本發(fā)明涉及一種有機(jī)廢棄物的處理方法,所述有機(jī)廢棄物特別是生垃圾和食品加工制造業(yè)中，作為動(dòng)植物性殘?jiān)挠袡C(jī)廢棄物。
背景技術(shù)：
在生垃圾和食品加工制造業(yè)中，作為動(dòng)植物性殘?jiān)扔袡C(jī)廢棄物的處理方法，利用微生物發(fā)酵來進(jìn)行分解處理、與焚燒以及填埋的處理方法相比較，它既是一種節(jié)能也是一種對環(huán)境無污染的技術(shù)。
這些有機(jī)廢棄物處理方法中使用的微生物，一般都是綠膿桿菌屬，光合細(xì)菌類等好氧性菌。并且，利用微生物方式處理生垃圾裝置上的主流是木材片等有機(jī)基材以及好氧性條件下和生垃圾相混合，通過基材的好氧性菌來進(jìn)行分解的一種方法。
利用這種好氧性菌進(jìn)行分解的處理方法、隨著生垃圾有機(jī)物分解活躍程度會(huì)分解出大量氣體、但是好氧性分解一般在堿性領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)行，所以通過蛋白質(zhì)會(huì)分解放出大量的氨氣，進(jìn)而容易產(chǎn)生對環(huán)境污染的臭氣。處理過量或處理油及糖類這種比例極高的有機(jī)廢棄物的情況下，因?yàn)榉纸鈺r(shí)氧的消耗量會(huì)急速增加，所以會(huì)形成缺氧而造成好氧性菌活躍程度大大降低。這種結(jié)果會(huì)影響分解處理能力大幅度下降。另外，也會(huì)造成厭氧性細(xì)菌的增加、以及產(chǎn)生腐敗臭氣等一系列問題。
為了避免這樣的問題，可以通過通風(fēng)風(fēng)扇向有機(jī)廢棄物進(jìn)行曝氣。然而，一般小規(guī)模業(yè)務(wù)用的處理槽都不具備曝氣這種設(shè)備。另外，在進(jìn)行曝氣的情況下，很難避免有機(jī)廢棄物中的局部缺氧，所以會(huì)產(chǎn)生上述遇到的問題。
因此，我們希望有一種即使在缺氧的條件下，也可以在短時(shí)間內(nèi)分解有機(jī)廢棄物，并減少臭氣產(chǎn)生的分解處理方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可有效分解消除有機(jī)廢棄物中的有機(jī)物且可抑制臭味產(chǎn)生的有機(jī)廢棄物的處理方法。
為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：
一種有機(jī)廢棄物的處理方法，其包括將有機(jī)廢棄物與含有混合菌群的處理劑混合進(jìn)行分解反應(yīng)的步驟，所述混合菌群由好氧性菌群和厭氧性菌群組成，其中好氧性菌群含有至少一種好氧性菌，厭氧性菌群含有至少一種厭氧性菌。
進(jìn)一步地，所述好氧性菌群和厭氧性菌群的質(zhì)量比一般為1：0.1～10。優(yōu)選為1：0.3～2。進(jìn)一步優(yōu)選為為1：0.3～1。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方面，所述好氧性菌群包含綠膿桿菌，在一個(gè)具體實(shí)施方案中，所述好氧性菌群全部為綠膿桿菌。
優(yōu)選地，所述厭氧性菌群為選自乳酸菌、酵母菌及光合作用細(xì)菌中的一種或多種的組合。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)更優(yōu)選方面，所述厭氧性菌群為乳酸菌和酵母菌的組合，且二者的質(zhì)量比為1：1～4。
優(yōu)選地，所述處理劑中還包含菠蘿蛋白酶。進(jìn)一步優(yōu)選地，菠蘿蛋白酶與復(fù)合菌群的投料質(zhì)量比為0.1～10：1。
