一种有机废弃物的处理方法与流程

文档序号:11069662阅读:622来源:国知局

本发明涉及一种有机废弃物的处理方法,所述有机废弃物特别是生垃圾和食品加工制造业中,作为动植物性残渣的有机废弃物。



背景技术:

在生垃圾和食品加工制造业中,作为动植物性残渣等有机废弃物的处理方法,利用微生物发酵来进行分解处理、与焚烧以及填埋的处理方法相比较,它既是一种节能也是一种对环境无污染的技术。

这些有机废弃物处理方法中使用的微生物,一般都是绿脓杆菌属,光合细菌类等好氧性菌。并且,利用微生物方式处理生垃圾装置上的主流是木材片等有机基材以及好氧性条件下和生垃圾相混合,通过基材的好氧性菌来进行分解的一种方法。

利用这种好氧性菌进行分解的处理方法、随着生垃圾有机物分解活跃程度会分解出大量气体、但是好氧性分解一般在碱性领域内进行,所以通过蛋白质会分解放出大量的氨气,进而容易产生对环境污染的臭气。处理过量或处理油及糖类这种比例极高的有机废弃物的情况下,因为分解时氧的消耗量会急速增加,所以会形成缺氧而造成好氧性菌活跃程度大大降低。这种结果会影响分解处理能力大幅度下降。另外,也会造成厌氧性细菌的增加、以及产生腐败臭气等一系列问题。

为了避免这样的问题,可以通过通风风扇向有机废弃物进行曝气。然而,一般小规模业务用的处理槽都不具备曝气这种设备。另外,在进行曝气的情况下,很难避免有机废弃物中的局部缺氧,所以会产生上述遇到的问题。

因此,我们希望有一种即使在缺氧的条件下,也可以在短时间内分解有机废弃物,并减少臭气产生的分解处理方法。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是提供一种可有效分解消除有机废弃物中的有机物且可抑制臭味产生的有机废弃物的处理方法。

为解决以上技术问题,本发明采取的技术方案如下:

一种有机废弃物的处理方法,其包括将有机废弃物与含有混合菌群的处理剂混合进行分解反应的步骤,所述混合菌群由好氧性菌群和厌氧性菌群组成,其中好氧性菌群含有至少一种好氧性菌,厌氧性菌群含有至少一种厌氧性菌。

进一步地,所述好氧性菌群和厌氧性菌群的质量比一般为1:0.1~10。优选为1:0.3~2。进一步优选为为1:0.3~1。

根据本发明的一个优选方面,所述好氧性菌群包含绿脓杆菌,在一个具体实施方案中,所述好氧性菌群全部为绿脓杆菌。

优选地,所述厌氧性菌群为选自乳酸菌、酵母菌及光合作用细菌中的一种或多种的组合。

根据本发明的一个更优选方面,所述厌氧性菌群为乳酸菌和酵母菌的组合,且二者的质量比为1:1~4。

优选地,所述处理剂中还包含菠萝蛋白酶。进一步优选地,菠萝蛋白酶与复合菌群的投料质量比为0.1~10:1。

根据本发明,所述复合菌群与所述有机废弃物的质量投料比一般为0.1~30:100。

优选地,所述混合步骤中,还对有机废弃物进行破碎。

优选地,所述处理剂还包括多孔质载体。

根据本发明,所述处理方法还进一步包括培养所述混合菌群的培养步骤,所述培养采用的培养基包含米糠、稻壳、盐酸、氯化钠和葡萄糖,培养基的pH为4.5~6.5,其中米糠、稻壳的质量比为0.2~0.5:1。盐酸的用量为调节pH所需的量。

