一种用于餐厨垃圾厌氧发酵的复合菌剂制造技术

技术编号:8956265 阅读:277 留言:0更新日期:2013-07-25 01:12
一种用于餐厨垃圾厌氧发酵的复合菌剂。属于微生物领域。它解决了目前缺少适用于以餐厨垃圾为主要原料进行厌氧发酵的菌剂的问题。该复合菌剂按重量份数比包括8~15份产酸拟杆菌DSM15896发酵液、25~35份长链脂肪酸互营单胞菌DSM18709发酵液、15~25份索氏梭菌ATCC9714发酵液、20~28份联合甲烷鬃毛菌JCM10134发酵液及22~27份亨氏甲烷螺菌DSM864发酵液;以上五种菌的发酵液中的有效活菌数均达到109个/mL以上。本发明专利技术的复合菌剂适用于以餐厨垃圾为主要原料的厌氧发酵工艺,接种到发酵体系中后,能够起到稳定发酵体系pH值,促进产甲烷高峰的提前以及提高产甲烷总量的作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微生物领域,具体涉及一种由多种微生物发酵菌液制成的复合菌剂。
技术介绍
目前,全世界城市固体废弃物(municipal solid waste, MSW)的总量呈逐年上升趋势,其中相当大的一部分是餐饮垃圾。我国大中城市餐厨垃圾的年产生量已达到6000万吨。餐厨垃圾在常温条件下易腐发臭、易酸化以及易成为病毒、致病菌和病原微生物传染源,因此应对其进行科学的无害化处理,否则会对环境和人类健康造成危害。然而由于餐厨垃圾中含有淀粉、食物纤维类、蛋白质、脂类等有机物质,同时还富含氮、磷、钾、钙以及各种微量元素,因而具有较大的利用价值,是能源和肥料的潜在资源。目前,国内外实际应用的餐厨垃圾集中处理方法主要包括填埋、焚烧、堆肥和饲料化,但上述几种技术都存在一定的弊端。厨余垃圾的易腐性和高含水率不利于填埋场的二次污染控制,特别是餐饮业厨余垃圾粘度大、分散性差,不利于在填埋场中的摊铺和压实。高含水率的特性也使焚烧的成本上升。高含水率和高盐分的特性使堆肥处理的难度加大,堆肥质量不高,同时会带来二次环境污染问题。饲料化存在进入人类食物链后会对人类健康造成危害,具有很大的安 全隐患。以上处理方法均不是餐厨垃圾的最佳处理和利用方法。厌氧发酵技术被认为是一种具有可持续发展意义的技术,特别是在餐厨垃圾处理领域,相对于上述几种处理技术具有很大优势:(1)厌氧发酵后产生的沼气是清洁能源;(2)固体物质被消化以后可以得到高质量的有机肥料和土壤改良剂;(3)与好氧过程相比,厌氧发酵过程不需要氧气,降低动力消耗,因而使用成本降低;(4)在有机物质转变成甲烷的过程中实现了垃圾的减量化,使后续处置及运输所需的成本也随之降低;(5)厌氧发酵减少了温室效应气体CO2的排放量。虽然厌氧发酵技术具有诸多优点,但餐厨垃圾的厌氧发酵过程会导致挥发性脂肪酸(volatile fatty acid,简称VFA)的过量积累、pH值降低,抑制甲烧的产生,最终会导致发酵效率低,生物产气过程受抑制。要想控制好上述过程,接种的菌剂对于餐厨垃圾厌氧发酵过程中的酸化阶段和产甲烷阶段的运行效果和稳定性起到决定性作用。据目前的相关文献报道,厌氧发酵的接种物多采用老沼气池的发酵液和活性污泥,也有采用牛粪作为接种物。但这些接种物多用于以畜禽粪便和秸杆为主要原料的厌氧发酵。专利号为ZL201010248279.7的“一种用于沼气发酵的复合菌剂”,包括纤维素拟杆菌、巴氏芽孢梭菌、黑海甲烷袋状菌和马氏甲烷八叠球菌等微生物,其主要是针对以牛粪为原料的沼气发酵。公开号为CN101475926A的“一种厌氧降解纤维素产甲烷复合菌”的专利申请公开了一种分属于兼性厌氧及严格厌氧的发酵性细菌、产氢产乙酸细菌及产甲烷菌的13株菌的发酵液混合制备出的复合菌剂,该复合菌剂是以稻草、秸杆为主要原料进行发酵,以提高甲烷产率及纤维素的降解率。公开号为CN101705199A的“一种产甲烷复合菌剂及其制备方法”的专利申请公开了由甲烷八叠球菌、甲酸甲烷杆菌、嗜树甲烷短杆菌、延达尔甲烷叶菌、肯氏鬃发甲烷菌组成的菌剂,该菌剂用于提高正常运行沼气池的产气速率,且仅由产甲烷古菌组成,缺少促进酸化的细菌。公开号为CN102559499A的“一种沼气干发酵复合菌剂的制备方法”的专利申请公开了以纤维素分解细菌、蛋白分解细菌、脂肪分解细菌、产氢产乙酸细菌、硫酸盐还原菌和产甲烷古菌组成的菌剂,用于以猪粪、鸡粪、稻草或玉米秸杆为原料的沼气干发酵。公开号为CN101481676A的“一种复合菌的制作方法”的专利申请公开了以分属兼性厌氧和严格厌氧的发酵性细菌、产氢产乙酸细菌和产甲烷菌组成的菌齐U,将该菌剂以一定比例混合后接种于含纤维素的培养液中制成具有高效降解纤维素能力并且能产沼气的复合菌,其主要针对纤维素降解产甲烷进行设计。以上公开专利均未提及用于餐厨垃圾为主要原料进行厌氧发酵的菌剂。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决目前缺少适用于以餐厨垃圾为主要原料进行厌氧发酵的菌剂的问题,而提供一种用于餐厨垃圾厌氧发酵的复合菌剂。