[發(fā)明專利]一種有機垃圾熱解方法

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• 申請日: 2020-04-23
• 公開（公告）號: CN111423256A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發(fā)明（設計）人: 鄭立榮;王建剛;張波
• 申請（專利權）人: 上海國璨環(huán)境科技有限公司
• 主分類號: C05F17/20
• 分類號: C05F17/20;C05F17/00
• 代理公司: 杭州橙知果專利代理事務所(特殊普通合伙) 33261
• 代理人: 余成鵬

本發(fā)明提供一種有機垃圾熱解方法，包括在堆肥進入高溫階段時添加經(jīng)改造的轉(zhuǎn)基因細菌作為外源菌制劑，外加嗜熱微生物提高了堆肥微生物區(qū)系的豐度，增加高溫堆肥過程中的細菌數(shù)量。

技術領域

本發(fā)明涉及有機垃圾處理領域，特別地涉及一種有機垃圾熱解方法。

背景技術

固體有機廢物的堆肥處理技術是指依靠細菌、放線菌、真菌等微生物，有控制地促進可被微生物降解的有機物向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化的生物化學過程。根據(jù)堆質(zhì)過程中的溫度變化和微生物生長情況，堆質(zhì)過程分為升溫階段(產(chǎn)熱階段)、高溫階段、降溫階段。

堆肥初期肥堆中嗜溫性微生物利用可溶性和易降解性有機物作為營養(yǎng)和能量來源，迅速增殖并釋放出熱能，使堆肥溫度不斷上升，當肥堆溫度上升到45℃以上時，即進入高溫階段。通常從堆積發(fā)酵開始，只需2-3天時間堆肥溫度便能迅速地升高到55℃，1周內(nèi)溫度可達到最高值(最高值可達80℃)，除前一階段殘留的和新形成的可溶性有機物繼續(xù)分解轉(zhuǎn)化外，半纖維素、纖維素、蛋白質(zhì)等復雜有機物也開始強烈分解。在高溫階段，嗜溫性微生物受到抑制，嗜熱性微生物逐漸取而代之。

生物強化技術是指在生物處理體系中投加具有特定功能的微生物來改善原有處理體系的處理效果，投加后的微生物可以來源于原有的處理體系。研究者已把這項技術應用于工業(yè)廢水、地表水及地下水中難降解有毒有害物質(zhì)的治理或用于改善廢水處理效果，可顯著提高微生物活性。

在生物強化技術使用過程中，如何充分發(fā)揮微生物的潛力，改善難降解有機物的處理效果，如何抑制高溫處理物料對于微生物的抑制，是這一技術在工業(yè)生產(chǎn)中亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種有機垃圾熱解方法。

本發(fā)明是以如下技術方案實現(xiàn)的：

一種有機垃圾熱解方法，包括在堆肥進入高溫階段時添加經(jīng)改造的轉(zhuǎn)基因細菌作為外源菌制劑。

進一步地，所述經(jīng)改造的轉(zhuǎn)基因細菌包括：

(a)具有SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2所示的核苷酸序列；

(b)在(a)中的核苷酸序列經(jīng)過取代和/或缺失和/或添加一個或多個核苷酸且編碼與(a)相同的氨基酸序列的核苷酸序列；

(c)具有與SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2所示的核苷酸序列95％以上同源性且能夠在宿主細胞中表達并使宿主細胞具有嗜熱特性的核苷酸序列。

進一步地，所述表達盒包括在有效連接的調(diào)控序列調(diào)控下的上述核苷酸序列。

進一步地，所述重組載體包括上述核苷酸序列或上述表達盒。

進一步地，所述方法包括構(gòu)建熱泉樣品嗜熱基因文庫，優(yōu)選地，應用大腸桿菌表達系統(tǒng)構(gòu)建熱泉樣品耐高溫基因文庫。

進一步地，分別在不同環(huán)境溫度下培養(yǎng)插入外源基因的大腸桿菌，用常見通用引物和古菌特異性引物測序鑒定插入片段長度及具體序列，將所得到的序列去除載體后，獲得耐高溫相關基因，之后隨機插入芽孢桿菌對芽孢桿菌進行基因改造。

進一步地，將重組克隆載體分別用熱激方法轉(zhuǎn)化枯草芽孢桿菌感受態(tài)細胞，挑取白色菌落，培養(yǎng)后提取質(zhì)粒，經(jīng)酶切鑒定后，對陽性克隆進行測序驗證，結(jié)果表明重組克隆載體中分別對應的插入上述核苷酸序列。

本發(fā)明具有以下有益效果：

1)嗜熱微生物的基因序列同已知的微生物同源性存在著顯著差異，接近半數(shù)的功能基因的序列還未確認。充分利用超嗜熱古細菌的基因資源、發(fā)現(xiàn)和鑒定其未知基因的功能，對確定超嗜熱酶的分子機制、酶學特性和對生命起源與生命進化的探索都有重要的理論意義。