优选地,所述的培养基中还含有菠萝蛋白酶,所述菠萝蛋白酶与所述复合菌群菌种的投料质量比为0.01~1:1。进一步优选为0.01~0.1:1。

本发明还提供一种培养混合菌群的培养基,其中混合菌群由好氧性菌群和厌氧性菌群组成,所述好氧性菌群含有至少一种好氧性菌,所述厌氧性菌群含有至少一种厌氧性菌,所述培养基包含米糠、稻壳、盐酸、氯化钠、葡萄糖及选择性的菠萝蛋白酶,培养基的pH为4.5~6.5,其中米糠、稻壳的质量比为0.2~0.5:1。

由于采取以上技术方案,本发明与现有技术相比具有如下优点:

通过本发明,可均匀地分解有机物,且减少臭气的产生以及达成有机廃弃物的减量化,分解后的产物可以作为肥料和饲料再次循环利用。此外,本发明方法对设备要求低,操作方便,成本低。

具体实施方式

为了有效分解有机废弃物中的有机物且不产生臭气,本申请发明人潜心研究发现,把具有有机物分解活性的好氧性菌群和厌氧性菌群两种菌群复合后的复合菌群可有效的分解有机废弃物。通过该处理方法,可均匀地进行分解,且减少臭气的产生。以下是关于本发明的详细说明。

本发明是关于含有有机物分解活性含有的好氧性菌群和厌氧性菌群的复合菌群相互混合后分解的处理方法(以下简称本发明的处理方法)。另外,关于本发明的菌群表示一种菌类构成的集合体以及多数菌类构成的集合体。

本发明处理方法的特征之一是,同时使用有机物分解活性的好氧性菌群和厌氧性菌群相结合的复合菌群(以下简称本发明的复合菌群)。传统方法中需要借助搅拌和曝气等,使有机废弃物里有足够的空气来进行分解。然而采用本发明方法即使有些条件不具备菌类也是不会被消除,而且还会保持原有有机物分解活性。因此,本发明的处理方法,在小型生垃圾处理方法中,即使没有搅拌的设备,没有足够的空气进来,也可以进行有机废弃物的分解。

本发明复合菌群里的好氧性菌群,至少含有1种或2种以上的好氧性菌构成菌群。有机物分解活性的好氧性菌符合任何菌使用,最合适的应当选用绿脓杆菌。绿脓杆菌是一种在25摄氏度左右,以及有充足水分和氧气存在的条件下,通过分解作用使有机废弃物中的有机物向低分子有机物转变,最终的分解产物为二氧化碳和水。另外,绿脓杆菌属微生物在氧的共存下,会被分解成氨气。因此,绿脓杆菌属和其他微生物一样,转换成臭气成分的NH3,通过反硝化作用去除氨气和刺鼻臭气。另外,绿脓杆菌是一种不会产生恶臭成分的磷,硫化氢,丙酮的菌类。绿脓杆菌也可利用于生垃圾,产业排水、污水处理厂的脱水,浓缩污泥等有机废弃物的处理。

另外,本发明复合菌群里的厌氧性菌群,至少含有1种或2种以上厌氧性菌构成菌群。比起分解好氧性菌群,分解厌氧性菌群有机废弃物所生成的有机酸,可以直接分解到无机物,大大的提高了有机废弃物的减量率。有机物分解活性的通性厌氧性菌符合任何菌类使用,最合适的应当选用乳酸菌或酵母菌。即使在有机物中投入过量的乳酸菌和酵母菌,其pH下降、缺氧的情况下,也丝毫不会影响它的分解处理能力,还是会很稳定的分解处理有机物。另外、如果是乳酸菌的情况下,还可以抑制腐败菌和繁殖菌的生成。同时,会生成芳香物质,所以会降低分解过程中产生的臭气。乳酸菌中最常用的是一种含有孢子性乳酸菌的杆状菌。孢子性乳酸菌的杆状菌,因为孢子性细菌具有易保存、储存、运输等优点,随着有机物分解稳定性增高,以及温度,水分,pH等环境的变化,是一种稳定性极高的菌类。同时,作为酵母菌可使用所有的酵母类,从取得性的角度来看,最合适的是啤酒酵母和味噌酵母等。