该用于餐厨垃圾厌氧发酵的复合菌剂按重量份数比包括8 15份产酸拟杆^iBacteroides aci di faci ens ) DSM 15896发酵液、25 35份长链脂肪酸互营单胞菌(Syntrophomonas palmitatica) DSM 18709 发酵液、15 25 份索氏梭菌{Clostridiumsordellii ) ATCC 9714 发酵液、20 28 份联合甲烧鬃毛菌(Methanosaeta concilii ) JCM10134发酵液及22 27份亨氏甲烷螺菌Aungatei )OSM 864发酵液;以上五种菌的发酵液中的有效活菌数均达到IO9个/mL以上。该复合菌剂按重量份数比还包括15 20份的甘油。按照微生物在发酵过程中所起到的不同作用,厌氧发酵过程可分为有机物降解阶段和甲烷生成阶段。有机物降解阶段主要是指有机废物在微生物的作用下水解和酸化,该阶段尚未产生甲烷,在这个阶段起主要作用的微生物统称为不产甲烷菌或酸化细菌;甲烷生成阶段主要是指一群生理上高度专业化的古细菌在厌氧条件下将不产甲烷菌的代谢产物转化为甲烷,在这个 阶段起主要作用的微生物统称为产甲烷菌。本专利技术的复合菌剂中的产酸拟杆菌DSM 15896、长链脂肪酸互营单胞菌DSM18709及索氏梭菌ATCC 9714属于酸化细菌。其中,产酸拟杆菌DSM 15896在厌氧发酵过程中能将纤维素降解,能够利用各种糖类生成乙酸,该菌种保藏于德国微生物菌种保藏中心(DSMZ),保藏号DSM N0.15896 ;长链脂肪酸互营单胞菌DSM 18709能够利用脂肪产生H2、乙酸等物质,与亨氏甲烷螺菌DSM 864互营,该菌种保藏于德国微生物菌种保藏中心(DSMZ),保藏号DSM N0.18709 ;索氏梭菌ATCC 9714可厌氧分解蛋白质、糖类产生乙酸,该菌种保藏于美国标准菌种收藏所(ATCC),保藏号ATCC N0.9714。本专利技术的复合菌剂中的联合甲烷鬃毛菌JCM 10134及亨氏甲烷螺菌DSM 864属于产甲烷菌,其中,联合甲烷鬃毛菌JCM 10134能够利用乙酸盐和CO2产生甲烷,该菌种保藏于日本微生物菌种保藏中心(JCM),保藏号JCM N0.10134 ;亨氏甲烷螺菌DSM 864可以利用甲酸、H2、C02、乙酸和乙醇等产生甲烷,该菌种保藏于德国微生物菌种保藏中心(DSMZ),保藏号 DSM N0.864。本专利技术的复合菌剂中的五个菌种在整个沼气发酵过程中能实现协同作用,产酸拟杆菌DSM 15896、长链脂肪酸互营单胞菌DSM 18709及索氏梭菌ATCC 9714的发酵产物能够作为联合甲烷鬃毛菌JCM 10134及亨氏甲烷螺菌DSM 864的发酵底物,从而在整个沼气发酵过程中形成了一个微生物代谢产物链,实现了沼气发酵菌种的优化组合。以上五个菌种均可以通过其相应的保藏机构购买获得。本专利技术的复合菌剂在实际应用中,将其接种于挥发性固体(VS)含量为0.5 2%、以餐厨垃圾为主要原料的沼气发酵罐中,进行35°C厌氧发酵,在发酵的第I天,发酵体系的PH值从初始的7.0降到5.9 6.3,然后稳定不再下降,发酵的第4飞本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种用于餐厨垃圾厌氧发酵的复合菌剂,其特征在于:该复合菌剂按重量份数比包括8~15份产酸拟杆菌(Bacteroides?acidifaciens)DSM?15896发酵液、25~35份长链脂肪酸互营单胞菌(Syntrophomonas?palmitatica)DSM?18709发酵液、15~25份索氏梭菌(Clostridium?sordellii)ATCC?9714发酵液、20~28份联合甲烷鬃毛菌(Methanosaeta?concilii)JCM?10134发酵液及22~27份亨氏甲烷螺菌(Methanospirillum?hungatei)DSM?864发酵液;以上五种菌的发酵液中的有效活菌数均达到109个/mL以上。

【技术特征摘要】
1.一种用于餐厨垃圾厌氧发酵的复合菌剂,其特征在于该复合菌剂按重量份数比包括8 15份产酸拟杆菌iBacteroides acidifaciens)DSM 15896发酵液、25 35份长链脂肪酸互营单胞菌(palmitatica)DSM 18709发酵液、15 25份索氏梭菌{Clostridium sordellii) ATCC 9714 发酵液、20 28 份联合甲烧鬃毛菌iMethanosaetaconcilii ) JCM 10134 发酵液及 22 27 份亨氏甲烧螺菌 iMethanospirilium hungatei)DSM 864发酵液;以上五种菌的发酵液中的有效活菌数均达到IO9个/mL以上。2.根据权利要求I所述的一种用于餐厨垃圾厌氧发酵的复合菌剂,其特征在于该复合菌剂按重量份数比包括10 12份产酸拟杆菌DSM 15896发...

【专利技术属性】
技术研发人员:王彦杰毕少杰王伟东殷奎德晏磊高亚梅刘佳
申请(专利权)人:黑龙江八一农垦大学
类型:发明
国别省市:

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