【摘 要】
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餐厨垃圾是一类高含水率、高有机质的湿垃圾,且极易腐烂、滋生蝇虫。如何对其进行高效化、资源化、无害化处理亟需深入研究。相关研究表明,餐厨垃圾生物处理方法,尤其是微生物菌剂的接种,有望成为一种可持续的餐厨垃圾处理方式。为研发用于餐厨垃圾生物处理的高效微生物菌剂,本研究通过分离得到大量高温菌株,经产酶能力的比选获得高效菌种,将这些高效菌株通过正交实验确定降解餐厨垃圾的最优菌种组合,制备得到高效复合微生物
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餐厨垃圾是一类高含水率、高有机质的湿垃圾,且极易腐烂、滋生蝇虫。如何对其进行高效化、资源化、无害化处理亟需深入研究。相关研究表明,餐厨垃圾生物处理方法,尤其是微生物菌剂的接种,有望成为一种可持续的餐厨垃圾处理方式。为研发用于餐厨垃圾生物处理的高效微生物菌剂,本研究通过分离得到大量高温菌株,经产酶能力的比选获得高效菌种,将这些高效菌株通过正交实验确定降解餐厨垃圾的最优菌种组合,制备得到高效复合微生物菌剂,并对菌剂的活性保持和餐厨垃圾的降解性能进行了评估。主要结果如下:采用传统微生物学方法,从3种生物材料中分离得到59株在50℃下生长良好的高温菌,其中细菌44株,放线菌15株。对上述59个菌株和实验室保存的40个菌株采用透明圈法测定淀粉、蛋白质、脂肪、纤维素的产酶能力,筛选得到71株高效降解菌,其中细菌57株,霉菌4株,酵母菌10株。对未知菌种的菌株通过16S rDNA PCR扩增-测序方法进行了菌种初步鉴定,这些菌株分别为:芽孢杆菌属(Bacillus)28株,地芽孢杆菌属(Geobacillus)6株,类芽孢杆菌属(Paenibacillus)1株,贪铜菌属(Cupriavidus)6株,假单胞菌属(Pseudomonas)1株,不动杆菌属(Acinetobacter)1株。采用纸片扩散法对部分菌株进行抗生素敏感试验,结果表明这些菌株均对测试的抗生素敏感。通过正交实验确定降解餐厨垃圾中淀粉、蛋白质、油脂、纤维素等主要组分的高效菌种组合。其中,降解淀粉的最优组合在48 h内对淀粉的降解率为91.9%;降解蛋白质的最优组合在48 h内对蛋白质的降解率为76.6%;降解油脂的最优组合在48 h内对油脂的降解率为69.0%;降解纤维素的最优组合在72 h内对纤维素的降解率为54.9%。以椰糠为载体,将上述高效菌种组合复配,得到餐厨垃圾高效降解复合微生物菌剂。其中,芽孢杆菌属16株、类芽孢杆菌属2株、地芽孢杆菌属3株、贪铜菌属4株、不动杆菌属1株、霉菌4株、酵母菌3株。对菌剂的保存性能进行检测,结果表明,复合菌剂中的中温菌(1010 CFU/g)、高温菌(1010 CFU/g)、真菌(10~7 CFU/g)的数量级在保存期内未发生明显变化,菌剂活性保持良好。将制备的复合菌剂和餐厨垃圾按照约2:1的质量比投入家用小型餐厨垃圾生活处理机中,每天投入餐厨垃圾,餐厨垃圾减量高达95.1%,高于未加复合菌剂的空白对照组(69.2%),减量效果明显,且菌剂投加缓解了酸化问题,证明了菌剂投加对于餐厨垃圾降解的高效性。
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