根據(jù)本發(fā)明，所述復(fù)合菌群與所述有機(jī)廢棄物的質(zhì)量投料比一般為0.1～30:100。
優(yōu)選地，所述混合步驟中，還對有機(jī)廢棄物進(jìn)行破碎。
優(yōu)選地，所述處理劑還包括多孔質(zhì)載體。
根據(jù)本發(fā)明，所述處理方法還進(jìn)一步包括培養(yǎng)所述混合菌群的培養(yǎng)步驟，所述培養(yǎng)采用的培養(yǎng)基包含米糠、稻殼、鹽酸、氯化鈉和葡萄糖，培養(yǎng)基的pH為4.5～6.5，其中米糠、稻殼的質(zhì)量比為0.2～0.5：1。鹽酸的用量為調(diào)節(jié)pH所需的量。
優(yōu)選地，所述的培養(yǎng)基中還含有菠蘿蛋白酶，所述菠蘿蛋白酶與所述復(fù)合菌群菌種的投料質(zhì)量比為0.01～1：1。進(jìn)一步優(yōu)選為0.01～0.1：1。
本發(fā)明還提供一種培養(yǎng)混合菌群的培養(yǎng)基，其中混合菌群由好氧性菌群和厭氧性菌群組成，所述好氧性菌群含有至少一種好氧性菌，所述厭氧性菌群含有至少一種厭氧性菌，所述培養(yǎng)基包含米糠、稻殼、鹽酸、氯化鈉、葡萄糖及選擇性的菠蘿蛋白酶，培養(yǎng)基的pH為4.5～6.5，其中米糠、稻殼的質(zhì)量比為0.2～0.5：1。
由于采取以上技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：
通過本發(fā)明，可均勻地分解有機(jī)物，且減少臭氣的產(chǎn)生以及達(dá)成有機(jī)廃棄物的減量化，分解后的產(chǎn)物可以作為肥料和飼料再次循環(huán)利用。此外，本發(fā)明方法對設(shè)備要求低，操作方便，成本低。
具體實(shí)施方式
為了有效分解有機(jī)廢棄物中的有機(jī)物且不產(chǎn)生臭氣，本申請發(fā)明人潛心研究發(fā)現(xiàn)，把具有有機(jī)物分解活性的好氧性菌群和厭氧性菌群兩種菌群復(fù)合后的復(fù)合菌群可有效的分解有機(jī)廢棄物。通過該處理方法，可均勻地進(jìn)行分解，且減少臭氣的產(chǎn)生。以下是關(guān)于本發(fā)明的詳細(xì)說明。
本發(fā)明是關(guān)于含有有機(jī)物分解活性含有的好氧性菌群和厭氧性菌群的復(fù)合菌群相互混合后分解的處理方法(以下簡稱本發(fā)明的處理方法)。另外，關(guān)于本發(fā)明的菌群表示一種菌類構(gòu)成的集合體以及多數(shù)菌類構(gòu)成的集合體。
本發(fā)明處理方法的特征之一是，同時(shí)使用有機(jī)物分解活性的好氧性菌群和厭氧性菌群相結(jié)合的復(fù)合菌群(以下簡稱本發(fā)明的復(fù)合菌群)。傳統(tǒng)方法中需要借助攪拌和曝氣等，使有機(jī)廢棄物里有足夠的空氣來進(jìn)行分解。然而采用本發(fā)明方法即使有些條件不具備菌類也是不會(huì)被消除，而且還會(huì)保持原有有機(jī)物分解活性。因此，本發(fā)明的處理方法，在小型生垃圾處理方法中，即使沒有攪拌的設(shè)備，沒有足夠的空氣進(jìn)來，也可以進(jìn)行有機(jī)廢棄物的分解。
本發(fā)明復(fù)合菌群里的好氧性菌群，至少含有1種或2種以上的好氧性菌構(gòu)成菌群。有機(jī)物分解活性的好氧性菌符合任何菌使用，最合適的應(yīng)當(dāng)選用綠膿桿菌。綠膿桿菌是一種在25攝氏度左右，以及有充足水分和氧氣存在的條件下，通過分解作用使有機(jī)廢棄物中的有機(jī)物向低分子有機(jī)物轉(zhuǎn)變，最終的分解產(chǎn)物為二氧化碳和水。另外，綠膿桿菌屬微生物在氧的共存下，會(huì)被分解成氨氣。因此，綠膿桿菌屬和其他微生物一樣，轉(zhuǎn)換成臭氣成分的NH3，通過反硝化作用去除氨氣和刺鼻臭氣。另外，綠膿桿菌是一種不會(huì)產(chǎn)生惡臭成分的磷，硫化氫，丙酮的菌類。綠膿桿菌也可利用于生垃圾，產(chǎn)業(yè)排水、污水處理廠的脫水，濃縮污泥等有機(jī)廢棄物的處理。
