餐廚垃圾的處理前言

餐廚垃圾是居民在生活消費過程中形成的生活廢物，居民區(qū)、飯店、各種企事業(yè)單位的食堂是其集中排放的場所。一般在食品加工過程中產(chǎn)生的食物殘余稱為“廚余”，而在飲食消費后的食物殘余稱為“浴腳”。前者成分主要為菜葉、果皮.碳水化合物含量高;后者以淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪為主，同時還表現(xiàn)出高含鹽量(濕基:0.8%一1.5%)、游離態(tài)脂肪(干基:20%一30%)比重大的特點易為微生物利用，含水率高(65%一95%)。餐廚垃圾的主要特點：

產(chǎn)生量大；

含水量高（80%～90%）；

含油量高；

異雜物成分復(fù)雜；

有機物含量高；

易腐爛，腐爛時散發(fā)惡臭氣濃；

餐廚垃圾產(chǎn)生源復(fù)雜，隨著地區(qū)、季節(jié)、飲食習(xí)慣的不同，產(chǎn)出的餐廚垃圾組分也會發(fā)生變化，其中營養(yǎng)成分多少有差異，纖維含量易受季節(jié)性的變化而變化。

餐廚垃圾初統(tǒng)計餐廚垃圾為城市垃圾中的主要成分，我國一些城市和一些國家餐廚垃圾在垃圾中所占的比例為：北京37%，天津54%，上海59%，沈陽62%，深圳57%，廣州57%，濟南41%，墨西哥56.14%，馬尼拉53.17%，尼日尼亞76%。平均餐廚垃圾量可達50%，而07年我國生活垃圾總量為1.6億噸，其數(shù)量之巨大是令人可畏的！餐廚垃圾獨立處理的必要性

城市垃圾的處置方法通常有焚燒和填埋，如果將城市生活垃圾進行焚燒，由于餐廚垃圾的水分含量常常高達90%左右，熱值為21O0kJ/kg一3000kJ/kg左右，和其它垃圾一起進行焚燒，不但不能滿足垃圾焚燒發(fā)電的發(fā)熱量要求(5000kJ/kg左右)，反而會致使焚燒爐燃燒不充分而產(chǎn)生二嗯英等物質(zhì);如果將生活垃圾進行填埋，同樣會因為混入的餐廚垃圾水分含量高而不宜處理。而且焚燒、填埋都會導(dǎo)致大量有機物的浪費。因此餐廚垃圾有必要進行個別處理。隨著人們對餐廚垃圾認識的不斷加深.國內(nèi)一些地區(qū)和城市.對餐廚垃圾的集中處理已經(jīng)提到了議事日程，例如廣州正在規(guī)劃建餐廚垃圾工廠，因為廣州的餐飲垃圾占了垃圾的50％，所以餐廚垃圾的獨立處理是非常必要的。餐廚垃圾處理現(xiàn)狀

Ⅰ.未經(jīng)無害化處理直接用作家禽與家畜的飼料喂養(yǎng)

直接喂養(yǎng)動物，因存放期間可能發(fā)生的病毒、致病菌、病原微生物，將會造成疾病的傳播、交叉感染等隱患，并容易引發(fā)新的污染。Ⅱ.直接填埋處理

因餐廚垃圾本身含水量高易腐爛等原因直接填埋導(dǎo)致大量的滲瀝液、沼氣，使填埋場無害化處理費用居高不下。餐廚垃圾處理技術(shù)填埋處理；飼料法；傳統(tǒng)堆肥處理；焚燒處理；熱解法；生物技術(shù)綜合處理方法。

菌種的選育引例

宜興國豪公司生產(chǎn)的宜豪牌餐廚垃圾處理機，引進日本“BIO-TECH21”微生物菌群，采用好氧工作原理，通過加熱、機械攪拌和強制通風(fēng)等手段，在60℃～80℃的高溫下，經(jīng)過24～48小時的快速發(fā)酵和干燥、脫水、除臭、排毒，有效降解餐廚垃圾中的鹽分、脂肪，將動物蛋白、植物蛋白轉(zhuǎn)化為菌體蛋白。根據(jù)不同的需要，每臺設(shè)備日處理能力通常為2.5～500公斤。經(jīng)中國科學(xué)院微生物研究所鑒定，這種復(fù)合菌種對人體、群體、環(huán)境無影響，無毒性，遺傳穩(wěn)定性好，具有理想的市場適用價值。討論結(jié)果：

