[0001] 本发明涉及餐厨垃圾降解领域，尤其是涉及一种微生物菌剂‑酶制剂组合物及快速处理餐厨垃圾的方法。

[0002] 随着国家环保政策要求的不断提高，餐厨垃圾的无害化、资源化和减量化处理(“三化”处理)已经成为城市治理的焦点之一。我国餐厨垃圾年产生量9000多万吨，具有高浓度、高盐分、高油脂和高水分的“四高”特征。随着政府对餐厨垃圾分类和处理技术的日益重视和大量投入，餐厨垃圾在处理技术上有了明显的进步。

[0003] 近年来，我国一些主要城市正在兴起一种分散或就地快速处理餐厨垃圾新模式，这种新模式是以学校、机关团体、部队等单位为核心，安装一种处理量相对应的、自动化程度较高的固态垃圾处理设备，随时集中处理产生的餐厨垃圾，将餐厨垃圾固态发酵加工成有机肥，避免了餐厨垃圾长距离运输带来的二次污染。但长时间的实践表明这一模式也存在明显的不足，由于固体料因流动性、热传导性差，很容易造成物料与微生物(包括酶制剂)之间接触不良，使生物降解的程度不够均匀，且处理时间较长，一旦发酵技术掌握不好就会影响有机肥的质量，难以彻底杀灭虫卵及致病菌，或导致肥料在施用过程中引发植物烧苗等问题，最终造成二次污染。

[0004] 现有技术中，有一些研究机构或企业研发了液态处理餐厨垃圾的方法，如CN112718803A公开的就地快速餐厨垃圾处理工艺，将微生物降解技术、酶解技术与污水处理技术有机结合，但在处理过程中，没有根据不同阶段餐厨垃圾中组分的不同，针对性进行高效降解，而是直接将复合微生物菌剂和复合酶制剂在水解阶段同时添加，导致餐厨垃圾生物反应不彻底，物质转化不充分，不能得到有效降解，且二级好氧降解率偏低，影响处理后的出水COD，排放污水的质量不稳定。

[0043] 下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

[0044] 在本发明所用菌株来源如下：

[0045] 枯草芽孢杆菌TRIIM 1.01067于2022年12月15日保藏于天津市工业微生物研究所菌种中心，其保藏编号为TRIIM 1.01067；保藏地址为天津开发区西区新圣路21号。

[0046] 枯草芽孢杆菌TRIIM 1.01035于2023年1月10日保藏于天津市工业微生物研究所菌种中心，其保藏编号为TRIIM 1.01035；保藏地址为天津开发区西区新圣路21号。

[0047] 枯草芽孢杆菌TRIIM 1.01077于2023年1月10日保藏于天津市工业微生物研究所菌种中心，其保藏编号为TRIIM 1.01077；保藏地址为天津开发区西区新圣路21号。

[0048] 解淀粉芽孢杆菌TRIIM 1.00312于2022年12月15日保藏于天津市工业微生物研究所菌种中心，其保藏编号为TRIIM 1.00312；保藏地址为天津开发区西区新圣路21号。

[0049] 解淀粉芽孢杆菌TRIIM 1.00308于2023年2月6日保藏于天津市工业微生物研究所菌种中心，其保藏编号为TRIIM 1.00308；保藏地址为天津开发区西区新圣路21号。

[0050] 发酵乳杆菌TRIIM 1.14009于2022年10月24日保藏于天津市工业微生物研究所菌种中心，其保藏编号为TRIIM 1.14009；保藏地址为天津开发区西区新圣路21号。

[0051] 发酵乳杆菌TRIIM 1.14005于2022年12月15日保藏于天津市工业微生物研究所菌种中心，其保藏编号为TRIIM 1.14005；保藏地址为天津开发区西区新圣路21号。

[0052] 发酵乳杆菌TRIIM 1.14021于2023年3月1日保藏于天津市工业微生物研究所菌种中心，其保藏编号为TRIIM 1.14021；保藏地址为天津开发区西区新圣路21号。

[0053] 发酵乳杆菌TRIIM 1.14010于2023年2月17日保藏于天津市工业微生物研究所菌种中心，其保藏编号为TRIIM 1.14010；保藏地址为天津开发区西区新圣路21号。

[0054] 地衣芽孢杆菌TRIIM 1.00420于2022年9月6日保藏于天津市工业微生物研究所菌种中心，其保藏编号为TRIIM 1.00420；保藏地址为天津开发区西区新圣路21号。

