生物酶催化生活垃圾减容减量处理剂的制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及一种对生活垃圾进行高效减容减量的处理剂产品，即采用生物酶催化技术对生活垃圾进行调理，并高效减容减量，尤其是能通过高效的生物催化功能对生活垃圾进行催化降解，大幅降低其含水率，缩短处理时间，提高处理效率，减少处理成本，解决现有生活垃圾减容减量处理周期长，成本高，能耗大等共性难题。具体的说是指具有生物催化功能且能使处理后的生活垃圾减量化、稳定化，实现高效减容减量的生物酶催化处理生活垃圾技术制得复合生物酶垃圾处理剂。该产品配方科学，生物活性高，处理效果理想，使用方便，环境友好。适用于垃圾填埋处置或者焚烧处置垃圾库、挤压脱水、垃圾干燥等工序及生活垃圾收集贮存过程等领域。

Preparation and Application of Enzyme-Catalyzed Reducing Volume and Reducing Agent for Domestic Waste

The invention relates to a treatment agent product for high-efficiency volume reduction and volume reduction of domestic waste, i.e. using bio-enzyme catalytic technology to treat domestic waste, and high-efficiency volume reduction and volume reduction, in particular, catalytic degradation of domestic waste through high-efficiency bio-catalytic function, which can greatly reduce its moisture content, shorten treatment time, improve treatment efficiency, reduce treatment cost and solve existing problems. Domestic waste volume reduction and reduction treatment cycle is long, high cost, energy consumption and other common problems. Specifically, it refers to the technology of bio-enzyme catalytic treatment of municipal solid waste with bio-catalytic function, which can reduce and stabilize the treated municipal solid waste and achieve high efficiency and volume reduction. The product has scientific formula, high biological activity, ideal treatment effect, convenient use and friendly environment. It is suitable for landfill disposal or incineration disposal of garbage storage, extrusion dehydration, garbage drying, garbage collection and storage process and other fields.

【技术实现步骤摘要】
生物酶催化生活垃圾减容减量处理剂的制备方法及应用
本专利技术属于环境工程领域，具体涉及一种生物酶催化生活垃圾减容减量处理剂的制备方法及应用。
技术介绍
