CN111349582B - 一种降解餐厨废弃物的微生物菌剂 - Google Patents

一种降解餐厨废弃物的微生物菌剂 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种降解餐厨废弃物的微生物菌剂，包括枯草芽孢杆菌、乳酸菌和载体，所述枯草芽孢杆菌具有分泌产生多种降解厨余物料的酶及利用多种酸类物质的功能，于2020年1月9日保藏于广东省微生物菌种保藏中心，保藏编号为GDMCC No.60963；与乳酸菌相互配合，形成有效的循环体系，在高温运行状态下进行有氧发酵，配合蓬松透气的优良载体，降解效果显著，降解24h降解率在84％‑95％之间；本发明的微生物菌剂处理方法简单，对餐厨废弃物进行降解效果稳定、效率高，降解物对环境无污染，经降解处理得到的餐厨降解产物为高有机质半成品，可在制备有机肥原料等多方面得到进一步的利用。

Description

一种降解餐厨废弃物的微生物菌剂
技术领域
本发明属于微生物菌剂技术领域，涉及一种微生物制剂，尤其是一种降解餐厨废弃物的微生物菌剂及其应用。
背景技术
随着我国城市化进程的不断推进，城镇居民制造的垃圾日益增多。在这些垃圾中餐厨废弃物占比40％以上，同时占比逐年增多。餐厨垃圾，俗称泔脚、泔水，也叫潲水或馊水，是餐饮垃圾和厨余垃圾的统称；其成分复杂，包括由油、水、果皮、蔬菜、米面、鱼、肉、骨头以及废餐具、塑料、纸巾等多种物质形成的混合物。由于餐厨废弃物易变质腐烂，容易滋生蚊蝇造成病菌传播和水源污染，处理不当将严重影响生态环境。由于餐厨废弃物也具有高营养价值，蛋白质、淀粉等高有机质，若合理利用也可以获得巨大的经济价值。
目前我国餐厨垃圾处理技术主要有厌氧消化、好氧处理和饲料化等。其中厌氧消化是主流技术，因技术成熟而广泛使用，但其对预处理技术和调试要求较高，资源化转化率低，不能切实解决餐厨垃圾处理负担，且常常因为餐厨废弃物油水多菌剂大多为常温厌氧，从而产生大量的废气废液，污染环境。饲料化目前因同源性等安全问题而发展受阻。好氧微生物降解技术最大的优势是处理周期短，垃圾资源化周转率高，项目占地面积小，处理工艺安全,不会对环境造成二次污染。但目前的好氧降解的发酵过程复杂，由于菌种需要耐高温导致可选择范围相对较少，且目前的发酵效率还有待提高。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足之处而提供一种简便、科学环保、有效的解决餐厨废弃物的微生物菌剂。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)，其特征在于，所述枯草芽孢杆菌可降解多种酸类物质，于2020年1 月9日在在广东省微生物菌种保藏中心保藏，地址：广州市先烈中路100号大院59号楼5楼；保藏编号为GDMCC No.60963。所述枯草芽孢杆菌可用于降解餐厨废弃物。
一种降解餐厨废弃物的微生物菌剂，包括菌种和载体；所述菌种包括所述枯草芽孢杆菌和乳酸杆菌。
本发明采用的所述菌种通过分别在60℃培养至对数生长期，然后按比例混合得到复合菌，复合菌与适当比例的载体混合即得到本发明所述的微生物菌剂。
其中，本发明使用的枯草芽孢杆菌经筛选得到，可分泌产生多种降解厨余物料的酶，可将大分子转变为氨基酸多糖类，还具有利用多种酸类物质的功能；配合使用乳酸杆菌(Lactobacillus)可进一步帮助快速分解氨基酸多糖类物质；且乳酸杆菌可抑制杂菌产生；二者形成一个有效的相互促进，提高效率最高值为15％加快降解速度。
所述菌剂在堆放储存微生物菌剂过程中，严格使菌剂保持干燥，水分低于 30％。
作为本发明的优选实施方式，所述菌种和所述载体的质量比为1：1～9。
通过对两种菌的配比进行优化，有效的形成一个闭合循环，加快降解速度。
作为本发明的优选实施方式，所述载体为木糠。
本发明采用的木糠质地均一细密，密度大于0.4kg/L，均未受霉菌污染，虫害鼠害。
