[发明专利]用于高含水有机垃圾全天候稳定高温发酵腐熟的极端嗜热菌剂及方法

说明书

本发明涉及一种用于高含水有机垃圾全天候稳定高温发酵腐熟的极端嗜热菌剂及方法，本发明利用嗜热地芽孢杆菌Geobacillus sp.，高温放线菌Thermoactinomyces sp.，嗜热栖热菌Thermus thermophile，枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis及少动鞘氨醇单胞菌Sphingomonas paucinobilis.制备极端嗜热菌剂，并提供其投加方式。通过添加核黄素、硫胺素高效降解湿垃圾中脂肪、复杂多糖，促进菌群稳定增殖，达到快速腐熟、卫生无臭、稳定高温运行的效果。与现有技术相比，本发明利用极端嗜热菌剂对社区湿垃圾原位腐熟稳定，针对脂肪和木质纤维素定向促腐，可将发酵温度稳定维持在80℃以上，湿垃圾原位减量90％，通过鞘氨醇单胞菌Sphingomonas paucinobilis.高效除臭，以此解决常规好氧处理工艺温度低、高温持续时间短、产生臭气的问题，为社区湿垃圾原位腐熟稳定处理提供解决方案。

技术领域

本发明涉及易腐有机固废超高温好氧发酵领域，尤其适用以湿垃圾为物料的超高温好氧发酵工艺。

背景技术

城市生活垃圾分类工作稳步推进，湿垃圾被大量分拣，据上海市统计局发布的《2021年上海市国民经济和社会发展统计公报》，上海市每天的湿垃圾产量已超过10000吨，其减量与处理成为城市发展的迫切需求。由于湿垃圾产量大、处理难，清运压力极大，且长期堆积容易出现二次污染，因此在众多减量化思路中，源头减量是最理想的一种。

湿垃圾处理目前的处理方法主要是粉碎直排，卫生填埋、堆肥、高温制饲料、热解法、发酵产氢法等。由于我国的餐厨垃圾含油量高，粉碎直排容易堵塞管道，不适于长期运行。有机垃圾卫生填埋操作简单，占用场地大，产生大量垃圾渗滤液，带来二次污染，欧盟已禁止这种处理方法。有机垃圾堆肥的缺点是质量不高，较高质量的堆肥方式成本高，推广困难。高温处理制饲料，存在饲料的安全性问题，面对消毒要求的提高，处理成本增加，设备的要求也提高了。采取焚烧法水分高、热值低、产生的二噁英破坏环境和危害人们的健康。热解法虽然具有广阔的应用前景，但成本高、技术尚未达到实用阶段。发酵产氢是普遍认为的最有潜力的替代能源，但仍在初期研究阶段。微生物菌剂快速降解处理有机垃圾运行成本低，操作方便、无二次污染，进行就地处理减量化、无害化具有一定的优势。

中国专利CN201711260594.X一种有机垃圾快速降解减量化的微生物菌剂及其应用，菌剂由保藏号为CGMCC No.14052的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、保藏号CGMCCNo.14053的解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)、保藏号为CICC No.10210的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和保藏号为CICC No.10829的纤维素降解菌(Bacillussp)混合制成。将所述微生物菌剂与载体稻糠混合，微生物菌剂附着在载体稻糠上；将有机垃圾筛分后压滤处理；将压滤处理后的有机垃圾投加到反应仓内，投加附着微生物菌剂的载体稻糠，间歇搅拌反应12～24h，可以对餐厨垃圾达到90％以上的减量。但是该微生物菌剂只能适用于低温发酵处理，一旦温度超过70℃就会快速失效。然而低温处理，对于病原体高效灭活、有机质充分腐熟稳定及抗生素与耐药基因高效去除等方面效果有限，后续仍必须依赖于高温或超高温处理。

超高温好氧发酵技术以富含极端嗜热微生物的超高温好氧发酵菌剂为核心，能够使堆体温度在不依赖外界热源的条件下快速提升至80℃以上，相较于传统好氧发酵，该技术在病原体高效灭活、有机质充分腐熟稳定及抗生素与耐药基因高效去除等方面都具有突出的优势。

但是由于产生臭气和处理周期较长，该技术的小规模原位应用尚缺研究。并且对发酵温度高低起决定性作用的极端嗜热菌生长条件严苛，自然存活率低，难以长时间将发酵温度稳定维持在80℃以上，因此在实际应用中需要定期投加、复壮菌群。此外，城市湿垃圾中绝大多数为厨余垃圾，脂肪含量高，对生物处理过程造成压力，在80℃及以上的超高温期，微生物对氨基酸代谢的需求骤增，现有超高温好氧发酵技术无法解决这些问题。

发明内容