[0055] 地衣芽孢杆菌TRIIM 1.00418于2023年2月17日保藏于天津市工业微生物研究所菌种中心，其保藏编号为TRIIM 1.00418；保藏地址为天津开发区西区新圣路21号。

[0056] 柱状假丝酵母TRIIM 2.10100于2023年1月10日保藏于天津市工业微生物研究所菌种中心，其保藏编号为TRIIM 2.10100；保藏地址为天津开发区西区新圣路21号。

[0057] 柱状假丝酵母TRIIM 2.10102于2023年3月1日保藏于天津市工业微生物研究所菌种中心，其保藏编号为TRIIM 2.10102；保藏地址为天津开发区西区新圣路21号。

[0058] 柱状假丝酵母TRIIM 2.10097于2022年10月24日保藏于天津市工业微生物研究所菌种中心，其保藏编号为TRIIM 2.10097；保藏地址为天津开发区西区新圣路21号。

[0059] 在本发明中所用酶来源如下：

[0060] α‑淀粉酶(2wU/g)、糖化酶(5wU/g)、脂肪酶(5wU/g)、纤维素酶(2wU/g)以及中性蛋白酶(5wU/g)均采购自天津诺奥酶生产力促进有限公司。

[0061] 其他实验材料和仪器如无特殊说明，均可通过商业途径购买。

[0062] 本发明中好氧处理中组合填料以及MBR膜组件为：

[0063] 好氧组合环保填料，型号ZHTLY，单元直径150mm，间距80mm，购自广州市绿烨环保设备有限公司。

[0064] MBR膜组件，MBR中空纤维膜，有效膜面积16㎡，孔径0.001‑0.1μm，外径0.5‑2mm，内径0.3‑1.4mm，购自山东万熙环保科技有限公司。

[0065] 本发明中复合微生物菌剂的制备方法为：

[0066] 将经过活化的枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、发酵乳杆菌、地衣芽孢杆菌、柱状假丝酵母按1％的接种量分别接种于培养基中进行扩大培养至稳定期；按质量比将对应的培养基混合得到复合微生物菌剂。

[0067] 枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌所用培养基为LB培养基。LB培养基：胰蛋白胨10g，酵母膏5g，氯化钠10g，蒸馏水1000mL，pH 7.0，121℃高压灭菌20min。

[0068] 发酵乳杆菌所用培养基为MRS肉汤培养基。MRS肉汤培养基：称取55.2g于1L蒸馏水中，加热煮沸至完全溶解，分装试管，121℃高压灭菌20min。

[0069] 柱状假丝酵母所用培养基为YPD培养基。YPD培养基：蛋白胨20g，酵母膏10g，蒸馏水900mL，将上述成分加入蒸馏水中，121℃高压灭菌20min，再加入100mL 20g葡萄糖(葡萄糖溶液灭菌后加入)。

[0070] 本发明中涉及到检测方法为：

[0071] 化学需氧量COD：依据HJ/T 399‑2007水质化学需氧量的测定快速消解分光光度法。

[0072] 氨氮NH3‑N：依据HJ 535‑2009水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法。

[0073] 悬浮物SS：依据GB/T 11901‑1989水质悬浮物的测定重量法。

[0074] pH值：依据HJ 1147‑2020水质pH值的测定电极法。

[0075] 实施例1

[0076] 本实施例提供一种降解餐厨垃圾用微生物菌剂‑酶制剂组合物。

[0077] 复合酶制剂的组成为质量比为1:2:2:1:3的α‑淀粉酶、糖化酶、中性蛋白酶、脂肪酶和纤维素酶。

[0078] 复合微生物菌剂一的组成为质量比为2:4:1的枯草芽孢杆菌TRIIM 1.01067液体培养基、解淀粉芽孢杆菌TRIIM 1.00312液体培养基和发酵乳杆菌TRIIM 1.14009液体培养8
基。复合微生物菌剂一的活菌数约2.5×10cfu/mL。

[0079] 复合微生物菌剂二的组成为质量比为2:1:2:2的枯草芽孢杆菌TRIIM 1.01046液体培养基、地衣芽孢杆菌TRIIM 1.00420液体培养基、发酵乳杆菌TRIIM 1.14021液体培养基和柱状假丝酵母TRIIM 2.10100液体培养基。复合微生物菌剂一的活菌数约3.5×8
10cfu/mL。

