專利名稱：一種高效降解餐廚垃圾油脂的生物處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高效降解餐廚垃圾中油脂的生物處理方法。
背景技術(shù)：
隨著人們生活水平的提高，城市餐廚垃圾數(shù)量劇增，且垃圾中油脂的含量也逐漸提高。數(shù)量巨大的餐廚垃圾若和城市其他垃圾混在一起進(jìn)入垃圾收運(yùn)體系，會(huì)產(chǎn)生令人不快的氣味而影響周圍環(huán)境，而且餐飲廢棄油脂直接影響城市排污系統(tǒng)的運(yùn)行，一方面其影響水體的復(fù)氧和自然凈化過程，危害水體生態(tài)系統(tǒng)，嚴(yán)重污染周圍環(huán)境，另一方面也容易造成排污渠道堵塞而引起其他負(fù)面效應(yīng)。目前我國(guó)大多數(shù)城市對(duì)餐廚垃圾的管理基本處于排放單位自行處置的狀態(tài)。這直接導(dǎo)致了餐廚垃圾的三個(gè)主要流向其一，大部分未經(jīng)處理，被收集起來直接養(yǎng)雞喂豬；其二，少部分餐廚垃圾被人拉去提煉“潲水油”重返餐桌；其三，部分餐廚垃圾沒有經(jīng)過分類， 和其他城市生活垃圾混在一起進(jìn)入垃圾收運(yùn)體系或者直接倒進(jìn)城市排污系統(tǒng)。以上這些處理方式不僅帶來了食品安全問題，也會(huì)危及人民群眾的身心健康，而且增大了垃圾處理難度，因此引起了社會(huì)的廣泛關(guān)注。建立餐廚垃圾有效的管理體系和開發(fā)高效的治理技術(shù)已刻不容緩。從環(huán)境保護(hù)的觀點(diǎn)出發(fā)，餐廚垃圾是一種污染，而從資源利用的角度出發(fā)，這是一種資源。如果城市規(guī)劃中能將其收集進(jìn)行統(tǒng)一處理，不僅緩解了垃圾圍城的問題，而且可以變廢為寶。將餐廚垃圾經(jīng)過特殊處理之后制備成蚯蚓或蠅蛆等低等生物的培養(yǎng)基，既解決了目前餐廚垃圾的安置問題，也開發(fā)了一種新的資源，養(yǎng)殖的蚯蚓或蠅蛆不僅可以作為動(dòng)物飼料的蛋白添加劑，也能提取活性成分用于醫(yī)藥領(lǐng)域。目前的餐廚垃圾中含有大量油脂， 除去一部分可以分離出來作為生產(chǎn)生物柴油或工業(yè)用油的原料，另外的一部分難以分離出的油脂直接影響了餐廚垃圾作為蚯蚓蠅蛆等動(dòng)物培養(yǎng)基的后繼利用。國(guó)內(nèi)外餐飲廢棄油脂處理主要采用物理法、化學(xué)處理法和生物處理法。物理方法主要有磁吸附分離法、粗粒化法、氣浮法、超聲波法。化學(xué)方法主要有化學(xué)絮凝法、化學(xué)氧化法。生物學(xué)方法基本機(jī)理是利用微生物使部分有機(jī)物作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被吸收轉(zhuǎn)化成為微生物體內(nèi)的有機(jī)成分或增殖成新的微生物，其余部分被微生物氧化分解成簡(jiǎn)單的無機(jī)或有機(jī)物，如C02、H20、CH4等，也可逆EMP途徑生成葡萄糖，從而分解油脂。生物法與物理或化學(xué)方法相比較具有成本低，投資小，效率高，無二次污染等特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高效降解餐廚垃圾油脂的生物處理方法，該方法是從一地的餐廚垃圾中分離篩選出具有油脂降解能力的菌群，利用該菌群來降解該地餐廚垃圾中的油脂，達(dá)到降低油脂含量的目的。本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種高效降解餐廚垃圾油脂的生物處理方法，包括以下步驟