根据本发明的一个方面,在同一环境中让乳酸菌和酵母两者共存对有机废弃物进行处理,酵母菌生成时分解出的气体中含有乙醇等酒精成分,可以缓解臭气的产生。乳酸菌对酵母的混合比例没有特定的限定,一般是在20~50%的量左右。

另外,作为通性厌氧菌群,光合作用细菌增殖速度快,而且易于培养,所以广泛被使用。光合作用细菌在好氧条件下利用氧同化有机物在增殖,在厌氧条件下生成光合作用细菌。光合作用细菌比红色硫磺菌、红色无硫黄菌更为广泛被使用。

另外,本发明中复合菌群,最通常用的是含有菠萝蛋白酶酵素的一种菌类。菠萝蛋白酶酵素不仅可以使复合菌群活性化,还可以促进有机物的分解。菠萝蛋白酶酵素可以从菠萝果汁里提取出来。

以下来讲述关于复合菌群培养方法最合适的实施形态。另外,该复合菌群的培养方法也不仅仅只局限于以下描述的实施方法。

下面所描述的在培养基里培养好氧性菌群和厌氧性菌群,就是本发明所说的复合菌群。这里所谓的培养基就是最适宜这些菌类培养的地方,无论是作为液体培养还是固体培养都可以进行使用。另外,因为菌群的成长性以及可以直接向有机废弃物的处理槽内添加,所以米糠和稻壳相混合是最适合的培养基。特别是培养基里含有米糠和乳酸菌的易于培养。

培养基里培养初期最合适的pH要在4.5~6.5范围内。因为在这个pH范围内可以抑制腐败菌和病原性细菌的生成,促进复合菌群的优先成长。另外,如果调整pH使用糖类的话,最合适的pH也在4.5~6.5范围内,这也可以促进菌群的营养生长。

此外,因为培养基里含有氯化钠,可以防止腐败菌和病原性细菌的的生成。特别是乳酸菌的耐盐性强,所以在含有氯化钠的培养基里易于优先生长。

其次,关于本发明的处理方法,根据实施形式进行具体说明。另外,该処理方法不仅仅只局限于以下描述的实施方法。

在适当大小的处理槽中加入生垃圾等有机废弃物,然后添加本发明的复合菌群。复合菌群的添加量,要根据有机废弃物的种类和量、还有温度等条件来决定、通常,对有机废弃物100重量份左右的量、大概添加0.1~30重量份左右的量来进行处理。

有机废弃物要根据所定尺寸(例如,1mm以下)通过破碎处理后进行搅拌,被细微化的有机废弃物表面均匀的覆盖了复合菌群,通过复合菌群可快速的进行分解反应。

此外,在处理槽内添加复合菌群,为了提高其搅拌性,可以添加多孔质的载体例如多孔陶瓷和木材等。

适当的控制处理槽内的条件(温度、氧气浓度等),处理时间设在4~48小时左右。也就是说,在短时间内不仅可以完全分解生垃圾等有机废弃物,而且分解后的处理物不含有害物质,可以作为肥料再循环利用。

以下结合具体的实施例对本发明做进一步详细的说明,但本发明不限于以下实施例。以下实施例中,在没有特别说明时,所述表示含量的“%”为质量百分含量。实施例中未注明的条件为常规实验条件。

实施例1复合菌群的培养

作为好氧性菌使用了绿脓杆菌属FK 916菌、通性厌氧菌使用了孢子性乳酸菌杆状菌,啤酒酵母菌和光合作用细菌的红色硫菌。另外,追加酵素使用了菠萝蛋白酶。

培养使用的培养基,米糠和稻壳各30:70(重量比)混合,盐酸的pH调整为4.5~6.5,放入瓶内50ml的量,进行20分钟蒸汽灭菌,再添加有相对重量的1%的氯化钠和5%相对重量的葡萄糖溶液。

