红假单胞菌在液体LB培养基中，32℃培养22小时；将汉逊德巴利酵母菌、热带假丝酵母菌在液体PDA培养基中，33℃培养56小时；
2）将上述菌液经25分钟10000rpm离心处理，弃去上清液，分别取沉淀物按照枯草芽孢杆菌：产黄纤维单胞菌：类产碱假单胞菌：沼泽红假单胞菌：汉逊德巴利酵母菌：热带假丝酵母菌为25:15:14:10:26:10与秸秆进行混合，并在冻干机中进行冷冻干燥，从而获得餐厨垃圾生物发酵菌剂。
将上述制备好的发酵菌剂与食堂的残羹剩饭组成的餐厨垃圾进行混合发酵，其发酵步骤如下：
1）按照餐厨垃圾处理量的0.1%加入微生物菌剂；
2）加入正常处理量的30%的餐厨垃圾，并与上述菌剂进行充分混合，维持发酵温度为59℃，每隔30分钟充分搅拌一次；
3）经1.5天发酵反应完成后，继续投入正常处理量的60%餐厨垃圾，重复上述反应条件；
4）经1天发酵反应完成后，继续投入正常处理量的90%餐厨垃圾，重复上述反应条件；
5）经14小时即可完成餐厨垃圾的发酵处理过程，之后即可按照正常处理量投入餐厨垃圾；
6）发酵9小时基本消纳完成并实现减量70%，重复进料并开始发酵反应过程，循环运行。
利用本发明的发酵菌剂和方法可将餐厨垃圾减量化70%，产出物中有机质含量高达91%。
实施例3：
一种餐厨垃圾生物发酵菌剂及其应用，餐厨垃圾生物发酵菌剂的制备方法如下：
1）将枯草芽孢杆菌、类产碱假单胞菌、沼泽红假单胞菌、弗兰克氏放线菌在液体LB培养基中，35℃培养18小时；将汉逊德巴利酵母菌、热带假丝酵母菌在液体PDA培养基中，34℃培养48小时；
2）将上述菌液经28分钟9000rpm离心处理，弃去上清液，分别取沉淀物按照枯草芽孢杆菌：类产碱假单胞菌：沼泽红假单胞菌：弗兰克氏放线菌：汉逊德巴利酵母菌：热带假丝酵母菌为35:17:10:20:10:8与木屑进行混合，并在冻干机中进行冷冻干燥，从而获得餐厨垃圾生物发酵菌剂。
将上述制备好的发酵菌剂与厨房的菜帮菜叶和果皮果核组成的餐厨垃圾进行混合发酵，其发酵步骤如下：
1）按照餐厨垃圾处理量的0.1%加入微生物菌剂；
2）加入正常处理量的30%的餐厨垃圾，并与上述菌剂进行充分混合，维持发酵温度为65℃，每隔30分钟充分搅拌一次；
3）经1.5天发酵反应完成后，继续投入正常处理量的60%餐厨垃圾，重复上述反应条件；
4）经1天发酵反应完成后，继续投入正常处理量的90%餐厨垃圾，重复上述反应条件；
5）经13小时即可完成餐厨垃圾的发酵处理过程，之后即可按照正常处理量投入餐厨垃圾；
6）发酵8小时基本消纳完成并实现减量70%，重复进料并开始发酵反应过程，循环运行。
利用本发明的发酵菌剂和方法可将餐厨垃圾减量化70%，产出物中有机质含量高达92%。

Claims (3)

1.一种餐厨垃圾生物发酵菌剂，其特征在于发酵菌剂由菌种组分和载体构成，菌种组分由下述8种微生物中的至少4种组成，其重量份数为：枯草芽孢杆菌15-35份、地衣芽孢杆菌5-15份、产黄纤维单胞菌15-30份、类产碱假单胞菌10-25份、沼泽红假单胞菌5-15份、弗兰克氏放线菌8-20份、汉逊德巴利酵母菌5-35份、热带假丝酵母菌5-10份；载体包括麦麸、木屑、秸秆中的一种或两种。配制方法如下：
1）将枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、产黄纤维单胞菌、类产碱假单胞菌、沼泽红假单胞菌、弗兰克氏放线菌在液体LB培养基中，25-40℃培养16-24小时；
2）将汉逊德巴利酵母菌、热带假丝酵母菌在液体PDA培养基中，28-42℃培养48-72小时；
3）将上述菌液经10-30分钟9000-15000rpm离心处理，弃去上清液，取沉淀物与载体进行混合，并在冻干机中进行冷冻干燥，从而完成微生物菌剂制备。
2.根据权利要求1所述一种餐厨垃圾生物发酵菌剂的应用，其特征在于：采用一次加入菌剂，反复间歇式加入餐厨垃圾进行微生物好氧发酵的处理方法，步骤如下：
1）按照餐厨垃圾处理量的0.1%加入微生物菌剂；
2）加入正常处理量的30%的餐厨垃圾，并与上述菌剂进行充分混合，维持发酵温度为50-65℃，每隔30分钟充分搅拌一次；
3）经1-2天发酵反应完成后，继续投入正常处理量的60%餐厨垃圾，重复上述反应条件；
4）经1-2天发酵反应完成后，继续投入正常处理量的90%餐厨垃圾，重复上述反应条件；
5）经8-16小时即可完成餐厨垃圾的发酵处理过程，之后即可按照正常处理量投入餐厨垃圾；
6）发酵6-10小时基本消纳完成并实现减量70%，重复进料并开始发酵反应过程，循环运行。
3.根据权利要求2所述一种餐厨垃圾生物发酵菌剂的应用，其特征在于：所述餐厨垃圾为餐厅、食堂、厨房等产生的菜帮菜叶、果皮果核、残羹剩饭一种或几种。
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