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餐厨垃圾处理及除臭微生物菌剂的制备和应用

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摘要

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.1.1 餐厨垃圾概述

1.1.2 餐厨垃圾处理技术

1.1.3 新型餐厨垃圾好氧处理技术

1.1.4 新型好氧处理工艺存在的问题

1.2 提高餐厨垃圾好氧堆肥效率的方法

1.2.1 餐厨垃圾好氧堆肥处理过程控制

1.2.2 接种微生物菌剂

1.3 臭气处理技术

1.3.1 物理法和化学法除臭

1.3.2 生物法除臭

1.3.3 除臭方法比较

1.4 本课题的目的、意义及研究内容

1.4.1 目的和意义

1.4.2 研究内容及技术路线

第二章 餐厨垃圾降解菌株的筛选和鉴定

2.1 实验材料

2.1.1 菌种来源

2.1.2 实验试剂及设备

2.1.3 培养基配方

2.2 实验方法

2.2.1 菌株的分离纯化

2.2.2 菌株的分子生物学鉴定

2.2.3 菌株初筛

2.2.4 菌株复筛

2.2.5 降解率测定

2.3 结果与讨论

2.3.1 餐厨垃圾降解菌株的分离与鉴定

2.3.2 餐厨垃圾降解菌株初筛

2.3.3 餐厨垃圾降解菌株复筛

2.3.4 小结

第三章 餐厨垃圾降解微生物菌剂的制备及应用

3.1 实验材料

3.1.1 实验菌种

3.1.2 实验试剂及培养基配方

3.1.3 试验设备

3.2 实验方法

3.2.1 保护剂对微生物菌剂活菌数的影响

3.2.2 餐厨垃圾发酵微生物菌剂稳定性评价

3.2.3 餐厨垃圾发酵微生物菌剂应用

3.2.4 微生物群落变化分析

3.3 结果与讨论

3.3.1 保护剂对微生物菌剂活菌数的影响

3.3.2 微生物菌剂稳定性评价结果

3.3.3 餐厨垃圾处理微生物菌剂应用

3.3.4 餐厨垃圾高温好氧发酵过程中微生物群落变化

3.4 小结

第四章 除臭微生物菌剂的应用

4.1 实验材料

4.1.1 除臭微生物菌种来源

4.1.2 实验试剂及设备

4.2 实验方法

4.2.1 不同因素对除臭微生物除臭效果的影响

4.2.2 除臭微生物菌剂应用实验方法

4.3 结果与讨论

4.3.1 不同因素对除臭微生物除臭效果的影响

4.3.2 微生物菌剂除臭应用结果

4.4 小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

作者及导师简介

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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13.7,48h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12h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200L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0.1ppm以下,臭气浓度由5级下降至3级。

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