这个试验用的培养基,下面所示好氧性菌及通性厌氧性菌单独或两种以上相组合,通过在各自60℃的培养基里接种进行5天的培养,获取复合菌群(或者单独菌群)的培养基如下1~6。另外,各自细菌类的接种量,每1重量%是对应一个培养基。

培养基1:绿脓杆菌+胞子性乳酸菌杆状菌(接种量1:1)

培养基2:绿脓杆菌+啤酒酵母菌(接种量1:1)

培养基3:绿脓杆菌+紅色硫黄菌(接种量1:1)

培养基4:绿脓杆菌+胞子性乳酸菌杆状菌+菠萝蛋白酶酵素(接种量1:1,菠萝蛋白酶酵素投加量为复合菌群菌种的10%)

培养基5:绿脓杆菌

培养基6:绿脓杆菌+胞子性乳酸菌杆状菌+啤酒酵母菌(接种量1:1:1)

实施例2

培养基1在水中分散,10000rpm、进行10分钟的离心分离而得到的沉淀物,用p H7的磷酸盐缓冲液清洗,可以在培养基里获取复合菌群1。

其次,在容积200升的处理槽(有通气孔,无搅拌机)里投入100升的生垃圾有机废弃物,同时投入5㎏的多孔陶瓷菌床和100g复合菌群1,进行破碎·混合后开始分解反应。24小时后,发现处理槽内部的有机废弃物几乎完全被分解。也没有发出强烈的恶臭。

实施例3

培养基2也像实施例1一样获取复合菌群2。其次,在容积200升的处理槽(有通气孔,无搅拌机)里投入100升的生垃圾有机废弃物,同时投入5㎏的的多孔陶瓷和100g复合菌群2,进行破碎·混合后开始分解反应。24小时后,发现处理槽内部的有机废弃物几乎完全被分解。也没有发出强烈的恶臭。

实施例4

培养基3也像实施例1一样获取复合菌群3。其次,在容积200升的处理槽(有通气孔,无搅拌机)里投入100升的生垃圾有机废弃物,同时投入5㎏的多孔陶瓷和100g复合菌群3,进行破碎·混合后开始分解反应。24小时后,发现处理槽内部的有机废弃物几乎完全被分解,也没有发出强烈的恶臭。

实施例5

培养基4也像实施例1一样获取复合菌群4。其次,在容积100升的处理槽(有通气孔,无搅拌机)里投入60升的生垃圾有机废弃物,同时投入5㎏的的多孔陶瓷和100g复合菌群4,进行破碎·混合后开始分解反应。2天后发现,处理槽内部的有机废弃物几乎完全被分解。也没有发出强烈的恶臭。

实施例6

培养基6也像实施例1一样获取复合菌群6。其次,在容积100升的处理槽(有通气孔,无搅拌机)里投入60升的生垃圾有机废弃物,同时投入5㎏的多孔陶瓷和100g复合菌群6g,进行破碎·混合后开始分解反应。24小时后发现,处理槽内部的有机废弃物几乎完全被分解。也没有发出强烈的恶臭。

比较例1

在培养基5里仅使用好氧性菌群,和实施例1一样获取单独菌群5。其次,在容积200升的处理槽(有通气孔,无搅拌机)里投入100升的生垃圾有机废弃物,同时投入5㎏的多孔陶瓷和单独菌群5,进行破碎·混合后开始分解反应。24小时后,发现处理槽上层的有机废弃物大部分被分解了,但处理槽下层的有机废弃物几乎没有被分解掉,并发出强烈的恶臭。另外,用显微镜在处理槽上层扩大观察会发现,还存在未分解的有机物。

从以上可见,本发明的有机废弃物处理方法有着优越的分解活性,可达成有机废弃物的减量化,分解后的产物还能作为肥料达到资源化再利用,对城市及农村的生活垃圾处理的发展具有极大贡献。

以上对本发明做了详尽的描述,其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施,并不能以此限制本发明的保护范围,凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围内。

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