更优选地，所述木糠为阔叶类木材制成。
作为本发明的优选实施方式，所述菌种中，所述枯草芽孢杆菌与所述乳酸菌的质量比1～2:1。
本发明还要求保护所述微生物菌剂在降解餐厨废弃物的应用。
作为本发明的优选实施方式，利用本发明微生物菌剂进行餐厨废弃物降解的步骤如下：
(1)餐厨废弃物预处理：除去餐厨废弃物中不可降解的废弃物，得到降解原料；
(2)将降解原料与所述微生物菌剂混合，进行降解；
进一步地，步骤(1)中不可降解的废弃物包括：塑料勺筷、大件骨头等坚硬的废弃物。
作为本发明的优选实施方式，步骤(2)中所述降解原料与所述微生物菌剂的质量比为1～3：1，降解条件为41～79℃降解18～24小时。
作为本发明的优选实施方式，本发明发酵过程可使用搅拌功能良好、透气性优良的辅助降解设备进行降解，所述设备为广州奥克林餐厨降解设备。
降解出料后，可保留与第一次投入的微生物菌剂同体积的产出物作为下次降解的菌剂，补充餐厨废弃物后即可继续降解。
本发明还要求保护所述微生物菌剂在降解餐厨废弃物的过程中产生的降解产物。
所述降解产物在为高有机质半成品，拥有多种用途，可作为有机肥原料用于制备有机肥。
与现有发明相比，本发明优势在于：本发明结合枯草芽孢杆菌和乳酸杆菌进行餐厨废弃物进行降解，所用的枯草芽孢杆菌与乳酸菌协同，二者相互配合，形成有效的降解体系，有效促进餐厨废弃物的降解；将本发明复合菌与蓬松透气的优良载体混合制作成微生物菌剂，用该微生物菌剂对餐厨废弃物进行降解，在高温运行状态下降解效果显著，降解24h降解率在84％-95之间。本发明处理方法简单、效果稳定，效率高，降解物对环境无污染；降解餐厨废弃物降解得到的餐厨降解产物为高有机质半成品，可在制备有机肥原料等多方面得到进一步的利用。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本发明降解餐厨废弃物的微生物菌剂的一种实施例，具体实施过程如下：
(1)菌种培养
将枯草芽孢杆菌、乳酸菌分别接种于发酵罐培养基(含胰蛋白胨10g/L、酵母提取物5g/L和氯化钠10g/L，pH6～6.8)中，60℃培养15～24小时，测定发酵液吸光处于生长对数期。所述枯草芽孢杆菌于2020年1月9日在在广东省微生物菌种保藏中心保藏，地址：广州市先烈中路100号大院59号楼5楼；保藏编号为GDMCC No.60963。
(2)微生物菌剂制备
将上述制备的枯草芽孢杆菌发酵液和乳酸菌发酵液按质量比2:1混合得到复合菌种；将复合菌种和木糠按质量比1:9进行混合，即得微生物菌剂。
(3)餐厨废弃物的降解实验
工作餐剩余饭菜纸张等，除去物料中的不可降解的塑料勺筷，大件骨头等质地坚硬的废弃物；将上述实例制备的微生物菌剂10kg放入辅助降解设备中；加入餐厨废弃物10kg，41～79℃连续降解24h，重新加入等量的餐厨废弃物进行降解，加料降解过程重复共七次。加入的总餐厨废弃物与微生物菌剂的质量比为7:1；微生物菌剂降解餐厨废弃物降解率按以下公式计算：
Figure RE-GDA0002482264500000041
其中，M1为连续投入辅助降解设备产出质量，M2为产出物杂质的质量， M3是微生物菌剂的质量，W1为连续投入的餐厨废弃物质量，W2为餐厨废弃物中杂质的质量。
限定辅助降解设备在提供的降解温度为60±5℃，保证数据的稳定性，取中间值增加可靠性。
本实施例中，M2、W2杂质质量相同，都为1kg，微生物菌剂质量M3为10kg， W1质量为70kg，M1质量为16kg；根据公式得到本实施例的降解率为92.75％。
实施例2
本发明降解餐厨废弃物的微生物菌剂的一种实施例，本实施例除了复合菌种由枯草芽孢杆菌发酵液和乳酸菌发酵液按质量比1:1混合制得外，其余比例和步骤与实施例1相同。
本实施例中，M2、W2杂质质量相同，都为0.98kg，微生物菌剂质量M3为 10kg，W1质量为70kg，M1质量为20.01kg；根据公式得到本实施例的降解率为 86.93％。