(1)菌種采集與馴化從一地收集餐廚垃圾，將餐廚垃圾放入盛有玻璃珠的無菌水中震蕩l_2h，打碎菌膠團(tuán)，釋放游離菌，得到菌液；取菌液加入到液體馴化培養(yǎng)基中， 32°C、180r/min恒溫振蕩培養(yǎng)，每7d轉(zhuǎn)接IOml培養(yǎng)物至30ml新的液體馴化培養(yǎng)基中，此馴化過程持續(xù)2個(gè)月；(2)菌種初篩取馴化培養(yǎng)的菌液Iml點(diǎn)種到初篩培養(yǎng)基平板上，32°C恒溫培養(yǎng) 48h，測(cè)量菌落周圍水解圈的直徑，挑選水解圈的直徑大于15mm的菌落進(jìn)入復(fù)篩；(3)菌種復(fù)篩將初篩入選的單菌落及復(fù)合菌落分別接種到復(fù)篩搖瓶培養(yǎng)基中， 180r/min、32°C振蕩培養(yǎng)7 后，測(cè)定復(fù)篩搖瓶培養(yǎng)基中含油量的變化，選取使含油量降幅最大的單菌落或一組復(fù)合菌落用于降解餐廚垃圾中的油脂；(4)準(zhǔn)備工作菌液從使含油量降幅最大的單菌落或一組復(fù)合菌落中各挑取一環(huán)菌苔接種于50ml基礎(chǔ)發(fā)酵培養(yǎng)基中，32°C 180r/min振蕩培養(yǎng)36h，得到工作菌液；(5)降解油脂把從步驟⑴所述地點(diǎn)收集的餐廚垃圾倒入水中水洗，將漂浮在水中的固體餐廚垃圾用篩網(wǎng)篩出；水面上的餐廚垃圾油脂以乙醚或石油醚萃取收集；每 IOOml基礎(chǔ)發(fā)酵培養(yǎng)基中加入400mg餐廚垃圾油脂、6ml工作菌液，將上述混合物的初始pH 值調(diào)節(jié)為7. 0-8. 0，再以每IOOml基礎(chǔ)發(fā)酵培養(yǎng)基600_800mg的量加入Tween-80 ；30-35°C、 170-200r/min振蕩培養(yǎng)至少7 后，油脂含量能減少74%以上；將水洗后的固體餐廚垃圾粉碎，再經(jīng)105°C烘干；往固體餐廚垃圾粉末中加入工作菌液至固體餐廚垃圾粉末濕度為50-80% (用濕度計(jì)測(cè)量)，之后每天加蒸餾水保持粉末的濕潤(rùn)度，處理至少7天，固體餐廚垃圾粉末的粗脂肪能減少45%以上。油脂含量測(cè)量采用紫外分光光度法，通過將分離萃取出的垃圾油脂制備成標(biāo)準(zhǔn)油測(cè)定不同油脂含量下的吸光度來測(cè)定油脂含量的前后變化；固體餐廚垃圾粉末中粗脂肪的含量通過索氏(Soxhlet)提取法測(cè)量。步驟(1)所述液體馴化培養(yǎng)基，是取5g (NH4) 2S04、2g K2HPO4,2g NaH2PO4,2g NaCl 和20g花生油混合，加水至1L，調(diào)節(jié)pH值至7. 0，滅菌(121°C滅菌20min)，即得液體馴化培
養(yǎng)基；步驟(2)所述初篩培養(yǎng)基，是取IOg蛋白胨、5g NaCl,0. Ig CaCl ·7Η20和9g瓊脂混合，加水至1L，調(diào)節(jié)pH值至7. 4，滅菌(121 °C滅菌30min)，然后冷卻至40_50°C，加入已單獨(dú)滅菌(121°C滅菌20min)的Tween-80至Tween-80體積濃度為1%，倒成平板；步驟( 所述復(fù)合菌落是兩個(gè)以上單菌落的混合物；步驟(3)所述復(fù)篩搖瓶培養(yǎng)基，取0. 5g花生油、5g(NH4)2S04、2g K2HPO4,2g NaH2PO4 和2g NaCl混合，加水至1L，調(diào)節(jié)pH值至7. 0，滅菌(121°C滅菌20min)，即得復(fù)篩搖瓶培養(yǎng)基；步驟(4)所述基礎(chǔ)發(fā)酵培養(yǎng)基，取酵母膏1. 0g、(NH4)2SO4 5. 0g、K2HPO4 2. 0g、 NaH2PO4 2.0、花生油20. 0g，混合，加水至1L，調(diào)節(jié)pH值至7. 