另外，本發(fā)明復(fù)合菌群里的厭氧性菌群，至少含有1種或2種以上厭氧性菌構(gòu)成菌群。比起分解好氧性菌群，分解厭氧性菌群有機(jī)廢棄物所生成的有機(jī)酸，可以直接分解到無機(jī)物，大大的提高了有機(jī)廢棄物的減量率。有機(jī)物分解活性的通性厭氧性菌符合任何菌類使用，最合適的應(yīng)當(dāng)選用乳酸菌或酵母菌。即使在有機(jī)物中投入過量的乳酸菌和酵母菌，其pH下降、缺氧的情況下，也絲毫不會(huì)影響它的分解處理能力，還是會(huì)很穩(wěn)定的分解處理有機(jī)物。另外、如果是乳酸菌的情況下，還可以抑制腐敗菌和繁殖菌的生成。同時(shí)，會(huì)生成芳香物質(zhì)，所以會(huì)降低分解過程中產(chǎn)生的臭氣。乳酸菌中最常用的是一種含有孢子性乳酸菌的桿狀菌。孢子性乳酸菌的桿狀菌，因?yàn)殒咦有约?xì)菌具有易保存、儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，隨著有機(jī)物分解穩(wěn)定性增高，以及溫度，水分，pH等環(huán)境的變化，是一種穩(wěn)定性極高的菌類。同時(shí)，作為酵母菌可使用所有的酵母類，從取得性的角度來看，最合適的是啤酒酵母和味噌酵母等。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，在同一環(huán)境中讓乳酸菌和酵母兩者共存對有機(jī)廢棄物進(jìn)行處理，酵母菌生成時(shí)分解出的氣體中含有乙醇等酒精成分，可以緩解臭氣的產(chǎn)生。乳酸菌對酵母的混合比例沒有特定的限定，一般是在20～50％的量左右。
另外，作為通性厭氧菌群，光合作用細(xì)菌增殖速度快，而且易于培養(yǎng)，所以廣泛被使用。光合作用細(xì)菌在好氧條件下利用氧同化有機(jī)物在增殖，在厭氧條件下生成光合作用細(xì)菌。光合作用細(xì)菌比紅色硫磺菌、紅色無硫黃菌更為廣泛被使用。
另外，本發(fā)明中復(fù)合菌群，最通常用的是含有菠蘿蛋白酶酵素的一種菌類。菠蘿蛋白酶酵素不僅可以使復(fù)合菌群活性化，還可以促進(jìn)有機(jī)物的分解。菠蘿蛋白酶酵素可以從菠蘿果汁里提取出來。
以下來講述關(guān)于復(fù)合菌群培養(yǎng)方法最合適的實(shí)施形態(tài)。另外，該復(fù)合菌群的培養(yǎng)方法也不僅僅只局限于以下描述的實(shí)施方法。
下面所描述的在培養(yǎng)基里培養(yǎng)好氧性菌群和厭氧性菌群，就是本發(fā)明所說的復(fù)合菌群。這里所謂的培養(yǎng)基就是最適宜這些菌類培養(yǎng)的地方，無論是作為液體培養(yǎng)還是固體培養(yǎng)都可以進(jìn)行使用。另外，因?yàn)榫旱某砷L性以及可以直接向有機(jī)廢棄物的處理槽內(nèi)添加，所以米糠和稻殼相混合是最適合的培養(yǎng)基。特別是培養(yǎng)基里含有米糠和乳酸菌的易于培養(yǎng)。
培養(yǎng)基里培養(yǎng)初期最合適的pH要在4.5～6.5范圍內(nèi)。因?yàn)樵谶@個(gè)pH范圍內(nèi)可以抑制腐敗菌和病原性細(xì)菌的生成，促進(jìn)復(fù)合菌群的優(yōu)先成長。另外，如果調(diào)整pH使用糖類的話，最合適的pH也在4.5～6.5范圍內(nèi)，這也可以促進(jìn)菌群的營養(yǎng)生長。