实施例3
本发明降解餐厨废弃物的微生物菌剂的一种实施例，本实施例除以下降解实验，其余方法和步骤与都与实施例1相同；本实施例的降解实验过程如下：
工作餐剩余饭菜纸张等，除去物料中的不可降解的塑料勺筷，大件骨头等质地坚硬的废弃物；将上述实例制备的微生物菌剂10kg放入辅助降解设备中；加入餐厨废弃物5kg，41～79℃连续降解24h，重新加入等量的餐厨废弃物进行降解，加料降解过程重复共十次。加入的总餐厨废弃物与微生物菌剂的质量比为5:1，按实施例1公式计算降解率。
本实施例中，M2、W2杂质质量相同，都为0.94kg，微生物菌剂质量M3为 10kg，W1质量为50kg，M1质量为12.99kg；根据公式得到本实施例的降解率为 95.82％。
实施例4
本发明降解餐厨废弃物的微生物菌剂的一种实施例，除了复合菌种由枯草芽孢杆菌发酵液和乳酸菌发酵液按质量比1.5:1混合制得外，其余比例和步骤与实施例1相同。
本实施例中，M2、W2杂质质量相同，都为1kg，微生物菌剂质量M3为10kg， W1质量为70kg，M1质量为18.5kg；根据公式得到本实施例的降解率为89.13％。
实施例5
本发明降解餐厨废弃物的微生物菌剂的一种实施例，本实施例中复合菌种和木糠按质量比1:1进行混合；本实施例的降解实验过程如下：
工作餐剩余饭菜纸张等，除去物料中的不可降解的塑料勺筷，大件骨头等质地坚硬的废弃物；将上述实例制备的微生物菌剂3kg放入辅助降解设备中；加入餐厨废弃物9kg，41～79℃连续降解24h，重新加入等量的餐厨废弃物重新降解，加料降解过程重复共十次。加入的总餐厨废弃物与微生物菌剂的质量比为30:1，按实施例1公式计算降解率。
本实施例中，M2、W2杂质质量相同，都为1.06kg，微生物菌剂质量M3为 3kg，W1质量为90kg，M1质量为17.72kg；根据公式得到本实施例的降解率为 84.64％。
对比例1
本对比例除仅使用枯草芽孢杆菌发酵液外，其余组分比例和步骤与实施例1 相同。
本对比例中，M2、W2杂质质量相同，都为1.04kg，微生物菌剂质量M3为 10kg，W1质量为70kg，M1质量为24.6kg；根据公式得到本实施例的降解率为 80.33％。
使用同量枯草芽孢杆菌发酵液，较复合乳酸菌的配方，降解效率至少提高6 个百分点。
对比例2
本对比例使用市面常见枯草芽孢杆菌菌株ATCC6633替换本发明枯草芽孢杆菌菌株，其余与实施例1相同。
本对比例中，M2、W2杂质质量相同，都为0.99kg，微生物菌剂质量M3为 10kg，W1质量为70kg，M1质量为25kg；根据公式得到本实施例的降解率为 79.71％。
使用本公司枯草芽孢杆菌发酵液复合乳酸菌的配方，较常规菌种，降解效率提高15个百分点左右。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (3)

1.一种降解餐厨废弃物的微生物菌剂，其特征在于，包括菌种和载体；所述菌种包括枯草芽孢杆菌和乳酸杆菌，所述枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)于2020年1月9日在广东省微生物菌种保藏中心保藏，保藏号为GDMCC No.60963；所述枯草芽孢杆菌与所述乳酸菌的质量比2:1；所述载体为木糠；所述菌种和所述木糠的质量比为1:9；所述的加入的总餐厨废弃物与微生物菌剂的质量比为5:1。
2.如权利要求1所述微生物菌剂在降解餐厨废弃物的应用。
3.如权利要求2所述微生物菌剂降解餐厨废弃物的应用，其特征在于，步骤如下：
(1)餐厨废弃物预处理：除去餐厨废弃物中不可降解的废弃物，得到降解原料；
(2)将降解原料与所述微生物菌剂混合，进行降解。
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