随着我国城市数量增加，规模扩大，人口增多以及人民生活方式的变化和生活水平的提高，城市生活垃圾以年均增长率8.98%的速度迅猛增加。数量庞大的城市垃圾已对城市以及城市周围的生态环境构成日趋严重的威胁：全国668座城市中至少有200座以上处于垃圾的包围之中；在城市周围历年堆存的生活垃圾量已达60亿t，侵占了约5亿多m2的土地；垃圾直接堆放和简易填埋场向大气释放大量的有害气体，其中还含有致癌、致畸物，垃圾在堆放腐败过程中产生大量酸性和碱性有机污染物，并溶解出其中的重金属，形成有机物、重金属和病原微生物三位一体的污染源。此外，垃圾堆积场爆炸事故不断发生，造成重大损失。因而，城市生活垃圾的处理处置问题，是关系到保护和改善生活和生态环境，防治污染，改变传统发展模式，使经济发展与环境保护相协调的重要内容之一。垃圾处理方法按处理工艺不同分为物理方法、化学方法及生物化学方法三类。以处理方式不同通常有5种：填埋、堆肥、焚烧、热解和固化。1.垃圾填埋处理：分为传统填埋和卫生填埋两种。传统填埋法是在自然条件下，利用坑、塘、洼地，将垃圾集中堆置在一起，不加掩盖，未进行灭菌、除臭、防污染处理的堆埋。卫生填埋法是采用工程技术措施，防止产生污染及危害环境的土地处理方法。其优缺点体现在：造价省，减容但占用大量土地，资源化利用率很低，容易对周边环境造成影响。2.垃圾堆肥处理：是在有控制的条件下，依靠自然界广泛分布的微生物，使垃圾中有机成分分解，转化为腐殖土状的有机肥或土壤改良剂。按需氧程度分为厌氧堆肥与好氧堆肥；按温度范围分为中温堆肥与高温堆肥；按技术条件分为露天堆肥（长期）与封闭机械装置堆肥。其优缺点体现在：能实现一定程度的垃圾资源化利用，但由于效率低，制造期长，不适应垃圾产生量的迅速增长。3.垃圾焚烧处理：一般是指将垃圾作为固体燃料送入垃圾焚烧炉中，垃圾中的可燃成分与空气中的氧进行剧烈的化学反应而放出热量，转化成高温的燃烧气和量少而性质稳定的固体残渣，燃烧气可以作为热能回收利用，性质稳定的残渣可直接填埋。其优缺点体现在：减容90%，减量75%左右，能最大限度地消灭有毒有害病菌，防止恶臭，节约土地资源，同时回收电能、热能，是非常有发展前景的垃圾处理方式；但是，其造价高，且传统的垃圾焚烧处理存在二噁英二次污染和高温氯腐蚀等问题。4.垃圾热解处理：是利用垃圾中有机物的热不稳定性在隔绝空气条件下对垃圾进行加热，使其中的有机物产生热裂解的一种方法。其优缺点体现在：控制适当的操作条件，能迅速达到减容减量，并有效地控制二噁英污染；但由于其首期投资大，且以分类收集、垃圾热值较高为前提，限制了它的应用和推广。5.垃圾固化处理：是把水泥、沥青、塑料、石膏、水玻璃等凝结剂同固体废弃物加以混合进行固化，或是在城市垃圾中加入硅酸钠、黏土之类的添加剂一起烧结固化（玻璃化），使得城市垃圾中所含的有害物质封闭在固化体内不易浸出，从而达到无害化、稳定化的目的。其优缺点体现在：工艺简单，首批投资费用较低，能有效地封闭垃圾中的有害物质，可以用来处理各种城市垃圾；但其减量效果差，且对有毒垃圾的处理工艺较复杂，成本高。因此，当前面临的问题是尽快发展生活垃圾减容减量高效处理方法来解决不断增长的城市生活垃圾，亦成为研究热点。开发出适应目前垃圾处理减量化、生态化、资源化的新技术与新产品也是当前的重大课题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种生物酶催化生活垃圾减容减量处理剂的制备方法及应用。即通过采用生物酶催化技术对生活垃圾进行催化降解，通过有效的生物催化功能来对目前一些生活垃圾处理技术所不能达到要求的生活垃圾进行减容减量处理的处理剂，使处理后的生活垃圾减量化、稳定化，使生活垃圾达到焚烧要求的生物酶催化处理剂。本专利技术的另一目的在于提供一种用在环保领域生活垃圾减容减量处理工程上，可以极大的对生活垃圾进行减容减量，而且大大降低了生活垃圾减容减量处理的运行成本的复合生物酶处理剂。本专利技术采用如下技术方案：一种生物酶催化生活垃圾减容减量处理剂的制备方法，具体包括以下步骤：（1）复合生物酶制剂的制备；（2）超嗜热好氧微生物菌剂制备；（3）溶液混配；（4）均质调配；（5）成品检测。步骤（1）所述复合生物酶制剂的制备方法如下：1）将选用的酶种称量计重，分别在不同的容器中进行溶解、沉淀，溶解时间为1-5小时，沉淀时间为1-2小时；采用砂滤或微滤方式去除杂质；2）分别将上述经预处理的酶原料按顺序依次投加到配料罐中，投料速度容积比控制在每小时100-500公斤，同时开启搅拌器，搅拌器转速为20-30r/min；3）通过工作压力为0.1—0.5Mpa下，膜孔径为0.005µ—0.015µ的超滤膜，进行浓缩增稠处理；4）将浓缩增稠处理后的中间体在容器中投加0.005-0.03wt%的助剂进行分子修饰于与酶固定化，之后进行静置硝化反应，时间为3-6个小时；以制得组主酶活力单位8000U/以上、pH值：4.5—6.5、分子量在20000—50000之间的酶混合液；将制得的酶溶液灌装于包装桶内在5℃至25℃条件中密封避光保存。所述酶种包括纤维素酶、果胶酶、葡聚糖酶、漆酶、过氧化氢酶、木聚糖酶、蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶中的一种或多种。所述助剂为酶固定化的基材或具有温和热敏功能的缓释剂，包括葡萄糖、果葡糖浆、硅藻土㓎出液、辣椒粉㓎出液中的一种或多种。