[发明专利]一种有机垃圾热解方法

说明书

本发明提供一种有机垃圾热解方法，包括在堆肥进入高温阶段时添加经改造的转基因细菌作为外源菌制剂，外加嗜热微生物提高了堆肥微生物区系的丰度，增加高温堆肥过程中的细菌数量。

技术领域

本发明涉及有机垃圾处理领域，特别地涉及一种有机垃圾热解方法。

背景技术

固体有机废物的堆肥处理技术是指依靠细菌、放线菌、真菌等微生物，有控制地促进可被微生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的生物化学过程。根据堆质过程中的温度变化和微生物生长情况，堆质过程分为升温阶段(产热阶段)、高温阶段、降温阶段。

堆肥初期肥堆中嗜温性微生物利用可溶性和易降解性有机物作为营养和能量来源，迅速增殖并释放出热能，使堆肥温度不断上升，当肥堆温度上升到45℃以上时，即进入高温阶段。通常从堆积发酵开始，只需2-3天时间堆肥温度便能迅速地升高到55℃，1周内温度可达到最高值(最高值可达80℃)，除前一阶段残留的和新形成的可溶性有机物继续分解转化外，半纤维素、纤维素、蛋白质等复杂有机物也开始强烈分解。在高温阶段，嗜温性微生物受到抑制，嗜热性微生物逐渐取而代之。

生物强化技术是指在生物处理体系中投加具有特定功能的微生物来改善原有处理体系的处理效果，投加后的微生物可以来源于原有的处理体系。研究者已把这项技术应用于工业废水、地表水及地下水中难降解有毒有害物质的治理或用于改善废水处理效果，可显著提高微生物活性。

在生物强化技术使用过程中，如何充分发挥微生物的潜力，改善难降解有机物的处理效果，如何抑制高温处理物料对于微生物的抑制，是这一技术在工业生产中亟待解决的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种有机垃圾热解方法。

本发明是以如下技术方案实现的：

一种有机垃圾热解方法，包括在堆肥进入高温阶段时添加经改造的转基因细菌作为外源菌制剂。

进一步地，所述经改造的转基因细菌包括：

(a)具有SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2所示的核苷酸序列；

(b)在(a)中的核苷酸序列经过取代和/或缺失和/或添加一个或多个核苷酸且编码与(a)相同的氨基酸序列的核苷酸序列；

(c)具有与SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2所示的核苷酸序列95％以上同源性且能够在宿主细胞中表达并使宿主细胞具有嗜热特性的核苷酸序列。

进一步地，所述表达盒包括在有效连接的调控序列调控下的上述核苷酸序列。

进一步地，所述重组载体包括上述核苷酸序列或上述表达盒。

进一步地，所述方法包括构建热泉样品嗜热基因文库，优选地，应用大肠杆菌表达系统构建热泉样品耐高温基因文库。

进一步地，分别在不同环境温度下培养插入外源基因的大肠杆菌，用常见通用引物和古菌特异性引物测序鉴定插入片段长度及具体序列，将所得到的序列去除载体后，获得耐高温相关基因，之后随机插入芽孢杆菌对芽孢杆菌进行基因改造。

进一步地，将重组克隆载体分别用热激方法转化枯草芽孢杆菌感受态细胞，挑取白色菌落，培养后提取质粒，经酶切鉴定后，对阳性克隆进行测序验证，结果表明重组克隆载体中分别对应的插入上述核苷酸序列。

本发明具有以下有益效果：

1)嗜热微生物的基因序列同已知的微生物同源性存在着显著差异，接近半数的功能基因的序列还未确认。充分利用超嗜热古细菌的基因资源、发现和鉴定其未知基因的功能，对确定超嗜热酶的分子机制、酶学特性和对生命起源与生命进化的探索都有重要的理论意义。