[0080] 实施例2

[0081] 本实施例提供一种降解餐厨垃圾用微生物菌剂‑酶制剂组合物。

[0082] 复合酶制剂的组成为质量比为2:1:1:1:3的α‑淀粉酶、糖化酶、中性蛋白酶、脂肪酶和纤维素酶。

[0083] 复合微生物菌剂一的组成为质量比为1:3:1的枯草芽孢杆菌TRIIM 1.01035液体培养基、解淀粉芽孢杆菌TRIIM 1.00308液体培养基和发酵乳杆菌TRIIM 1.14005液体培养8
基。复合微生物菌剂一的活菌数约1×10cfu/mL。

[0084] 复合微生物菌剂二的组成为质量比为2:1:2:2的枯草芽孢杆菌TRIIM 1.01077液体培养基、地衣芽孢杆菌TRIIM 1.00418液体培养基、发酵乳杆菌TRIIM 1.14010和柱状假8
丝酵母TRIIM 2.10102液体培养基。复合微生物菌剂二的活菌数约3.5×10cfu/mL。

[0085] 实施例3

[0086] 本实施例提供一种降解餐厨垃圾用微生物菌剂‑酶制剂组合物。

[0087] 复合酶制剂的组成为质量比为2:1:1:2:2的α‑淀粉酶、糖化酶、中性蛋白酶、脂肪酶和纤维素酶。

[0088] 复合微生物菌剂一的组成为质量比为1:3:1的枯草芽孢杆菌TRIIM 1.01075液体培养基、解淀粉芽孢杆菌TRIIM 1.00324液体培养基和发酵乳杆菌TRIIM 1.14003液体培养8
基。复合微生物菌剂一的活菌数约1×10cfu/mL。

[0089] 复合微生物菌剂二的组成为质量比为3:2:3:3的枯草芽孢杆菌TRIIM 1.01080液体培养基、地衣芽孢杆菌TRIIM 1.00423液体培养基、发酵乳杆菌TRIIM 1.14026液体培养8
基和柱状假丝酵母TRIIM 2.10108液体培养基。复合微生物菌剂二的活菌数约5×10 cfu/mL。

[0090] 实施例4

[0091] 本实施例提供一种快速处理餐厨垃圾的方法，使用实施例1中提供的微生物菌剂‑酶制剂组合物，具体按以下步骤进行处理：

[0092] (1)将餐厨垃圾中筷子、餐巾纸、塑料、大骨头等去除，以免损坏刀具。

[0093] (2)称量餐厨垃圾可降解部分100kg，经碾压破碎后，加水稀释，料水比＝1:4，启动打浆设备，将打浆设备转速调至9000r/min，至全部料液通过50目筛，送入水解槽备用。

[0094] (3)调节水解槽中有机物浓度，使COD小于15000mg/L。向水解槽内投加相当于餐厨垃圾重量0.08％的复合酶制剂，开启搅拌进行酶解，温度控制在35℃，搅拌转速80rpm，处理时间2小时，得到水解液。

[0095] (4)将步骤(3)得到的水解液泵入一级好氧槽，该槽内已预先安装有覆盖70％有效体积的组合填料，预先投加复合微生物菌剂一，并已完成微生物的固定挂膜，好氧曝气24小时，得到一级好氧处理的垃圾液；复合微生物菌剂一的投入量，以餐厨垃圾重量计，接菌量6
为1×10cfu/kg。

[0096] (5)将步骤(4)所得一级好氧处理污水泵入一级沉降槽，静置30分钟，上清液溢流入二级好氧槽，沉降物泵回一级好氧槽。

[0097] (6)步骤(5)溢流的上清液进入二级好氧槽，好氧曝气24小时，得到二级好氧处理垃圾液。该二级好氧槽槽内已预先安装有覆盖70％有效体积的组合填料，预先投加复合微生物菌剂二，并已完成微生物的固定挂膜；复合微生物菌剂二的投入量，以餐厨垃圾重量6
计，接菌量为1×10cfu/kg。

[0098] (7)将步骤(6)所得二级好氧处理垃圾液泵入二级沉降槽，静置30分钟，上清液溢流入MBR槽，进行深度处理，沉降物泵回二级好氧槽。

[0099] (8)二级沉降槽溢流入MBR槽的处理液，经MBR膜处理，最后得到达标排放的污水。

[0100] 检测餐厨垃圾处理前后污水COD、降解率、NH3‑N、SS和pH值，如表1所示。

[0101] 实施例5

[0102] 本实施例提供一种快速处理餐厨垃圾的方法，使用实施例2中提供的微生物菌剂‑酶制剂组合物，具体按以下步骤进行处理：

[0103] (1)将餐厨垃圾中筷子、餐巾纸、塑料、大骨头等去除，以免损坏刀具。

[0104] (2)称量餐厨垃圾可降解部分100kg，称量餐厨垃圾可降解部分100kg，经碾压破碎后，加水稀释，料水比＝1:4.5，将打浆设备转速调至6000r/min，至全部料液通过40目筛，送入水解槽备用。

