[发明专利]菌剂培养方法及应用该菌剂进行秸秆发酵预处理的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及微生物培养领域，更具体的说是涉及一种培养用于对秸秆进行预处理的复合菌剂，本发明还涉及一种秸秆预处理工艺，更具体的说是涉及一种采用木质素降解复合菌剂并配合预处理激活剂，有效解决对秸秆木质纤维素的联合降解作用的预处理工艺。

背景技术

我国农作物秸秆产量巨大，分布广泛，是一种富含有机质的生物质资源。报告显示，每年约有2亿吨秸秆和谷壳直接被露天焚烧，造成严重空气污染和资源浪费。厌氧沼气发酵技术作为秸秆资源化利用的最重要途径之一，可在较低单位投入下实现作物秸秆等有机质废弃物高品质利用，产生清洁能源，改善生态环境。

一般而言，秸秆中木质素、纤维素和半纤维素含量(统称木质纤维素)分别为10％～15％，38％～44％和32％～36％，三类成分占原料总质量的80％～95％。目前秸秆沼气厌氧发酵实际过程中，容易出现漂浮和结壳情况，其主要原因是由于秸秆中含有大量木质纤维素，尤其木质素成分是由不易水解的非重复单元结构组成，可抵抗一般酶类的水解作用，几乎不能在厌氧状态下进行降解，是目前公认的微生物难降解芳香族化合物之一，因而运行过程中出现进出料困难，固态发酵传质效果差，搅拌阻力大，易酸化，气体释放困难等一系列难题。为提高秸秆厌氧沼气发酵效率，必须加强预处理破坏木质素的缠绕作用和纤维素的复杂结晶结构。

公开号为CN102399825 A的专利，提供了一种小麦秸秆混合尿素溶液进行预处理的方法，小麦秸秆质量与尿素质量比为1:0.12～0.2，尿素用量巨大，运营经济性较低。

公开号为CN 104826855 A的专利，秸秆需要通过80℃高温进行预处理，处理过程需增设加热保温装置。

公开号为CN 104073445 A的专利，分离获得灰绿青霉、米根霉、黄孢原毛平革菌、黄曲霉和螺孢菌，组成复合干粉状菌剂用于秸秆预处理。

公开号为CN102453676 A的专利，报道了一种包含粪鬼伞、青霉、木霉和墨汁鬼伞以及其他辅助激活剂的秸秆发酵剂。

但是在现有技术中，并没有公开一种采用定向选取并培养利于破坏秸秆结构的秸秆预处理用菌剂，该菌剂能够对秸秆中的木质纤维素进行破坏，且没有公开一种工艺能够将菌剂的使用和预处理发酵相结合共同有效提高秸秆在进行沼气发酵处理过程中的沼气产量。

发明内容

本发明的目的之一是针对现有技术的不足之处，提供一种复合菌剂的培养方法，通过该培养方法可以获得一种复合菌剂，该复合菌剂能够对秸秆进行预处理。

一种菌剂的培养方法，包括如下步骤，步骤一、从当地朽木、腐烂秸秆及腐熟堆肥中筛选得到具有木质素降解能力的单个或多个木质素降解菌种；步骤二、筛选菌种，将步骤一获得的多个木质素降解菌种进行筛选：通过菌种兼容性试验筛选出单个或多个木质素降解菌种，该降解菌种与黄孢原毛平革菌、糙皮侧耳组合之间无拮抗作用；步骤三：将经过筛选后的干粉状木质素降解菌种、干粉状的黄孢原毛平革菌和干粉状的糙皮侧耳按照质量比为1:1:1进行混合成复合菌剂，且各干粉状菌种保证在2×10⁸cfu/g以上。

作为优选，所述复合菌剂进行联合培养产生分解木质素的酶类为木质素过氧化氢酶LiP、漆酶Lac或锰过氧化物酶MnP。

本发明的另一目的之一是针对现有技术的不足之处，提供一种利用复合菌剂对秸秆预处理的工艺，通过设置秸秆堆垛场地，采用木质素降解复合菌剂并配合预处理激活剂，有效解决对秸秆木质纤维素的联合降解作用，提高原料厌氧生物发酵效率，具有能耗小，专一性强，处理成本低，无二次污染等优点，缓解秸秆露天直焚环境污染，实现资源再利用。

本发明的技术解决措施如下：一种秸秆沼气发酵预处理的工艺，其特征在于：包括如下步骤，

步骤一、堆垛步骤：将秸秆进行堆垛处理；

步骤二、破碎步骤：秸秆晒干后进行破碎；

步骤三、将经步骤二破碎后的秸秆碎料送入步骤一中进行堆垛；

步骤四、在堆垛过程中对秸秆进行分次累积堆层，且堆积过程中按层投加权利要求1或2所述的复合菌剂；

步骤五、堆沤处理：秸秆经步骤四后进行堆沤处理并得到堆沤产物。其中，堆沤的时间一般为10～15天。

作为优选，还包括预处理激活剂，所述预处理激活剂与复合菌剂联合加入至所述步骤四中的秸秆堆层中。