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有机垃圾无害化、减量化生物处理方法

阅读：24发布：2021-09-19

专利汇可以提供有机垃圾无害化、减量化生物处理方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种有机垃圾无害化、减量化生物处理方法，所述方法包括以下步骤：（1）加入复合酶对有机垃圾进行预处理；（2）升温对复合酶进行灭活；（3）加入微生物菌剂对有机垃圾进行后处理。本发明方法将生物酶分解有机垃圾与微生物分解有机垃圾分开处理，在生物酶分解处理有机垃圾后升温对酶灭活，再加入分解有机垃圾的微生物菌剂，避免了生物酶与微生物菌剂混合在一起时生物酶破坏微生物的情况，有机垃圾处理时间短、效率高，有机垃圾减重85%～90%，处理后的残余物呈浅褐色、无臭味，可作为燃料、饲料原料或有机肥料原料。，下面是有机垃圾无害化、减量化生物处理方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种有机垃圾无害化、减量化生物处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)加入复合酶对有机垃圾进行预处理；
(2)升温对复合酶进行灭活；
(3)加入微生物菌剂对有机垃圾进行后处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述复合酶的添加量为所述有机垃圾重量的1％～4％。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中包括添加0.1％～0.5％所述有机垃圾重量的鼠李糖脂发酵液的步骤。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中包括添加0.05％～
0.25％所述有机垃圾重量的鼠李糖脂发酵液的步骤。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述复合酶为脂肪酶、蛋白酶、淀粉酶、果胶酶、纤维素酶、溶葡萄球菌酶和溶菌酶组成的组。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述复合酶为脂肪酶、蛋白酶、淀粉酶和纤维素酶的组合。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述脂肪酶的酶活为10000U/g、所述蛋白酶的酶活为10000U/g、所述淀粉酶的酶活为10000U/g、所述纤维素酶酶活为10000U/g。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述复合酶为脂肪酶、蛋白酶、淀粉酶、果胶酶、纤维素酶、溶葡萄球菌酶和溶菌酶的组合。
9.根据权利要求1～8任一项所述的方法，其特征在于，所述微生物菌剂为巨大芽胞杆菌、枯草芽胞杆菌、嗜热脂肪芽胞杆菌、乳酸芽胞杆菌、高温放线菌、热带假丝酵母和根霉菌的组合。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，每吨有机垃圾添加15～25克所述微生物菌剂。

说明书全文

有机垃圾无害化、减量化生物处理方法

技术领域

[0001] 本发明涉及有机垃圾处理技术领域，特别是涉及一种采用微生物和生物酶对有机垃圾进行无害化、减量化处理的方法。

背景技术

[0002] 餐厨垃圾是有机垃圾中最主要的一种，包括家庭、学校、食堂及餐饮行业等产生的食物加工下脚料(厨余)和食用残余(泔脚)，其成分复杂，主要是油、水、果皮、蔬菜、米面、鱼、肉、骨头以及废餐具、塑料、纸巾等多种物质的混合物。有机垃圾具有显著的危害和资源的二重性，其特点可归纳为：(1)有些有机垃圾含水率高，如餐厨垃圾，可达80％～95％；(2)有机物含量高，含有大量的蛋白质、纤维素、淀粉、脂肪等；(3)富含氮、磷、钾、钙及各种微量元素；(4)存在有病原菌、病原微生物；(5)易腐烂、变质、发臭、滋生蚊。我国有机垃圾数量十分巨大，并呈快速上升趋势。有机垃圾对环境和人群的危害已十分严重，是城市环境一个重要污染源，如何充分利用有机垃圾中的有机营养物质，同时又达到减量化和资源化的目的，对于社会环境的可持续发展具有十分重要的意义。目前，有机垃圾统一按固体废物处理方法处理，处理方法主要有物理法、化学法、生物法等；具体的处理技术有填埋、焚烧、堆肥、发酵等方式，其中生物法处理最符合社会和环境可持续发展的要求。