[0105] (3)调节水解槽中有机物浓度，使COD小于15000mg/L。向水解槽内投加相当于餐厨垃圾重量0.05％的复合酶制剂，开启搅拌进行酶解，温度控制在35℃，搅拌转速50rpm，处理时间2小时，得到水解液。

[0106] (4)将步骤(3)得到的水解液泵入一级好氧槽，该槽内已预先安装有覆盖70％有效体积的组合填料，预先投加复合微生物菌剂一，并已完成微生物的固定挂膜，好氧曝气24小时，得到一级好氧处理的垃圾液。复合微生物菌剂一的投入量，以餐厨垃圾重量计，接菌量8
为1×10cfu/kg。

[0107] (5)将步骤(4)所得一级好氧处理污水泵入一级沉降槽，静置30分钟，上清液溢流入二级好氧槽，沉降物泵回一级好氧槽。

[0108] (6)步骤(5)溢流的上清液进入二级好氧槽，好氧曝气24小时，得到二级好氧处理垃圾液。该二级好氧槽内已预先安装有覆盖70％有效体积的组合填料，预先投加复合微生物菌剂二，并已完成微生物的固定挂膜。复合微生物菌剂二的投入量，以餐厨垃圾重量计，8
接菌量为1×10cfu/kg。

[0109] (7)将步骤(6)所得二级好氧处理垃圾液泵入二级沉降槽，静置30分钟，上清液溢流入MBR槽，进行深度处理，沉降物泵回二级好氧槽。

[0110] (8)二级沉降槽溢流入MBR槽的处理液，经MBR膜处理，最后得到达标排放的污水。

[0111] 检测餐厨垃圾处理前后污水COD、降解率、NH3‑N、SS和pH值，如表1所示。

[0112] 实施例6

[0113] 本实施例提供一种快速处理餐厨垃圾的方法，使用实施例3中提供的微生物菌剂‑酶制剂组合物，具体按以下步骤进行处理：

[0114] (1)将餐厨垃圾中筷子、餐巾纸、塑料、大骨头等去除，以免损坏刀具。

[0115] (2)称量餐厨垃圾可降解部分100kg，称量餐厨垃圾可降解部分100kg，经碾压破碎后，加水稀释，料水比＝1:5，将打浆设备转速调至8000r/min，至全部料液通过60目筛，送入水解槽备用。

[0116] (3)调节水解槽中有机物浓度，使COD小于15000mg/L。向水解槽内投加相当于餐厨垃圾重量0.08％的复合酶制剂，开启搅拌进行酶解，温度控制在35℃，搅拌转速100rpm，处理时间3小时，得到水解液。

[0117] (4)将步骤(3)得到的水解液泵入一级好氧槽，该槽内已预先安装有覆盖70％有效体积的组合填料，预先投加复合微生物菌剂一，并已完成微生物的固定挂膜，好氧曝气20小时，得到一级好氧处理的垃圾液。复合微生物菌剂一的投入量，以餐厨垃圾重量计，接菌量8
为1×10cfu/kg。

[0118] (5)将步骤(4)所得一级好氧处理污水泵入一级沉降槽，静置30分钟，上清液溢流入二级好氧槽，沉降物泵回一级好氧槽。(6)步骤(5)溢流的上清液进入二级好氧槽，好氧曝气24小时，得到二级好氧处理垃圾液。该二级好氧槽内已预先安装有覆盖70％有效体积的组合填料，预先投加复合微生物菌剂二，并已完成微生物的固定挂膜。复合微生物菌剂二的8
投入量，以餐厨垃圾重量计，接菌量为1×10cfu/kg。

[0119] (7)将步骤(6)所得二级好氧处理垃圾液泵入二级沉降槽，静置30分钟，上清液溢流入MBR槽，进行深度处理，沉降物泵回二级好氧槽。

[0120] (8)二级沉降槽溢流入MBR槽的处理液，经MBR膜处理，最后得到达标排放的污水。

[0121] 检测餐厨垃圾处理前后污水COD、降解率、NH3‑N、SS和pH值，如表1所示。

[0122] 表1餐厨垃圾处理前后各项指标变化情况

[0123]

