粪便生态处理及资源再生利用的方法技术

本发明专利技术提供的粪便生态处理及资源再生利用的方法由于采用微生物分解，因而粪渣可以转化成无臭的极具有农用价值的有机肥料资源，粪水可以处理成达标的排放水；实现了９５％以上的减量化处理，以二氧化碳和水的形式释放。就是一些特殊的细菌能把粪便中的有机物分解成无污染的有机肥料和水，从而使人粪便达到减量化、无害化、资源化的（农业有机肥及大棚农业的基质）目标。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种环保领域中的微生物技术
技术介绍
微生物和动物、植物一样，是自然界三大物种之一。只是因为微生物个体过于微 小，而不像一般动物和植物那样易让人们感知它的存在和功能，这不仅影响了人们对微生 物的正确认识，也阻碍了对微生物技术开发的支持和投入。人们对微生物的发现和研究，则始于显微镜被专利技术的1676年。300多年来，已发现 和定名的微生物有10万种之多。微生物在工农业生产中的应用，涵盖了医药制造、食品加 工、化工生产、冶金采油、污水处理、创新能源等多个领域。在整个生态循环系统中，植物是生产者，动物是消费者，而微生物是动植物残体有 机废弃物的分解者。因此微生物在生态循环及环保领域中扮演了一个十分重要的角色—— 污水和垃圾的处理者。几乎所有的污水处理都是靠微生物的作用完成的。污水和污物处理 中既需要微生物分解和除掉各种有害物质，此外，还要靠微生物进行除臭。污水与污物的处 理速度、处理效果取决于微生物的种类和功能。随着社会的发展和科学的进步，微生物在工业、农业、医药、食品、能源等领域中所 发挥的作用愈来愈令人瞩目。尤其是循环经济的建设，将离不开微生物的参与及其应用技 术的发展和创新。传统的粪便处理方法大多为水体倾倒，少量纳入污水处理管道的粪便是通过自然 界天然的厌氧、好氧微生物来降解。这样不仅污染环境，粪便沉淀后形成的污泥处置又是一 个问题，绝大部分的污泥还是依靠填埋来解决，带来二次污染。本专利技术采用固液分离的系统 处理工程装置，结合自主研发的高效功能微生物菌群，使液态粪水处理成可达标排放的中 水，固体粪渣转化成无臭的富含生物代谢中间产物及生物小分子物质的固体有机农肥，实 现粪便资源的生态化、减量化、资源化处置。本专利技术采用的微生物均具有高效转化降解有机 废弃物的功能，其种属、遗传稳定性、抗药性都通过了中科院微生物研究所的权威论证。粪便的生态处理与污水处理方式一样，目前还是停留在传统的厌氧、好氧处理水 平，有些打包型生态厕所也纳入粪便生态化处理的技术，甚至利用化学药剂来喷洒粪便以 达到除臭的目的，但不能断绝致病菌的滋生，传统的粪便处理方法产生大量污泥，其填埋就 要造成二次污染，不仅不能体现生态化，而且达不到减量化与资源化的要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种，它 通过微生物对粪便进行出处理。本专利技术提供的粪便象其它所有的生物物质一样，其主要成分为多糖、蛋白质和脂 肪等。自然情况下，这些物质依靠环境中的微生物等将它们缓慢分解以维持整个生态环境 的平衡。本专利技术提供的粪利用这一基本原理，从自然界中分离出一批对人粪尿有特定降解能力的微生物菌群，经分离鉴定后组合成一组组合功 能菌，在适宜的条件下(温度、湿度及空气等)，这些特殊的组合菌群能够有效地产生蛋白 酶、脂肪酶、水解酶、纤维素酶、淀粉酶等，使高分子物质分解成能够被微生物分解的低分子 物质，并将其转化为二氧化碳、水、酒精、有机酸和少量氨。以气体和水的形态释放。有机氮 经氨化菌氨化成NH4，经硝化菌氧化形成硝酸盐，再经反硝化菌在厌氧条件下进行脱氮。本专利技术提供的由于采用微生物分解，因而粪 渣可以转化成无臭的极具有农用价值的有机肥料资源，同时实现了 95%以上的减量化处 理，以二氧化碳和水的形式释放。就是一些特殊的细菌能把粪便中的有机物分解成无污染 的有机肥料和水，从而使人粪便达到减量化、无害化、资源化的(农业有机肥及大棚农业的 基质)目标。附图说明图1是本专利技术的微生物菌种的分离示意图。图2是本专利技术的的流程图。图3是本专利技术的粪便生态处理及资源再生利用的系统的示意图。图4是本专利技术的粪便生态处理及资源再生利用方法的AOS系统示意图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的实施例作详细说明。