步骤（2）所述超嗜热好氧微生物菌剂制备方法如下：1）扩繁培养：根据生活垃圾成分不同，选用超嗜热好氧微生物菌种并经斜面活化，分别接种于液体培养基中，在45℃-80℃条件下培养；在24h之后分别检查菌种的活菌数，至菌数至少达到1×108个/ml数量级，然后按照比例混合得到混合菌剂；将混合菌剂按3-5wt%的接种量接种至糖蜜培养基上作为种子液；2）二次发酵：在发酵罐中配制液体培养基为发酵母液，混合接入1-5%v/v的种子液，发酵培养至菌数至少达到1×107个/ml数量级；在25℃-35℃条件下密封培养2周，将PH值调至3-4，获得菌剂；3）混合：取乳酸、柠檬酸、苯甲酸钠和菌剂按以下质量百分比混合溶解于水中：乳酸10-30%、柠檬酸5-10%、苯甲酸钠0.2-0.5%、菌剂10-15%；得到超嗜热好氧微生物菌剂。所述微生物菌种包括枯草芽孢杆菌CGMCC1.3358、糖单胞菌AMS-85-14、紫褐小单孢菌AMS-83-14、暗黑色马杜拉放线菌4.2100或赫石色马杜拉放线菌AMS-84-12中的一种或多种。所述液体培养基中含终浓度0.5-5wt％的葡萄糖、终浓度0.2％的磷酸三铵，用浓硫酸调节pH值至6.0-7.0，灭菌；所述糖蜜培养基的制备方法为：10-15wt%的糖蜜溶于蒸馏水中。步骤（3）所述溶液混配的具体方法为：将复合生物酶制剂10-20份与超嗜热好氧微生物菌剂3-10份混合均匀。步骤（4）所述均质调配的具体步骤为：将混合后的溶液泵入调配罐再进行均质调配，比例为：混合溶液5-20%；加入0.0001-0.001wt%具有温和缓释功能的热敏剂辣椒酱或者辣椒粉㓎出液，加纯水定容到100%，制得其中活菌数达到(7-8.5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物酶催化生活垃圾减容减量处理剂的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：（1）复合生物酶制剂的制备；（2）超嗜热好氧微生物菌剂制备；（3）溶液混配；（4）均质调配；（5）成品检测。

【技术特征摘要】
1.一种生物酶催化生活垃圾减容减量处理剂的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：（1）复合生物酶制剂的制备；（2）超嗜热好氧微生物菌剂制备；（3）溶液混配；（4）均质调配；（5）成品检测。2.根据权利要求1所述一种生物酶催化生活垃圾减容减量处理剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述复合生物酶制剂的制备方法如下：1）将选用的酶种称量计重，分别在不同的容器中进行溶解、沉淀，溶解时间为1-5小时，沉淀时间为1-2小时；采用砂滤或微滤方式去除杂质；2）分别将上述经预处理的酶原料按顺序依次投加到配料罐中，投料速度容积比控制在每小时100-500公斤，同时开启搅拌器，搅拌器转速为20-30r/min；3）通过工作压力为0.1—0.5Mpa下，膜孔径为0.005µ—0.015µ的超滤膜，进行浓缩增稠处理；4）将浓缩增稠处理后的中间体在容器中投加0.005-0.03wt%的助剂进行分子修饰于与酶固定化，之后进行静置硝化反应，时间为3-6个小时；以制得组主酶活力单位8000U/以上、pH值：4.5—6.5、分子量在20000—50000之间的酶混合液；将制得的酶溶液灌装于包装桶内在5℃至25℃条件中密封避光保存。3.根据权利要求2所述一种生物酶催化生活垃圾减容减量处理剂的制备方法，其特征在于，所述酶种包括纤维素酶、果胶酶、葡聚糖酶、漆酶、过氧化氢酶、木聚糖酶、蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶中的一种或多种。4.根据权利要求2所述一种生物酶催化生活垃圾减容减量处理剂的制备方法，其特征在于，所述助剂为酶固定化的基材或具有温和热敏功能的缓释剂，包括葡萄糖、果葡糖浆、硅藻土㓎出液、辣椒粉㓎出液中的一种或多种。5.根据权利要求1所述一种生物酶催化生活垃圾减容减量处理剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述超嗜热好氧微生物菌剂制备方法如下：1）扩繁培养：根据生活垃圾成分不同，选用超嗜热好氧微生物菌种并经斜面活化，分别接种于液体培养基中，在45℃-80℃条件下培养；在24h之后分别检查菌种的活菌数，至菌数至少达到1×108个/ml数量...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙祥章，齐爱玖，孙靖远，林祥进，
申请(专利权)人：福州晨翔环保工程有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35