[发明专利]一种广谱性复合微生物酶制剂及其应用

说明书

技术领域

本发明属于环境治理领域，涉及一种广谱性复合微生物酶制剂及其应用，具体涉及一种用于餐厨垃圾的快速发酵和资源化利用的广谱性复合微生物酶制剂及其使用方法。

背景技术

餐厨垃圾约占城市生活垃圾的40％，达到城市垃圾总量的17％以上。餐厨垃圾主要包括家庭、食堂、学校及餐饮行业等产生的食物加工废料和餐桌剩余，成分比较复杂，是水、油、蔬菜、米面，鱼、肉、骨头等多种物质的混合。餐厨垃圾中糖类、蛋白质、淀粉和动物脂肪等为主，且盐分、油脂含量高。餐厨垃圾产量巨大，并且由于其高含水率和极易腐烂变质的特性，特别是在夏季，随意堆放的餐厨垃圾在极短的时间内就会腐败变质，产生恶臭。不仅在收集、清运过程中会造成一定的环境污染，同时也是大气污染和苍蝇孳生的重要原因。少数不法分子用这些餐厨垃圾提炼所谓的“地沟油”，含有大量的致癌物质，食用后对人体健康产生恶劣影响。一部分百姓用餐厨垃圾直接喂家畜和家禽，生产所谓的“垃圾猪”等。随着对环境保护意识的提高，家庭生活垃圾的处理也越来越受到政府及公民的重视。

餐厨垃圾以淀粉、食物纤维、脂肪、蛋白质等有机物为主，如何充分利用餐厨垃圾中的有机营养物质，同时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重要意义。目前，我国对于包括餐厨垃圾在内的城市生活垃圾主要的处理方法主要包括卫生填埋、焚烧、微生物处理等，其微生物处理方法最符合社会和环境可持续发展的要求。

餐厨垃圾微生物分解技术是利用微生物的代谢活动，发生氧化还原、脱羧基、脱氨基、脱水、酯化等种种反应，将大分子的有机物降解为小分子有机物，生产饲料或肥料，“变废为宝”。餐厨垃圾在一定的水分、C/N比和氧气条件下，通过微生物的代谢作用，将有机物转变为肥料的过程中，有机物由不稳定状态转化为稳定的腐殖质物质，对环境不构成危害。

餐厨垃圾的微生物分解技术包括好氧过程和厌氧过程。好氧过程如好氧堆肥，是在有氧的条件下，借助好氧微生物的作用来进行的。好氧分解过程是由群落结构演替非常迅速的多个微生物群体共同作用而实现的动态过程，在该过程中的每一个微生物群体都有在相对较短时间内适合自身生长繁殖的环境条件，对某一种或某一类特定的有机物质的分解起作用。微生物通过自身的生命活动-氧化、还原、合成等过程，把有机物氧化成简单的无机物，并放出生物生长活动所需要的能量，把另一部分有机物转化为生物体所必需的营养物质，合成新的细胞物质，于是微生物逐渐生长繁殖，产生更多的生物体。

餐厨垃圾好氧微生物分解过程如堆肥过程中，堆体内并不可能实现完全的有氧状态，会存在局部的或一定程度的厌氧过程。厌氧堆肥是在无氧条件下，借助厌氧微生物的作用来进行的，厌氧微生物的分解作用概括成为三阶段理论：水解阶段、酸化和乙酸化阶段、甲烷化阶段三个部分。水解阶段的功能主要是在水解和发酵细菌群的共同作用下将复杂有机物质如：纤维素、淀粉等水解为单糖后，再酵解为丙酮酸；将蛋白质水解为氨基酸、脱氨基成有机酸和氨；酯类水解为脂肪酸和醇，例如乙醇、丙酸、丁酸、长链脂肪酸、乙醇、二氧化碳、氢、氨和硫化氢等。微生物的厌氧水解过程中会产生有机酸、醇、氨、硫化氢、磷化氢等。因此厌氧过程中微生物发酵产生臭气和毒素，危害环境，也限制了该技术进入家庭和宾馆饭店。

无论好氧分解还是厌氧水解作用，微生物对于大分子有机物的降解都是通过分泌的胞外酶来实现的。微生物胞外酶是指那些在细胞内合成后穿过细胞膜在细胞外具有水解作用的一类酶。通过水解作用，胞外酶使多糖、蛋白质、核酸等天然高聚物分解，逐步变为可穿过细胞质膜而被吸收利用的小分子物质(葡萄糖、氨基酸、脂肪酸等)。

餐厨垃圾微生物酶处理技术是生物酶技术在餐厨垃圾生物处理中最好的应用，不是利用微生物菌体的分解作用，而是直接采用核心的微生物酶的分解作用，抓住了微生物降解作用的核心。没有微生物的参与，也就是可以避免厌氧微生物厌氧分解会产生硫化氢、氨气、硫醇、吲哚等臭气的发生。同时不需要提供好氧微生物所需要的氧气，减少了能源的消耗。在餐厨垃圾的微生物好氧分解过程中，最关键的核心问题是调节好水气条件，既要保证微生物有足够的水分满足生理要求，又必须控制水分不能产生厌氧。而采用酶制剂技术就不需要调节过程中的水气条件，从而使得有机物酶降解过程高效进行。因此采用酶制剂用于餐厨垃圾的酶水解，避免了餐厨垃圾发酵过程中水汽条件不好控制的弊端，不需调节水汽条件，不存在出现臭气和毒素的可能，使得餐厨垃圾生物处理技术可以进入家庭和饭店。