[0003] 有机垃圾无害化、资源化的生物法处理主要有：采用微生物分解、采用生物酶分解、微生物分解与生物酶分解相结合的方法。微生物分解即通过微生物的代谢生长活动对有机垃圾中的有机物进行分解和利用的过程。发酵方式主要包括固态发酵和液态发酵。由于固态发酵具有能耗低、周期短、产率高等特点，现在多采用固态发酵。固态发酵分为单一菌种固态发酵和混合菌种固体发酵，现在多采用混合菌种固态发酵技术：即利用两种及以上的细菌发酵有机垃圾，利用多菌种间的协同作用分解有机垃圾中的有机物，达到无害化和减量化。但微生物分解可能存在微生物生长过程中分泌的胞外酶不足，进而出现有机垃圾分解不充分或处理时间长的缺点。由于微生物分解有机垃圾的原理就是微生物利用有机垃圾的营养成分作为营养物质进行生长繁殖，生长繁殖过程中分泌各种胞外酶，通过各种胞外酶分解有机垃圾中的有机物，从而达到餐有机垃圾无害化和减量化的目的，中国专利CN102676481公开了一种广谱性复合微生物酶制剂及其在餐厨垃圾上的应用，该广谱性复合微生物酶制剂由脂肪水解酶、纤维水解酶、淀粉水解酶和蛋白水解酶组成，直接用生物酶处理餐厨垃圾，可以避免餐厨垃圾微生物发酵过程中水汽条件不好控制、出现臭气及毒素的弊端，但是餐厨垃圾处理时间长，而且只使用酶制剂处理会增加处理成本。由上所述，微生物分解与生物酶分解相结合处理有机垃圾为一种既能缩短有机垃圾处理时间又能较彻底地处理有机垃圾的方法。中国专利CN101709006公开了一种生物法处理固体有机废弃物的方法，该方法是将各种芽胞杆菌组成的混合菌液、酶制剂和辅料加入到有机废弃物中，通过搅拌及热风控温，采用阶段式升温的方法进行发酵处理，该方法是利用微生物分解和生物酶分解相结合的方法处理有机物废弃物，但是直接将菌液和酶制剂混合加入有机物废弃物中，酶制剂中的蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、果胶酶等会对菌液中的微生物造成破坏，即这些酶会分解微生物的细胞壁和细胞膜，导致微生物死亡，从而大大降低了有机垃圾的分解效率。

发明内容

[0004] 本发明主要解决的技术问题是提供一种有机垃圾无害化、减量化生物处理方法，所述方法将生物酶分解有机垃圾与微生物分解有机垃圾分开处理，在生物酶分解处理有机垃圾后升温对酶灭活，再加入分解有机垃圾的微生物菌剂，有机垃圾处理时间短、效率高，有机垃圾减重85％～90％，处理后的残余物呈浅褐色、无臭味，可作为燃料、饲料原料或有机肥料原料。

[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种有机垃圾无害化、减量化生物处理方法，所述方法包括以下步骤：(1)加入复合酶对有机垃圾进行预处理；(2)升温对复合酶进行灭活；(3)加入微生物菌剂对有机垃圾进行后处理。

[0006] 其中，所述复合酶的添加量为所述有机垃圾重量的1％～4％。复合酶的加入量偏低会导致有机垃圾中的有机物分解不够充分；复合酶的加入量过高，在分解有机垃圾中的有机物时并没有出现太好的表现，成本还高。本发明复合酶的加入量不仅考虑到分解预处理效果，而且又考虑到预处理结果对微生物菌剂对有机垃圾后处理的影响，同时还考虑复合酶的成本，经本申请发明人长期、大量的实验确定，预处理效果好，能为微生物菌剂在对有机垃圾进行后处理的过程中的生长繁殖提供恰当的营养物质，成本还低。

[0007] 其中，所述步骤(1)中包括添加0.1％～0.5％所述有机垃圾重量的鼠李糖脂发酵液的步骤。

[0008] 鼠李糖脂发酵液中的鼠李糖脂是一种生物表面活剂，具有增溶、渗透、分散油的作用，更能帮助复合酶与有机垃圾中的有机物接触，加快复合酶对各种有机物的分解。

[0009] 其中，所述步骤(3)中包括添加0.05％～0.25％所述有机垃圾重量的鼠李糖脂发酵液的步骤。

[0010] 鼠李糖脂分子的疏水端与有机垃圾中的有机物亲合，使分子固定在有机垃圾颗粒表面；亲水端溶于颗粒孔隙内的水中，这样使水在有机垃圾颗粒表面形成稳定的液膜，最大可能的为微生物的反应提供表面环境。同时，鼠李糖脂分子对有机垃圾中的有机物的增溶作用，也可以加快微生物对有机物的分解。

[0011] 上述鼠李糖脂发酵液的添加量根据有机垃圾的含水率进行调整，各种使复合酶、鼠李糖脂发酵液与有机垃圾混合均匀的方法或设备更有利于有机垃圾中的有机物的降解。

[0012] 鼠李糖脂发酵液按中国专利CN101177696中的第五个实施例制备得到，此处不再赘述，并且鼠李糖脂发酵液经过灭菌处理，鼠李糖脂发酵液中的鼠李糖脂含量约为42g/L。

