餐厨垃圾处理及除臭微生物菌剂的制备和应用

发布时间：2020-03-19 15:07

【摘要】：中国每年产生的餐厨垃圾数量约为9000万吨,由于高含水率和高有机质含量的特点,餐厨垃圾极易污染环境,但同时,也具有较大的资源化潜力。利用餐厨垃圾处理设备在60 ℃左右下进行餐厨垃圾好氧堆肥的技术与传统处理技术相比减少了收集和运输过程中的环境污染,具有一定的优势,但存在处理效率低、有机肥不达标、臭气污染等问题。因此,本论文希望能通过制备高效的微生物菌剂,提高堆肥效率和有机肥品质;并且尝试用除臭微生物菌剂来解决臭气污染的问题。本论文通过筛选得到餐厨垃圾降解的优势菌,将其制备成微生物菌剂在小型餐厨垃圾处理设备上进行了应用,同时制备了除臭微生物菌剂,主要研究结果如下:(1)经过分离纯化共得到24株单菌,主要为芽孢杆菌属、柠檬酸杆菌属和乳酸杆菌属。经过初筛和复筛最终确定了 10菌株作为餐厨垃圾降解微生物菌剂的菌种来源,混合菌对淀粉、蛋白质、油脂和纤维素的降解率分别为 94.39%、95.03%、56.44%和 51%;(2)餐厨垃圾降解微生物菌剂在干燥过程中保护剂的最佳浓度组合为海藻糖1%,脱脂奶粉1%,可溶性淀粉1%,甘油0.5%,常温下储存150天后活菌数下降了 27.4%;(3)微生物菌剂餐厨垃圾好氧堆肥的实际应用结果显示,添加微生物菌剂后餐厨垃圾降解过程的pH由6.62下降至6.54,电导率(EC)由2.36上升至2.43,碳氮比(C/N)由19.54下降至13.7,48 h时总菌落数为109个/g,种子萌芽率为90.1%,总腐植酸含量为3.1%,与未添加微生物菌剂时相比,餐厨垃圾的总固体减重率增加了 50.5%;(4)通过高通量测序研究微生物群落分布的结果证明,添加的微生物菌剂后芽孢杆菌属的比例由0.02%上升至23.94%,柠檬酸杆菌的比例由0%上升至13.97%,微生物多样性Chao指数和Shannon指数比未添加菌剂时分别高14.13和1.19;(5)微生物除臭菌在37℃,pH=7.0,接种量为2.0%,除臭时间为12 h时除臭效果最好,这一条件下除臭微生物对氨气的降解率为81.6%,对硫化氢的降解率为87.3%,自制微生物菌剂的氨气降解率比康派微生物菌剂和化学除臭剂分别高3%和78.1%,硫化氢降解率比康派微生物菌剂高11.6%,比化学除臭剂低6.4%;(6)对200 L大桶内的生活垃圾臭气和密云垃圾填埋场臭气的去除效果表明,喷洒了微生物菌剂之后臭气强度下降了 1-2级;南宫垃圾堆肥厂的除臭效果表明,喷洒微生物菌剂之后,发酵仓内的氨气浓度下降了72.34%,总挥发性有机物浓度降了 83.33%,硫化氢的浓度降低至0.1 ppm以下,臭气浓度由5级下降至3级。
【图文】：

餐厨垃圾,处理能力

产生９８００万吨餐厨垃圾［２］，中国每年约产生９２４０万吨餐厨垃圾［３］。而目前，我国的逡逑餐厨垃圾处理率明显不足，仅有１７．６％的城市能基本满足处理需求，我国部分省市的逡逑餐厨垃圾处理能力如图１－１所示［４］。虽然各级政府都在不断推进餐厨垃圾的处理工作，逡逑但仍有较大的挑战。餐厨垃圾的数量还会随着人口的增加和城市化发展不断增大，实逡逑现餐厨垃圾的资源化利用，是人类社会可持续发展的必要条件。逡逑５０００邋逦逡逑：°°：邋｜逡逑ｆｏｏｏ：ｉ逦Ｉ逦■逡逑＾２０００邋－＾逦＾逦＾逦＾逡逑＾．１邋１１１１逡逑重庆浙江江苏山东海南辽宁逡逑图１－１中国部分省市餐厨垃圾处理能力（２０１７年）逡逑Ｆｉｇ．１－１邋Ｔｈｅ邋ｆｏｏｄ邋ｗａｓｔｅ邋ｄｉｓｐｏｓａｌ邋ｃａｐａｃｉｔｙ邋ｉｎ邋ｓｏｍｅ邋ｐｒｏｖｉｎｃｅｓ邋ｏｒ邋ｃｉｔｉｅｓ邋ｏｆ邋Ｃｈｉｎａ邋（２０１７）逡逑文献中餐厨垃圾的主要成分如表ｉ－ｉ所示。从表ｉ－ｉ总结的结果来看，不同城市逡逑餐厨垃圾的含水率大约在８０％左右，总有机质的含量均大于９０％。在餐厨垃圾有机质逡逑成分中，含量最高的营养物质是淀粉（约３７．５４？４７．６％），其次是蛋白质、油脂、纤逡逑维素。高含水率和高有机质含量，因此餐厨垃圾极易腐败，导致臭气散发，滋生虫蝇。逡逑但从另一方面来看，高有机质含量的特点使得餐厨垃圾具有较大的资源化潜力［５，６，７］。逡逑１逡逑

原理图,餐厨垃圾,好氧处理,原理图

圾的新方法。这种小型餐厨垃圾处理设备针对的是机关、餐厅、宾馆等场合，将餐厨逡逑垃圾脱水后收集起来生产有机肥料，一整套流程都是通过机械自动化一键操作。这种逡逑处理方法的原理与好氧堆肥相似，，如图１－２所示。餐厨垃圾在处理设备中被不断搅拌，逡逑摩擦和碰撞，最终被打碎。餐厨垃圾中的可溶性有机物在６０邋°Ｃ左右被微生物利用分逡逑解，生成腐植酸，同时产生Ｃ０２、ＮＨ３等废气。与现有的处理方式相比，这种新型的逡逑餐厨垃圾好氧发酵产有机肥的技术降低了运输成本，操作环境整洁，自动化程度高。逡逑逦邋新鲜空气逡逑壚．＇灥ｉ邋’〔＂丨邋Ｉ逡逑ｌ逦▲逡逑神儿１％逦￣邋一１栜概物逡逑——－——Ｔ邋’逦．邋－逡逑ｔ摩撺逡逑碰撞逡逑~逡逑图１－２新型餐厨垃圾好氧处理原理图逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｎｅｗ邋ａｅｒｏｂｉｃ邋ｔｒｅａｔｍｅｎｔ邋ｏｆ邋ｆｏｏｄ邋ｋｉｔｃｈｅｎ邋ｗａｓｔｅ逡逑４逡逑
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X172;X799.3

【参考文献】