此外，因?yàn)榕囵B(yǎng)基里含有氯化鈉，可以防止腐敗菌和病原性細(xì)菌的的生成。特別是乳酸菌的耐鹽性強(qiáng)，所以在含有氯化鈉的培養(yǎng)基里易于優(yōu)先生長。
其次，關(guān)于本發(fā)明的處理方法，根據(jù)實(shí)施形式進(jìn)行具體說明。另外，該処理方法不僅僅只局限于以下描述的實(shí)施方法。
在適當(dāng)大小的處理槽中加入生垃圾等有機(jī)廢棄物，然后添加本發(fā)明的復(fù)合菌群。復(fù)合菌群的添加量，要根據(jù)有機(jī)廢棄物的種類和量、還有溫度等條件來決定、通常，對有機(jī)廢棄物100重量份左右的量、大概添加0.1～30重量份左右的量來進(jìn)行處理。
有機(jī)廢棄物要根據(jù)所定尺寸(例如，1mm以下)通過破碎處理后進(jìn)行攪拌，被細(xì)微化的有機(jī)廢棄物表面均勻的覆蓋了復(fù)合菌群，通過復(fù)合菌群可快速的進(jìn)行分解反應(yīng)。
此外，在處理槽內(nèi)添加復(fù)合菌群，為了提高其攪拌性，可以添加多孔質(zhì)的載體例如多孔陶瓷和木材等。
適當(dāng)?shù)目刂铺幚聿蹆?nèi)的條件(溫度、氧氣濃度等)，處理時(shí)間設(shè)在4～48小時(shí)左右。也就是說，在短時(shí)間內(nèi)不僅可以完全分解生垃圾等有機(jī)廢棄物，而且分解后的處理物不含有害物質(zhì)，可以作為肥料再循環(huán)利用。
以下結(jié)合具體的實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但本發(fā)明不限于以下實(shí)施例。以下實(shí)施例中，在沒有特別說明時(shí)，所述表示含量的“％”為質(zhì)量百分含量。實(shí)施例中未注明的條件為常規(guī)實(shí)驗(yàn)條件。
實(shí)施例1復(fù)合菌群的培養(yǎng)
作為好氧性菌使用了綠膿桿菌屬FK 916菌、通性厭氧菌使用了孢子性乳酸菌桿狀菌，啤酒酵母菌和光合作用細(xì)菌的紅色硫菌。另外，追加酵素使用了菠蘿蛋白酶。
培養(yǎng)使用的培養(yǎng)基，米糠和稻殼各30：70(重量比)混合，鹽酸的pH調(diào)整為4.5～6.5，放入瓶內(nèi)50ml的量，進(jìn)行20分鐘蒸汽滅菌，再添加有相對重量的1％的氯化鈉和5％相對重量的葡萄糖溶液。
這個(gè)試驗(yàn)用的培養(yǎng)基，下面所示好氧性菌及通性厭氧性菌單獨(dú)或兩種以上相組合，通過在各自60℃的培養(yǎng)基里接種進(jìn)行5天的培養(yǎng)，獲取復(fù)合菌群(或者單獨(dú)菌群)的培養(yǎng)基如下1～6。另外，各自細(xì)菌類的接種量，每1重量％是對應(yīng)一個(gè)培養(yǎng)基。
培養(yǎng)基1：綠膿桿菌+胞子性乳酸菌桿狀菌(接種量1：1)
培養(yǎng)基2：綠膿桿菌+啤酒酵母菌(接種量1：1)
培養(yǎng)基3：綠膿桿菌+紅色硫黃菌(接種量1：1)
培養(yǎng)基4：綠膿桿菌+胞子性乳酸菌桿狀菌+菠蘿蛋白酶酵素(接種量1：1，菠蘿蛋白酶酵素投加量為復(fù)合菌群菌種的10％)
培養(yǎng)基5：綠膿桿菌
培養(yǎng)基6：綠膿桿菌+胞子性乳酸菌桿狀菌+啤酒酵母菌(接種量1：1：1)
實(shí)施例2
培養(yǎng)基1在水中分散，10000rpm、進(jìn)行10分鐘的離心分離而得到的沉淀物，用p H7的磷酸鹽緩沖液清洗，可以在培養(yǎng)基里獲取復(fù)合菌群1。