0，滅菌(121°C滅菌20min)，即得到基礎(chǔ)發(fā)酵培養(yǎng)基； 所述花生油是市售花生油。本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果1、本發(fā)明從一地的餐廚垃圾中分離篩選出一類可以高效降解油脂的混合菌群，用于降解該地餐廚垃圾中的油脂，使餐廚垃圾可以制備成適合蚯蚓等低等生物養(yǎng)殖的培養(yǎng)基，達(dá)到了餐廚垃圾資源化處理的目的。2、利用本發(fā)明方法降解餐廚垃圾的油脂具有簡(jiǎn)單迅速、操作方便和易于掌握的特點(diǎn)，其降解效果比物理方法和化學(xué)方法更加徹底，沒有二次污染。通過微生物的分解作用使油脂轉(zhuǎn)化為易于被蚯蚓吸收的物質(zhì)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例1—種高效降解餐廚垃圾油脂的生物處理方法，包括以下步驟(1)菌種采集與馴化從華南師范大學(xué)陶?qǐng)@飯?zhí)孟滤朗占蛷N垃圾的水樣， 將水樣放入盛有玻璃珠的無菌瓶中震蕩lh，打碎菌膠團(tuán)，釋放游離菌；取菌液加入到液體馴化培養(yǎng)基中，320C、180r/min恒溫振蕩培養(yǎng)，每7d轉(zhuǎn)接IOml培養(yǎng)物至30ml新的液體馴化培養(yǎng)基中，此馴化過程持續(xù)2個(gè)月；(2)菌種初篩取馴化培養(yǎng)的菌液Iml點(diǎn)種到初篩培養(yǎng)基平板上，32°C恒溫培養(yǎng) 48h，測(cè)量菌落周圍水解圈的直徑，挑選水解圈的直徑大于15mm的菌落進(jìn)入復(fù)篩，共有18個(gè)菌落進(jìn)入復(fù)篩；(3)菌種復(fù)篩將初篩入選的單菌落及復(fù)合菌落分別接種到復(fù)篩搖瓶培養(yǎng)基中， 180r/min、32°C振蕩培養(yǎng)7 后，測(cè)定復(fù)篩搖瓶培養(yǎng)基中含油量的變化。結(jié)果是使含油量降幅最大的一組菌劑是步驟( 所得18個(gè)菌落的混合物，油脂含量降低65% ；以步驟(2) 所得18個(gè)菌落的混合物來降解餐廚垃圾的油脂；(4)準(zhǔn)備工作菌液從步驟( 所得18個(gè)菌落中各挑取一環(huán)菌苔接種于50ml基礎(chǔ)發(fā)酵培養(yǎng)基中，32°C 180r/min振蕩培養(yǎng)36h，得到工作菌液；(5)降解油脂把從步驟(1)所述地點(diǎn)收集的餐廚垃圾倒入水中水洗，將漂浮在水中的固體餐廚垃圾用篩網(wǎng)篩出；水面上的餐廚垃圾油脂以乙醚或石油醚萃取收集；每 IOOml基礎(chǔ)發(fā)酵培養(yǎng)基中加入400mg餐廚垃圾油脂、6ml工作菌液，將上述混合物的初始pH 值調(diào)節(jié)為8. 0，再以每IOOml基礎(chǔ)發(fā)酵培養(yǎng)基800mg的量加入Tween-80 ；32°C、200r/min振蕩培養(yǎng)7 后，油脂含量減少74. 6% ；將水洗后的固體餐廚垃圾粉碎，再經(jīng)105°C烘干；往固體餐廚垃圾粉末中加入工作菌液至固體餐廚垃圾粉末濕度為50-80%，之后每天加蒸餾水保持粉末的濕潤(rùn)度，處理7 天，固體餐廚垃圾粉末的粗脂肪減少45. 3%。實(shí)施例2一種高效降解餐廚垃圾油脂的生物處理方法，包括以下步驟(1)菌種采集與馴化從華師南門垃圾堆收集餐廚垃圾，將餐廚垃圾放入盛有玻璃珠的無菌瓶中震蕩2h，打碎菌膠團(tuán)，釋放游離菌；取菌液加入到液體馴化培養(yǎng)基中， 32°C、180r/min恒溫振蕩培養(yǎng)，每7d轉(zhuǎn)接IOml培養(yǎng)物至30ml新的液體馴化培養(yǎng)基中，此馴化過程持續(xù)2個(gè)月；(2)菌種初篩取馴化培養(yǎng)的菌液Iml點(diǎn)種到初篩培養(yǎng)基平板上，32°C恒溫培養(yǎng) 48h，測(cè)量菌落周圍水解圈的直徑，挑選水解圈的直徑大于15mm的菌落進(jìn)入復(fù)篩；共有18個(gè)菌落進(jìn)入復(fù)篩，其中有6個(gè)細(xì)菌菌落、5個(gè)霉菌菌落、7個(gè)酵母菌菌落；