[0013] 其中，所述复合酶为脂肪酶、蛋白酶、淀粉酶、果胶酶、纤维素酶、溶葡萄球菌酶和溶菌酶组成的组。

[0014] 在本发明的一个实施例中，所述复合酶为脂肪酶、蛋白酶、淀粉酶和纤维素酶的组合。

[0015] 其中，所述脂肪酶的酶活为10000U/g、所述蛋白酶的酶活为10000U/g、所述淀粉酶的酶活为10000U/g、所述纤维素酶酶活为10000U/g。

[0016] 在本发明的另一个实施例中，所述复合酶为脂肪酶、蛋白酶、淀粉酶、果胶酶、纤维素酶、溶葡萄球菌酶和溶菌酶的组合。

[0017] 脂肪酶、蛋白酶、淀粉酶、果胶酶和纤维素酶可以分解有机垃圾中的各种有机物，脂肪酶、蛋白酶、溶葡萄球菌酶和溶菌酶还可以分解有机垃圾中的有害微生物的细胞壁和细胞膜，使有害微生物死亡，实现有机垃圾的无害化。

[0018] 其中，所述微生物菌剂为巨大芽胞杆菌、枯草芽胞杆菌、嗜热脂肪芽胞杆菌、乳酸芽胞杆菌、高温放线菌、热带假丝酵母和根霉菌的组合。微生物菌剂中的各种微生物都具有耐高温的性能，能适应微生物菌剂后处理过程中的60～65℃的高温。各种微生物以复合酶预处理过程产生的各种营养物质进行生长繁殖，在生长繁殖过程中通过分泌各种胞外酶协同将有机垃圾中的各种有机物进一步分解。

[0019] 其中，每吨有机垃圾添加15～25克所述微生物菌剂。虽然复合酶预处理过程为微生物菌剂中的各种微生物的生长繁殖提供了恰当的营养物质，各种微生物能很好地进行生长繁殖，但在微生物菌剂后处理过程中，微生物菌剂添加量也不能太少，否则会导致微生物生长繁殖时间比较长，影响有机垃圾的处理效率。同时，微生物菌剂的添加量太多，反而会由于微生物种内或种间的竞争关系而不能良好地生长繁殖，影响有机垃圾的处理效率。本申请发明人结合复合酶对有机垃圾的预处理效果，通过长期、大量的实验确定了微生物菌剂的添加量，该添加量的微生物菌剂能恰好地利用复合酶对有机垃圾分解产生的营养物质，平衡各微生物种内和种间的关系，各微生物协同作用分解有机垃圾，有机垃圾处理效率高、处理效果好。

[0020] 本发明的有益效果是：区别于现有的微生物与生物酶混合在一起处理有机垃圾时生物酶会破坏微生物、导致有机垃圾分解效率低的情况，本发明方法将生物酶分解有机垃圾与微生物分解有机垃圾分开处理，在生物酶分解处理有机垃圾后升温对酶灭活，再加入分解有机垃圾的微生物菌剂，避免了生物酶与微生物菌剂混合在一起时生物酶破坏微生物的情况，有机垃圾处理时间短、效率高，有机垃圾减重85％～90％，处理后的残余物呈浅褐色、无臭味，可作为燃料、饲料原料或有机肥料原料。

具体实施方式

[0021] 下面结合实施例对本发明进行详细说明。

[0022] 以下实施例和比较例中的复合酶和微生物菌剂均可市场上购买，如可以从深圳市绿微康生物工程有限公司购买，绿微康公司的微生物菌剂产品编号为EV900。

[0023] 实施例1

[0024] (1)食堂的餐厨垃圾先过滤分离油水，取100kg分离油水后得到的餐厨垃圾加入到餐厨垃圾处理设备中，同时加入2kg由脂肪酶、蛋白酶、淀粉酶和纤维素酶组成的复合酶、0.25kg的鼠李糖脂发酵液，由餐厨垃圾处理设备的搅拌装置将餐厨垃圾、复合酶和鼠李糖脂发酵液搅拌均匀，对餐厨垃圾预处理3小时；其中，脂肪酶的酶活为10000U/g、蛋白酶的酶活为10000U/g、淀粉酶的酶活为10000U/g、纤维素酶酶活为10000U/g。

[0025] (2)启动餐厨垃圾处理设备的恒温加热装置，使餐厨垃圾处理设备中的物料升温至60℃，保持温度恒定。在此温度下，之前加入的生物酶快速失活。

[0026] (3)投入2g由巨大芽胞杆菌、枯草芽胞杆菌、嗜热脂肪芽胞杆菌、乳酸芽胞杆菌、高温放线菌、热带假丝酵母和根霉菌组成的微生物菌剂至餐厨垃圾处理设备中的物料中，同时加入0.25kg鼠李糖脂发酵液，搅拌均匀，通过微生物菌剂对餐厨垃圾进行后处理。在后处理过程中，开启餐厨垃圾处理设备的鼓风机，对微生物菌剂发酵处理餐厨垃圾进行通风供氧，同时带走发酵过程中产生的水蒸汽和散热。后处理时间持续17小时后停止。