對于這個菌群是怎樣得一個菌群，他們各種菌體的比例究竟是怎樣，我們搜索了很多資料都沒有找到他們得詳細資料，可能存在著商業(yè)秘密的問題，如果可以知道詳情的話，我想這公司也不用去引進日本該菌群進行餐廚垃圾的處理。從而我們組將運用我們所學(xué)的選育高效菌株的知識進行理論上實驗性的設(shè)計。第一節(jié)微生物飼料微生物蛋白飼料在一定的環(huán)境條件下微生物通過代謝活動對飼料原料中的某些物質(zhì)進行分解和轉(zhuǎn)化，使原料中不易被牲畜和家禽利用的大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)變成為易于消化吸收的小分子物質(zhì)，同時，微生物得到增殖，由于微生物菌體的單細胞蛋白含量很高因而提高了成品飼料的蛋白質(zhì)含量，這就是廣義的微生物蛋白飼料。首先我們明確我們的產(chǎn)品——微生物蛋白飼料我們組根據(jù)這一技術(shù)，針對性研究了我們所選育的菌種需要達到哪些要求。

生物發(fā)酵制蛋白飼料技術(shù)一般將餐廚垃圾與米糠、麥麩等調(diào)整材料混合。再加入某些微生物菌種與其進行攪拌加熱。在一定的溫度下經(jīng)過一段時間的發(fā)酵分解和干燥、滅菌處理后就可制成微生物蛋白飼料。若微生物菌種群中含有對牲畜和家禽具有益生功能的飼用微生物，則微生物蛋白飼料就會具有更好的飼喂效果。討論結(jié)果：

經(jīng)過討論與資料的翻查對比，并根據(jù)我們所要發(fā)酵生產(chǎn)微生物飼料的要求，我們制訂選育菌種標(biāo)準是：要能產(chǎn)淀粉酶，蛋白酶，和分解纖維素，從而達到飼料產(chǎn)品的高蛋白，易吸收與易消化的特點。第二節(jié)菌種來源

實驗室保藏、EM制劑及由餐廚垃圾中的原位微生物。可能很多同學(xué)都都EM制劑不太了解,在這里我們來介紹一下EM制劑.

本課題的菌種來源：EM制劑是一種多功能復(fù)合的微生物活性菌劑，其代表性的菌種包括光合細菌、乳酸菌、酵母菌、放線菌、絲狀菌等。根據(jù)微生態(tài)學(xué)的原理，各種微生物在其生長的過程中產(chǎn)生的有用物質(zhì)及其分泌物，又將成為各自或相互間生長的基質(zhì)和原料，通過相互間的這種共生增殖關(guān)系，形成一個復(fù)雜而穩(wěn)定的微生態(tài)系統(tǒng)，并發(fā)揮多種功能。通過這兩個途徑我們將獲得充足的菌種資源。第三節(jié)培養(yǎng)基的選擇討論結(jié)果：基本上都選用選擇性培養(yǎng)基放線菌液體培養(yǎng)基：高式一號培養(yǎng)基霉菌：查氏合成培養(yǎng)基乳酸菌：SL選擇培養(yǎng)基MRS半選擇培養(yǎng)基:

乳酸細菌培養(yǎng)基芽胞菌完全培養(yǎng)基:

指培養(yǎng)細胞時，具備可使其最大限度地生長和繁殖的條件，而含有滿足各種營養(yǎng)缺陷突變型要求的培養(yǎng)基。酵母菌富集培養(yǎng)基：富集培養(yǎng):一類使混合微生物群體中某特定微生物比例激增的培養(yǎng)方法。其一可用促進某特定微生物生長繁殖的選擇性培養(yǎng)基或培養(yǎng)條件,其二可用抑制其他微生物生長繁殖的選擇性培養(yǎng)基或培養(yǎng)條件。10度麥芽汁培養(yǎng)基:加水將麥汁糖度調(diào)到10度。無機鹽基礎(chǔ)培養(yǎng)基胨水基礎(chǔ)培養(yǎng)基

出于時間關(guān)系與篇幅關(guān)系，培養(yǎng)基詳細配方?jīng)]有詳細列出來，如果有興趣得同學(xué)可以課下過來我組看其詳細配方。第四節(jié)菌種的分離與鑒別1)乳酸菌的分離與鑒別:乳酸定性分析方法，吸取10毫升發(fā)酵液于大試管中，加入1ml10%的硫酸和1ml2%的高錳酸鉀，加熱，用含有氨的硝酸銀濾紙條放在管口，如濾紙條變黑說明有乳酸產(chǎn)生。2)芽孢桿菌分離與鑒別3)酵母菌分離與鑒別4)放線菌的分離與鑒別5)霉菌的分離與鑒別2~5都可以用我們所學(xué)的微生物學(xué)知識從而分離與篩選,最終選出最有效的菌種.（詳情不再介紹）