(3)菌種復(fù)篩將初篩入選的單菌落及復(fù)合菌落分別接種到復(fù)篩搖瓶培養(yǎng)基中， 180r/min、32°C振蕩培養(yǎng)7 后，測(cè)定復(fù)篩搖瓶培養(yǎng)基中含油量的變化。結(jié)果是使含油量降幅最大的一組菌劑是步驟( 所得18個(gè)菌落的混合物，油脂含量降低65% ；(4)準(zhǔn)備工作菌液從步驟( 所得18個(gè)菌落中各挑取一環(huán)菌苔接種于50ml基礎(chǔ)發(fā)酵培養(yǎng)基中，32°C 180r/min振蕩培養(yǎng)36h，得到工作菌液；(5)降解油脂用步驟( 所得18個(gè)菌落的混合菌液來降解花生油、芝麻油或豬油(均為我國(guó)餐廚垃圾中常見的幾種油脂)。往基礎(chǔ)發(fā)酵培養(yǎng)基加入6% (體積比)的工作菌液、各種油脂的初始濃度分別為 400mg/L。溫度32°C、混合物初始pH值為7. 5，Tween-80濃度700mg/L，搖床轉(zhuǎn)速為200r/ min，振蕩培養(yǎng)72h，花生油、芝麻油、豬油的含量分別減少84. 7%、79. 3%、76. 4%。上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化， 均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種高效降解餐廚垃圾油脂的生物處理方法，其特征在于包括以下步驟(1)從一地收集餐廚垃圾，將餐廚垃圾放入盛有玻璃珠的無菌水中震蕩l-2h，得到菌液；取菌液加入到液體馴化培養(yǎng)基中，32°C、180r/min恒溫振蕩培養(yǎng)，每7d轉(zhuǎn)接IOml培養(yǎng)物至30ml新的液體馴化培養(yǎng)基中，此馴化過程持續(xù)2個(gè)月；(2)取馴化培養(yǎng)的菌液Iml點(diǎn)種到初篩培養(yǎng)基平板上，32°C恒溫培養(yǎng)48h，測(cè)量菌落周圍水解圈的直徑，挑選水解圈直徑大于15mm的菌落進(jìn)入復(fù)篩；(3)將初篩入選的單菌落及復(fù)合菌落分別接種到復(fù)篩搖瓶培養(yǎng)基中，180r/min、32°C振蕩培養(yǎng)7 后，測(cè)定復(fù)篩搖瓶培養(yǎng)基中含油量的變化，選取使含油量降幅最大的單菌落或一組復(fù)合菌落用于降解餐廚垃圾中的油脂；(4)從使含油量降幅最大的單菌落或一組復(fù)合菌落中各挑取一環(huán)菌苔接種于50ml基礎(chǔ)發(fā)酵培養(yǎng)基中，32°C 180r/min振蕩培養(yǎng)36h，得到工作菌液；(5)把從步驟(1)所述地點(diǎn)收集的餐廚垃圾倒入水中水洗，將漂浮在水中的固體餐廚垃圾用篩網(wǎng)篩出；水面上的餐廚垃圾油脂以乙醚或石油醚萃取收集；每IOOml基礎(chǔ)發(fā)酵培養(yǎng)基中加入400mg餐廚垃圾油脂、6ml工作菌液，將上述混合物的初始pH值調(diào)節(jié)為7. 0-8. 0，再以每IOOml基礎(chǔ)發(fā)酵培養(yǎng)基600_800mg的量加入Tween_80 ；30-35 °C、 170-200r/min振蕩培養(yǎng)至少72h ；將水洗后的固體餐廚垃圾粉碎，再經(jīng)105°C烘干；往固體餐廚垃圾粉末中加入工作菌液至固體餐廚垃圾粉末濕度為50-80%，之后每天加蒸餾水保持粉末的濕潤(rùn)度，處理至少7 天。