[发明专利]一种易腐有机固废生物干化菌种及其应用

说明书

本发明涉及环境微生物技术领域，特别是涉及一种易腐有机固废生物干化处理菌种及其应用，经鉴定为嗜热地芽孢杆菌Geobacillus kaustophilus，命名为嗜热地芽孢杆菌Geobacillus kaustophilus FWGK‑JYJ1，保藏编号为CCTCC NO:M 2020974。嗜热地芽孢杆菌Geobacillus kaustophilus FWGK‑JYJ1耐高温，自产热能力强，具有快速、高效释放易腐有机固废中水分的能力，可应用于餐饮垃圾、厨余垃圾、果蔬垃圾、尾菜、畜禽养殖粪污、市政污泥等易腐有机固废的生物干化处理过程，实现易腐有机固废的快速干化和稳定化的效果。

技术领域

本发明涉及环境微生物技术领域，特别是涉及一种易腐有机固废生物干化菌种及其应用。

背景技术

随着我国人民生活水平的提高以及城市化进程的不断推进，易腐有机固废的产生量逐年增加。易腐有机固废主要来源于农业废弃物、工业废弃物和生活垃圾。尤其是我国46个城市启动生活垃圾分类以来，生活垃圾来源的易腐有机固废的数量急剧上升。易腐有机固废含水率高、热值低、有机物含量高、易腐烂发臭，给收集、运输以及末端的处理处置都带来了一定的难度。若不经过有效处理，极易引起病原菌繁殖、蚊蝇滋生和水体污染，同时也给人居环境带来巨大压力，因此，易腐有机固废的无害化、减量化、资源化处理迫在眉睫。

目前国内外常用的易腐有机固废处理技术有干化焚烧、卫生填埋、厌氧消化、好氧堆肥、生态饲料等。每种方法各有优缺点：（1）干化焚烧：能够将有机固废中的有机成分彻底氧化分解，减量率高达50%-80%。但由于某些有机固废（如餐厨垃圾）含水率高，并不适合直接进焚烧炉焚烧，必须经干化预处理。（2）卫生填埋：将有机固废埋入地下，利用各类微生物将大分子充分降解为小分子。其处理成本低、技术简单、适合各种有机固废，发展中国家应用较多。但存在重大安全隐患，产生的甲烷等气体可能发生爆炸，渗滤液容易污染地下水，同时资源回收利用率基本为零、占用大量土地，不适合用地紧张的地区。（3）厌氧消化：在无氧条件下利用兼性/厌氧微生物的代谢作用实现对有机固废的减容减量及资源化利用。其自动化程度高、所需人力少、容易控制恶臭气体散发、产品多样化、经济价值高。但微生物对酸碱度要求高，处理技术相对复杂，反应器内生物启动时间长；厌氧发酵产生的沼液和沼渣处理仍是一大难题。（4）好氧堆肥：在有氧条件下利用好氧微生物对有机固废中的有机物进行生物降解，最终形成稳定的高肥力腐殖质。其技术简单、便于推广、资源化利用率高。但占地面积大、堆肥过程产生臭气、经济效益不高。（5）生态饲料：利用某些有机固废（如餐厨垃圾）发酵生产生态饲料。在日本发展较好，我国主要是发酵生产菌体蛋白。由于餐厨垃圾饲料化具有潜在的食物链风险，在生产和使用时需谨慎操作，并制定相应的行业标准与法律法规来保证其安全性。总体而言，目前易腐有机固废处理技术仍存在处理效率低、资源浪费、二次污染严重等问题。

生物干化是近几年兴起的一种易腐有机固废干化预处理技术。与热干化不同，它无需消耗外界热能，而是利用高温好氧微生物，代谢原料中可生物降解的有机组分，分解释放热量，在干化仓内形成持续稳定的高温环境（50-75 ℃），使原料中的液态水分受热蒸发为气态水，再由通风系统将干化仓内的水蒸气排出，从而降低原料中的水分。这种方式既不消耗外源热能，又可提高原料低位热值，有利于热能回收利用，还能使可生物降解有机物部分稳定化，减少后续处理过程中污染物的污染潜力。生物干化技术追求的目标是通过最小的有机物降解实现最大的水分去除，快速降低有机物料中的水分。经生物干化预处理后得到的含水率较低的有机固废，仍保留了大部分有机物，具有较高的热值，可以直接焚烧处理，或进一步加工制备垃圾衍生燃料。但目前易腐有机固废的生物干化仍存在启动慢、高温持续时间短、干化效果差等技术问题。造成这一问题的主要原因是由于原料的土著微生物中高温、高效功能微生物种类少、浓度低、活性差。因此筛选耐高温且自产热能力强的功能微生物菌种，实现易腐有机固废的快速高效生物干化处理，成为亟待解决的问题。

发明内容