產(chǎn)淀粉酶實驗a.首先我們通過實驗來確定所分離的菌種能否利用淀粉，能否產(chǎn)淀粉酶，并將產(chǎn)酶高的菌落挑選出來，作為下一步研究的對象。b.將菌種稀釋、涂布在淀粉平板上，30℃培養(yǎng)3～4d。c.觀察平板上是否有菌落產(chǎn)生，并且用吸管將稀碘液滴在菌落上。如果菌種向胞外分泌淀粉酶的話，就會發(fā)現(xiàn)再菌落周圍形成兩個圈，內(nèi)圈為透明棕黃色圈，外圈為淀粉與碘液反應(yīng)形成的藍色圈。d.挑出內(nèi)圈即透明圈最大的菌落接入斜面作為下一步實驗的菌種。如何鑒定其分離出來得菌是所需要的菌？討論結(jié)果：與我們之前所制訂得菌種標(biāo)準進行以下試驗產(chǎn)蛋白酶實驗

干酪素平板檢驗:將一定量的干酪素用氫氧化鈉溶液溶解，以干酪素作為培養(yǎng)基唯一氮源，除氮源外的成分與完全培養(yǎng)基相同，配制固體平板培養(yǎng)基，用稀鹽酸調(diào)pH，直至液體呈乳白色渾濁，滅菌。斜面菌種稀釋、涂布于平板上培養(yǎng)5～7d。若乳白色平板上菌落周圍形成透明圈，則說明菌落可生成蛋白酶，挑取透明圈形成最快和最大的菌落即產(chǎn)酶最快、產(chǎn)酶量最大的菌作為下一步實驗的菌種。

提高蛋白質(zhì)消化率作為本課題的一個主要的目的，對菌種產(chǎn)蛋白酶的能力必須有一個了解，并挑選出產(chǎn)酶高的菌落。具體方法:生理生化測定

a.纖維素分解試驗將基礎(chǔ)培養(yǎng)基分裝試管，在培養(yǎng)基中浸泡一條優(yōu)質(zhì)濾紙，如新華一號濾紙。紙條寬度以易于放入試管為宜。紙條長度約5～7cm。測定好氧菌時，應(yīng)有部分紙條露于培養(yǎng)基液面外，測定厭氧菌時，紙條應(yīng)全浸泡于培養(yǎng)基中。接種培養(yǎng)基，應(yīng)有不接種的空白對照。

觀察：適溫培養(yǎng)1～4周觀察，能將濾紙條分解成一團纖維或?qū)V紙條折斷或便薄者為陽性，濾紙條無變化者為陰性。b.需氧性試驗c.氧化酶反應(yīng)（這些不詳細介紹）

通過這些試驗從而篩選出符合我們要求得菌種。第五節(jié)發(fā)酵1）生長曲線的測定作各菌株的生長曲線。芽抱菌、酵母菌以O(shè)D值為指標(biāo)；霉菌以菌體干重為指標(biāo)。2）濾液發(fā)酵試驗

①利用單菌種發(fā)酵，以COD降解率、生物量為指標(biāo)進行優(yōu)化。

②利用多菌種混合發(fā)酵，以COD降解率、生物量為指標(biāo)進行優(yōu)化。3）濾渣發(fā)酵試驗進行一系列測定以及與實際發(fā)酵處理餐廚垃圾數(shù)據(jù)而調(diào)整：

完成以上的實驗步驟后設(shè)計一個水平的正交實驗表對發(fā)酵的菌種組合、接種量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間和培養(yǎng)方式等條件進行優(yōu)化。

從而得出最理想得混合配伍菌群。當(dāng)然到了最后發(fā)酵生產(chǎn)所得飼料仍需要進行安全性試驗，例如：對小白鼠進行喂養(yǎng)，觀察等等，并按國家飼料標(biāo)準進行檢測（詳細不一一介紹。）結(jié)論：

以上是我組近來討論所得的理論性設(shè)計從而獲得能處理餐廚垃圾的菌種方案，或者我們也可對日本“BIO-TECH21”微生物菌群進行分析研究其所含的菌種種類，菌