技術簡介：
本專利發現城市生活污泥中存在大量有毒有害物質難以降解的問題，提出采用含6株地衣芽孢桿菌的復合菌劑進行超高溫好氧堆肥發酵的解決方案。通過多菌株協同作用產生多樣化酶系，可高效分解有機污染物和重金屬，實現污泥無害化、減量化及資源化利用，最終達到土地安全利用標準。
關鍵詞：地衣芽孢桿菌復合菌劑,超高溫好氧堆肥,污泥無害化
超高溫好氧堆肥發酵處理城市生活污泥的工藝及應用
【技術領域】
[0001] 本發明設及微生物學及有機固體廢棄物無害化、資源化處理工藝，具體地說，設及 一種超高溫好氧堆肥發酵處理城市生活污泥的工藝及應用。
【背景技術】
[0002] 污泥是污水處理后伴隨產生的固態廢棄物。隨著我國城市化水平的不斷提高，污 水處理建設的快速發展，全國污泥年總產量已突破4000萬噸（W80%含水量計），并W每年 5% W上的速度增長。如此大量的污泥若不經妥善處置就任意排放將造成地下水、地表水、 ±壤、空氣等的嚴重二次污染。目前處置污泥的方式主要有:填埋、焚燒、建材利用、±地利 用。污泥的填埋僅實施了污染物的轉移和暫存，并沒有從根本上對污泥中的有機污染物進 行處置和控制。污泥焚燒是最徹底的處置方法，可實現最大程度的減量化，處理速度快，回 收能量。但處理成本過高，產生二嗯英、巧喃、重金屬煙霧等大量有害物質。污泥的建材利用 消納量大，市場前景較好，但必須對污泥中的有害物質給予有效控制。±地利用被認為是我 國當前最有價值的污泥處置方式。污泥中的有機物、氮、憐、鐘和微量元素等含量高于農用 腐肥。污泥中的有機質可明顯改善±壤的團粒結構、使容重下降，孔隙增多，通氣性透水性 改善，田間持水能力提高;還可提高±壤的陽離子交換量，改善對酸堿的緩沖能力，提供更 多的物質交換和吸附的活性位點，提高±壤保肥性;又可^使±壤中微生物含量增加，代謝 強度提高，從而改變±壤的生物學性狀，有利于植物生長。還可W減少化肥的使用量，降低 農業生產成本，又可緩解農村資源缺乏，±地狀態持續惡化的現狀。我國是一個發展中國 家，又是農業大國，污泥的±地利用是最可行的、最為現實的、符合中國國情的處置方法。
[0003] 污泥只有達到有關標準才能進行±地利用。污泥堆肥是通過微生物發酵作用將污 泥中的寄生蟲卵、病源菌、雜草種子等殺滅;將污泥中的有機物由不穩定狀態轉化為穩定的 并具有上壤特征的腐殖質;對污泥中存在的有機污染物及重金屬經微生物發酵過程中的高 溫分解消化W及微生物發酵過程中的礦化純化等作用得到消除和下降，從而對環境特別是 對±壤環境不再構成危害。
[0004] 傳統堆肥一般是利用堆肥物料中的±著微生物，存在發酵時間長(22天W上），發 酵溫度低(50~70°C)、腐熟程度低、臭氣污染嚴重等問題。可通過在堆肥中接種微生物的方 法W提高堆肥效率和產品質量。如添加 HSP菌劑、VT菌劑、M菌劑，或添加多種芽抱桿菌、放 線菌、酵母菌、乳酸菌、光合菌、固氮菌、霉菌等組合制備的堆肥復合菌劑等，均能在不同程 度上提高堆肥效率和產品質量。但它們大多為中溫菌，所產生的活性成分在50~7(TC堆肥 高溫期將受到抑制甚至完全失去活性，因此大大降低了接種劑的功能。
[0005] 目前還未見具有分泌特殊生物質酶的耐高溫地衣芽抱桿菌的混合菌劑用于城市 生活污泥的處理及處理后的產物用于±地利用的相關報道。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的是提供一種包含6株各自具有分泌特殊生物質酶的地衣芽抱桿菌的 復合菌劑及其在超高溫好氧堆肥發酵處理城市生活污泥中的應用。
[0007] 本發明的另一目的是提供經超高溫好氧堆肥發酵處理的城市生活污泥在±地利 用中的應用。