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高效降解餐廚垃圾油脂的生物處理方法，其特征在于步驟⑴所述液體馴化培養(yǎng)基，是取5g (NH4) 2S04、2g K2HP04、2gNaH2P04、2g NaCl和20g花生油混合，加水至1L，調(diào)節(jié)pH值至7. 0，滅菌，即得液體馴化培養(yǎng)基。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高效降解餐廚垃圾油脂的生物處理方法，其特征在于步驟(2)所述初篩培養(yǎng)基，是取IOg蛋白胨、5g NaCl,0. Ig CaCl ·7Η20和9g瓊脂混合，加水至 1L，調(diào)節(jié)pH值至7. 4，滅菌，然后冷卻至40-50°C，加入已單獨(dú)滅菌的Tween-80至Tween-80 體積濃度為1%，倒成平板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高效降解餐廚垃圾油脂的生物處理方法，其特征在于步驟( 所述復(fù)合菌落是兩個(gè)以上單菌落的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高效降解餐廚垃圾油脂的生物處理方法，其特征在于步驟⑶所述復(fù)篩搖瓶培養(yǎng)基，取0. 5g花生油、5g(NH4)2S04、2g K2HPO4,2g NaH2P0jP2g NaCl 混合，加水至1L，調(diào)節(jié)pH值至7. 0，滅菌，即得復(fù)篩搖瓶培養(yǎng)基。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高效降解餐廚垃圾油脂的生物處理方法，其特征在于步驟⑷所述基礎(chǔ)發(fā)酵培養(yǎng)基，取酵母膏1. 0g、(NH4)2SO4 5. 0g、K2HP042. Og^NaH2PO4 2. 0、花生油20. Og,混合，加水至1L，調(diào)節(jié)pH值至7. 0，滅菌，即得到基礎(chǔ)發(fā)酵培養(yǎng)基。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高效降解餐廚垃圾油脂的生物處理方法，該方法包括以下步驟(1)取餐廚垃圾菌液進(jìn)行馴化培養(yǎng)；(2)菌種初篩；(3)菌種復(fù)篩；(4)準(zhǔn)備工作菌液；(5)往基礎(chǔ)發(fā)酵培養(yǎng)基中加入餐廚垃圾油脂、工作菌液，初始pH值調(diào)節(jié)為7.0-8.0，再加入Tween-80；30-35℃、170-200r/min振蕩培養(yǎng)至少72h；往固體餐廚垃圾粉末中加入工作菌液至固體餐廚垃圾粉末濕度為50-80％，之后每天加蒸餾水保持粉末的濕潤(rùn)度，處理至少7天。本發(fā)明從一地的餐廚垃圾中分離篩選出一類可以高效降解油脂的混合菌群，用于降解該地餐廚垃圾中的油脂，使餐廚垃圾可以制備成適合蚯蚓等低等生物養(yǎng)殖的培養(yǎng)基，達(dá)到了餐廚垃圾資源化處理的目的。
文檔編號(hào)B09B5/00GK102284465SQ201110103210
公開日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月25日
發(fā)明者張濤, 張璋, 張葦, 彭樂, 林盛, 梁學(xué)世, 武佳韻, 潘淦, 蘆雙, 虞為, 趙盼盼, 郭文康, 陳世文, 陳孔亮, 陳純純, 馬廣智, 高艷明, 黃儒強(qiáng), 黃陳玲 申請(qǐng)人:華南師范大學(xué)