其次，在容積200升的處理槽(有通氣孔，無攪拌機(jī))里投入100升的生垃圾有機(jī)廢棄物，同時(shí)投入5㎏的多孔陶瓷菌床和100g復(fù)合菌群1，進(jìn)行破碎·混合后開始分解反應(yīng)。24小時(shí)后，發(fā)現(xiàn)處理槽內(nèi)部的有機(jī)廢棄物幾乎完全被分解。也沒有發(fā)出強(qiáng)烈的惡臭。
實(shí)施例3
培養(yǎng)基2也像實(shí)施例1一樣獲取復(fù)合菌群2。其次，在容積200升的處理槽(有通氣孔，無攪拌機(jī))里投入100升的生垃圾有機(jī)廢棄物，同時(shí)投入5㎏的的多孔陶瓷和100g復(fù)合菌群2，進(jìn)行破碎·混合后開始分解反應(yīng)。24小時(shí)后，發(fā)現(xiàn)處理槽內(nèi)部的有機(jī)廢棄物幾乎完全被分解。也沒有發(fā)出強(qiáng)烈的惡臭。
實(shí)施例4
培養(yǎng)基3也像實(shí)施例1一樣獲取復(fù)合菌群3。其次，在容積200升的處理槽(有通氣孔，無攪拌機(jī))里投入100升的生垃圾有機(jī)廢棄物，同時(shí)投入5㎏的多孔陶瓷和100g復(fù)合菌群3，進(jìn)行破碎·混合后開始分解反應(yīng)。24小時(shí)后，發(fā)現(xiàn)處理槽內(nèi)部的有機(jī)廢棄物幾乎完全被分解，也沒有發(fā)出強(qiáng)烈的惡臭。
實(shí)施例5
培養(yǎng)基4也像實(shí)施例1一樣獲取復(fù)合菌群4。其次，在容積100升的處理槽(有通氣孔，無攪拌機(jī))里投入60升的生垃圾有機(jī)廢棄物，同時(shí)投入5㎏的的多孔陶瓷和100g復(fù)合菌群4，進(jìn)行破碎·混合后開始分解反應(yīng)。2天后發(fā)現(xiàn)，處理槽內(nèi)部的有機(jī)廢棄物幾乎完全被分解。也沒有發(fā)出強(qiáng)烈的惡臭。
實(shí)施例6
培養(yǎng)基6也像實(shí)施例1一樣獲取復(fù)合菌群6。其次，在容積100升的處理槽(有通氣孔，無攪拌機(jī))里投入60升的生垃圾有機(jī)廢棄物，同時(shí)投入5㎏的多孔陶瓷和100g復(fù)合菌群6g，進(jìn)行破碎·混合后開始分解反應(yīng)。24小時(shí)后發(fā)現(xiàn)，處理槽內(nèi)部的有機(jī)廢棄物幾乎完全被分解。也沒有發(fā)出強(qiáng)烈的惡臭。
比較例1
在培養(yǎng)基5里僅使用好氧性菌群，和實(shí)施例1一樣獲取單獨(dú)菌群5。其次，在容積200升的處理槽(有通氣孔，無攪拌機(jī))里投入100升的生垃圾有機(jī)廢棄物，同時(shí)投入5㎏的多孔陶瓷和單獨(dú)菌群5，進(jìn)行破碎·混合后開始分解反應(yīng)。24小時(shí)后，發(fā)現(xiàn)處理槽上層的有機(jī)廢棄物大部分被分解了，但處理槽下層的有機(jī)廢棄物幾乎沒有被分解掉，并發(fā)出強(qiáng)烈的惡臭。另外，用顯微鏡在處理槽上層擴(kuò)大觀察會(huì)發(fā)現(xiàn)，還存在未分解的有機(jī)物。
從以上可見，本發(fā)明的有機(jī)廢棄物處理方法有著優(yōu)越的分解活性，可達(dá)成有機(jī)廢棄物的減量化，分解后的產(chǎn)物還能作為肥料達(dá)到資源化再利用，對城市及農(nóng)村的生活垃圾處理的發(fā)展具有極大貢獻(xiàn)。
以上對本發(fā)明做了詳盡的描述，其目的在于讓熟悉此領(lǐng)域技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并加以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。