参见图1，本专利技术提供的目的菌种的筛选和选育首先，在目标环境中取样。然后，在富集培养或模拟特定环境的选择性培养；分离目的菌群或单菌落；对微生物的生态、生化指标进行分析；选出目的菌株并作种属鉴定；最后，对目的菌群进行配伍和优化。在上述菌种分离中，菌种的来源是通过处理活性污泥所使用的微生物组合功能菌 全部由自然界中分离、筛选、培育和优化组成，未作任何遗传诱变和基因改造工作。培养基 是采用牛肉膏蛋白胨培养基和经特殊设计的培养基。对菌种的分离是在较为广泛的采集各类菌种样品的基础上，对采集的样品进行增 富培养后进行斜面接种，分离到的菌株采用“针对对应法(水解法)”和“鸟枪法”等方法作 初步检测，再经特殊设计的培养基分离、筛选，得到大量的菌株，收集其中具备符合目的要 求的菌株作为试验菌种。本专利技术提供的在活性功能菌菌株的筛选过 程中，利用能调控温度、湿度和氧气等功能的设备直接处理，以人粪便的降解速度和除臭效 果等作为筛选高效处理菌种的指标，从而较快的得到了所需的菌株。筛选处理过程包括各 单菌株降解率测定以及调配各组合菌试验。根据各单菌株在小型生化处理机及小型AOS系统中多次试验结果，配伍成组合 菌，进行动态中试。最终，结合动态中试，以人干粪降解速度、粪水的COD值和除臭效果为目的，经组 合、优化多菌种的配比，最终获得一组“高效活性人类粪便处理组合菌”。本专利技术的上述方法能筛选出高效的微生物功能菌群，其相应的分解转化功能技术 关键所在包括种属(芽孢杆菌、枯草杆菌等)、遗传稳定性(经过连续传代培养和对比试 验，所有菌的分类性状和对药物的敏感性理化性状等保持稳定)、抗药性(指对50多种抗生 素药品的敏感性试验，如粪产碱菌对洛美沙星、环丙沙星、青霉素等敏感；对红霉素、诺 氟沙星、利福平等中度敏感；对四环素、麦迪霉素、头孢呋新等具有抗性及生物安全 性(对个人、群体健康和生态环境没有危害)。另外，按照GMP生产标准，采用工程发酵的方式生产粪便资源再生化处理中所需 要的优势功能菌群。还有在功能菌高效分解转化粪便资源再生化的核心技术基础上，建立一套具有示 范意义的粪便生物资源再生化系统工程安全生产的新型管理运行模式。上述菌种在粪水处理的AOS系统和干粪的固体发酵系统都有应用参见图2，本专利技术提供的包括以下步骤粪便分离，通过干湿分离机，将粪便分离成干粪和粪水；干粪处理，通过生化处理机对干粪进行处理，生成有机肥，通过加入有效微生物和其它活性物质并造粒，生成有机肥；对粪水通过AOS处理系统进行处理；再对经过AOS处理系统处理的粪水进行生物膜处理；经测定，达到排放标准，就排放，否则，重复上述步骤处理。图3是根据本专利技术提供的的粪便生态处理 及资源再生利用系统的示意图。粪便存放在粪便储存装置中，然后经干湿分离机，分离出干粪和粪水。其中，干粪 进入到干粪生化处理装置中进行生化处理，再经有机肥造粒机加工，变成有机肥料，经包装 后使用。储存在粪水储存装置中的粪水经AOS处理装置处理后进入膜处理装置处理后，经 过脱色、除臭、灭菌后输入到储水装置，经检测达到排放标准后在排出。图4是本专利技术的的AOS系统图。参见该系统 的主视图和俯视图，该系统包含厌氧区(A)、好氧区(0)、沉淀区(S)三个部分。它含有三相 分离器和厌氧滤器，并设有取样可对AOS系统内的样物进行取样分析。本专利技术提供的，具有下列特点(1)获得高效人类粪便处理组合菌群(1. 1)经多次分离、筛选和选育，结合各种机电条件，经多次试验，合理配伍后，已 分离与筛选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粪便生态处理及资源再生利用的方法包括以下步骤：粪便分离，通过干湿分离机，将粪便分离成干粪和粪水；干粪处理，通过生化处理机对干粪进行处理，生成有机肥，通过加入有效微生物和其它活性物质并造检，生成有机肥；对粪水通过ＡＯＳ处理系统进行处理；再对经过ＡＯＳ处理系统处理的粪水进行生物膜处理；经测定，达到排放标准，就排放，否则，重复上述步骤处理。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵琪，郭景新，孙栋林，黄兴华，
申请(专利权)人：赵琪，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]