[0124] 由结果可知，使用本发明提供的微生物菌剂‑酶制剂组合物及餐厨垃圾处理方法，经过一级好氧处理后，餐厨垃圾的降解率可达到91％，经过二级好氧处理结合膜生物反应器(MBR)处理后，进一步降解餐厨垃圾，整体降解率达到97％以上，实现对餐厨垃圾中高浓度有机物的高效降解。整个处理过程可在48小时内完成，最终使垃圾尾水COD达到500mg/L以下，满足达标排放要求，显著提高了餐厨垃圾的降解效率。此外，无论垃圾浓度如何变化，处理后的垃圾尾水的COD、NH‑N、SS等指标均保持稳定，确保了尾水质量的一致性和稳定性，为进一步用于肥料制备提供了可靠的基础。

[0125] 综合考虑垃圾处理浓度、复合微生物菌剂加复合酶制剂使用量及降解率三个因素，认为实施例5是最佳的处理工艺，实施例2中提供的微生物菌剂‑酶制剂组合物为最佳选择。

[0126] 对比例1

[0127] 本对比例提供一种快速处理餐厨垃圾的方法，步骤过程以及参数同实施例5，不同之处在于，步骤(4)中所用复合微生物菌剂为质量比1:3:1:1的枯草芽孢杆菌TRIIM 1.01035液体培养基、解淀粉芽孢杆菌TRIIM 1.00308液体培养基和发酵乳杆菌TRIIM 
1.14005液体培养基和柱状假丝酵母为TRIIM 2.10097液体培养基。

[0128] 检测餐厨垃圾处理前后污水COD、降解率、NH3‑N、SS和pH值，如表2所示。

[0129] 对比例2

[0130] 本对比例提供一种快速处理餐厨垃圾的方法，步骤过程以及参数同实施例5，不同之处在于，步骤(4)中所用复合微生物菌剂为质量比为1:3:1的枯草芽孢杆菌TRIIM 1.01035液体培养基、解淀粉芽孢杆菌TRIIM 1.00308液体培养基和柱状假丝酵母为TRIIM 
2.10097液体培养基。

[0131] 检测餐厨垃圾处理前后污水COD、降解率、NH3‑N、SS和pH值，如表2所示。

[0132] 对比例3

[0133] 本对比例提供一种快速处理餐厨垃圾的方法，步骤过程以及参数同实施例5，不同之处在于，步骤(6)中所用复合微生物菌剂为质量比为2:1:2的枯草芽孢杆菌TRIIM 1.01077液体培养基、地衣芽孢杆菌TRIIM 1.00418液体培养基和发酵乳杆菌TRIIM 
1.14010液体培养基。

[0134] 检测餐厨垃圾处理前后污水COD、降解率、NH3‑N、SS和pH值，如表2所示。

[0135] 对比例4

[0136] 本对比例提供一种快速处理餐厨垃圾的方法，步骤过程以及参数同实施例5，不同之处在于，步骤(6)中所用复合微生物菌剂为质量比为1:1:1的枯草芽孢杆菌TRIIM 1.01077液体培养基、地衣芽孢杆菌TRIIM 1.00418液体培养基和柱状假丝酵母TRIIM 
2.10102液体培养基。

[0137] 检测餐厨垃圾处理前后污水COD、降解率、NH3‑N、SS和pH值，如表2所示。

[0138] 表2餐厨垃圾处理前后变化

[0139]

[0140] 由实施例5和对比例1、对比例2的实验结果可知，本发明提供的复合微生物菌剂一在一级好氧处理餐厨垃圾中表现出优异的降解效果，降解率达到92.1％，相比对比例一和对比例二的菌剂组合分别提高了6.8％和9.3％。该菌剂组合的高效性得益于枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌与发酵乳杆菌的协同作用，三者的组合在餐厨垃圾前期处理阶段的复杂环境中高效降解有机物。

[0141] 由实施例5和对比例3、对比例4的实验结果可知，本发明提供的复合微生物菌剂二在二级好氧处理阶段表现出显著的降解优势，降解率达到71.5％，明显高于对比例3和对比例4的降解效果。在二级好氧处理阶段，餐厨垃圾的有机物已经从复杂大分子降解为中小分子，处理重点转向进一步分解这些中小分子物质以及降解难以分解的油脂以及纤维素。实施例5在二级好氧处理阶段所用菌剂为枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、发酵乳杆菌和柱状假丝酵母，这四种菌的合理配比和协同作用显著提升了有机物降解效率。地衣芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌持续高效分解有机物，柱状假丝酵母和发酵乳杆菌代谢产物酒精、二氧化碳、乳酸等调节环境pH值，为微生物生长提供适宜环境，抑制杂菌，并促进了油脂和其他难降解有机物的分解。

[0142] 以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。