[0008] 為了實現本發明目的，本發明的地衣芽抱桿菌復合菌劑，所述復合菌劑的活性成 分為：地衣芽抱桿菌（Bacillus 11油6111'〇^1113)1^￥102、1^￥104、1^￥107、1^￥108、1^￥115和 UTM118,它們的保藏編號分別為CGMCC N〇.9508、CGMCC N〇.9509、CGMCC No.9678、CGMCC No.9679、CGMCC No.9680和CGMCC No.9681。上述6株菌現已保藏于中國微生物菌種保藏管 理委員會普通微生物中屯、，地址北京市朝陽區北辰西路1號院3號，中國科學院微生物研究 所，郵編100101。其中，菌株UTM104和UTM102的保藏日期為2014年8月13日，其余4株菌的保 藏日期為2014年9月18日。
[0009] 優選地，地衣芽抱桿菌 1^￥102、1^￥104、1^￥107、1^￥108、1]了]\1115和171]\1118的活菌數 比為
[0010] 本發明的6株地衣芽抱桿菌分別從四川云南的高溫環境±樣中分離獲得，它們除 產生多種淀粉酶、蛋白酶、纖維素酶、木質素酶、脂肪酶外，還分泌產生植酸酶、幾下質酶、原 果膠酶、尿囊素酶、擬除蟲菊醋水解酶、偶氮還原酶等水解酶。有關地衣芽抱桿菌UTM102、 1^1104、1^1107、1^1108、1^1115和1^1118已分別公開于〔化045608174、〔^04498408八、 CN104498407A、CN104560816A、CN104560815A和CN104560818A。
[0011] 本發明所述復合菌劑的制備方法包括W下步驟：
[0012] 1)各菌株搖瓶種子液的制備；
[001引2)各菌株種子罐種子液的制備；
[0014] 3)混合發酵液的制備；
[0015] 4)混合發酵液經濃縮至活菌數^ IQi2C化/ml,分裝、檢驗、膽藏，即得復合菌劑。
[0016] 具體方法如下；
[0017] 1)各菌株搖瓶種子液的制備:從各菌株的斜面培養基上刮菌苔分別接種于裝有液 體培養基的搖瓶中，200巧m(搖床轉速），4(TC培養24小時，得到各菌株搖瓶種子液；
[0018] 2)各菌株種子罐種子液的制備:將上述各菌株搖瓶種子液分別接種于裝有液體培 養基的種子罐中，200rpm，通氣量l:0.2(v/v)，40°C培養20小時，得到各菌株種子罐種子液；
[0019] 3)混合發酵液的制備:將上述各菌株種子罐種子液計數后等量混合，接種于裝有 液體培養基的發酵罐中，200rpm，通氣量1:0.3(v/v)，40°C培養至ODs日日含2.0，即得混合發酵 液。
[0020] 其中，所述液體培養基為:葡萄糖lOg/L、酵母膏5g/L和蛋白腺5g/L。
[0021 ]前述的方法，步驟4)中所得混合發酵液經陶瓷膜濃縮至活菌數含IQi2C化/ml。
[0022] 本發明還提供所述復合菌劑在有機固體廢棄物堆肥發酵中的應用，其中，所述有 機固體廢棄物包括生活污泥、作物賴桿、動物尸體或畜禽糞便等。
[0023] 本發明還提供一種超高溫好氧堆肥發酵處理城市生活污泥的工藝，所述工藝是在 含水量50 % -60 %的生活污泥中加入所述復合菌劑進行好氧堆肥發酵。
[0024] 所述工藝包括W下步驟：
[0025] (1)向生活污泥中加入水分調節劑將含水量調至50%-60%，然后按總物料濕重 0.0 l %~0.1 %加入復合菌劑，拌均混勻；
[00%] (2)將上述物料移入發酵槽中，保持堆體氧含量為8%~15%，每隔3~5天翻拋I 次；
[0027] (3)經18~20天發酵，當物料含水量降至25% W下，終止發酵;將發酵產物進行過 篩、包裝、檢驗、膽藏。
[0028] 其中，步驟(1)所述水分調節劑包括稻殼、賴桿、銀木粉、返混料等。
[0029] 在堆肥好氧發酵過程中，發酵3~4天時堆體溫度達70~85°C，5~16天溫度保持在 90~100°C，最高溫度可達108°C。
[0030] 本發明還提供由上述工藝制備的經超高溫好氧堆肥發酵處理的城市生活污泥。
[0031] 本發明進一步提供由上述工藝制備的經超高溫好氧堆肥發酵處理的城市生活污 泥在±地利用中的應用。所述±地利用包括±地改良及修復、園林綠化及農用等。
[0032] 由于城市生活污泥所含物質的多樣性及復雜性，因此將本發明的地衣芽抱桿菌 復合菌劑用于污泥的好氧堆肥發酵優于單一菌株，運是因為多株菌株的混合發酵會產生比 單一菌