[0027] 后处理结束后，出料并称重，得13.5kg物料，减重86.5％。物料颜色呈浅褐色、无臭味。该物料可作为燃料，对该物料进行灭菌处理后，可作为饲料原料或有机肥料原料。

[0028] 实施例2

[0029] (1)食堂的餐厨垃圾先过滤分离油水，取200kg分离油水后得到的餐厨垃圾加入到餐厨垃圾处理设备中，同时加入3kg由脂肪酶、蛋白酶、淀粉酶和纤维素酶组成的复合酶、加入0.6kg的鼠李糖脂发酵液，由餐厨垃圾处理设备的搅拌装置将餐厨垃圾、复合酶和鼠李糖脂发酵液搅拌均匀，对餐厨垃圾预处理3小时；其中，脂肪酶的酶活为10000U/g、蛋白酶的酶活为10000U/g、淀粉酶的酶活为10000U/g、纤维素酶酶活为10000U/g。

[0030] (2)启动餐厨垃圾处理设备的恒温加热装置，使餐厨垃圾处理设备中的物料升温至60℃，保持温度恒定。在此温度下，之前加入的生物酶快速失活。

[0031] (3)投入4g由巨大芽胞杆菌、枯草芽胞杆菌、嗜热脂肪芽胞杆菌、乳酸芽胞杆菌、高温放线菌、热带假丝酵母和根霉菌组成的微生物菌剂至餐厨垃圾处理设备中的物料中，同时加入0.3kg鼠李糖脂发酵液，搅拌均匀，通过微生物菌剂对餐厨垃圾进行后处理。在后处理过程中，开启餐厨垃圾处理设备的鼓风机，对微生物菌剂发酵处理餐厨垃圾进行通风供氧，同时带走发酵过程中产生的水蒸汽和散热。后处理时间持续17小时后停止。

[0032] 后处理结束后，出料并称重，得28.8kg物料，减重85.6％。物料颜色呈浅褐色、无臭味。该物料可作为燃料，对该物料进行灭菌处理后，可作为饲料原料或有机肥料原料。

[0033] 实施例3

[0034] (1)食堂的餐厨垃圾先过滤分离油水，取300kg分离油水后得到的餐厨垃圾加入到餐厨垃圾处理设备中，同时加入5kg由脂肪酶、蛋白酶、淀粉酶和纤维素酶组成的复合酶、加入1.5kg的鼠李糖脂发酵液，由餐厨垃圾处理设备的搅拌装置将餐厨垃圾、复合酶和鼠李糖脂发酵液搅拌均匀，对餐厨垃圾预处理3小时；其中，脂肪酶的酶活为10000U/g、蛋白酶的酶活为10000U/g、淀粉酶的酶活为10000U/g、纤维素酶酶活为10000U/g。

[0035] (2)启动餐厨垃圾处理设备的恒温加热装置，使餐厨垃圾处理设备中的物料升温至60℃，保持温度恒定。在此温度下，之前加入的生物酶快速失活。

[0036] (3)投入7.5g由巨大芽胞杆菌、枯草芽胞杆菌、嗜热脂肪芽胞杆菌、乳酸芽胞杆菌、高温放线菌、热带假丝酵母和根霉菌组成的微生物菌剂至餐厨垃圾处理设备中的物料中，同时加入0.75kg鼠李糖脂发酵液，搅拌均匀，通过微生物菌剂对餐厨垃圾进行后处理。在后处理过程中，开启餐厨垃圾处理设备的鼓风机，对微生物菌剂发酵处理餐厨垃圾进行通风供氧，同时带走发酵过程中产生的水蒸汽和散热。后处理时间持续17小时后停止。

[0037] 后处理结束后，出料并称重，得30.6kg物料，减重89.8％。物料颜色呈浅褐色、无臭味。该物料可作为燃料，对该物料进行灭菌处理后，可作为饲料原料或有机肥料原料。

[0038] 对比例

[0039] (1)食堂的餐厨垃圾先加压过滤分离油水，取100kg分离油水后得到的餐厨垃圾加入到餐厨垃圾处理设备中，同时加入2kg由脂肪酶、蛋白酶、淀粉酶和纤维素酶组成的复合酶、加入0.5kg的鼠李糖脂发酵液和2g由巨大芽胞杆菌、枯草芽胞杆菌、嗜热脂肪芽胞杆

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