一种纳米Fe3O4-微生物复合纳米菌剂及其制备方法和应用

一种纳米fe3o
4-微生物复合纳米菌剂及其制备方法和应用
技术领域
1.本发明涉及微生物菌剂技术领域，具体涉及一种基于纳米fe3o
4-微生物复合纳米菌剂的制备及其用于高效降解厨余垃圾的应用。


背景技术：

2.随着餐饮行业的发展以及生活垃圾分类工作的全面展开，我国厨余垃圾产量逐年增加。近年来，为了推进及规范厨余垃圾处理行业的发展，国家及各省市陆续发布了系列相关政策，上述举措的共同目的在于实现厨余垃圾的无害化处理及资源化利用。随着我国政策的进一步落实，推动厨余垃圾处理技术的创新，是实现厨余垃圾无害化处理和资源化利用的重要举措。
3.由于垃圾分类制度及处置的技术水平限制，当前我国厨余垃圾处理仍以填埋和焚烧处理为主。但填埋和焚烧处理存在占地面积大、易产生大气和地下水方面的二次污染等问题。相比上述两种传统的处理方式，生物处理法具有成本低、能耗低、环境友好、无二次污染等优点，引起了广泛的关注和研究，在厨余垃圾处理领域展现了巨大的应用前景。
4.为了提高厨余垃圾的降解速率，添加微生物菌剂不失为一种有效方法。而提供一种针对性强、培养简单、不需反复添加、应用条件简单的微生物菌剂具有重要现实意义和需求。


技术实现要素：

5.针对以上现有技术存在的问题，本发明提供了一种高效降解厨余垃圾的纳米fe3o
4-微生物复合菌剂及其制备方法和应用。该方法从厨余垃圾中富集高效降解微生物群落，以纳米fe3o4为微生物强化剂，制备纳米fe3o
4-微生物复合纳米菌剂。借助纳米fe3o4自身酶活性，激发微生物对厨余垃圾降解活性，从而促进微生物在15℃～30℃室温条件下、3h～5h内实现厨余垃圾高效快速降解，整个过程在一定的氧环境中持续稳定，无需纳米复合菌剂的反复投加。
6.本发明提供一种纳米fe3o
4-微生物复合纳米菌剂的制备方法，该方法包括以下步骤：
7.步骤一、降解厨余垃圾微生物菌群的富集与培养：以厨余垃圾/餐厨垃圾为接种源，采用培养基进行富集培养，震荡过夜并离心收集，得到微生物菌体；其中，所述微生物菌体以贝莱斯芽孢杆菌(bacillus velezensis)、明串珠菌(leuconostoc)和酿酒酵母(saccharomyces cerevisiae)为优势菌属；
8.步骤二、纳米fe3o
4-微生物复合纳米菌剂的制备：以氯化亚铁和三氯化铁为铁源，将所述铁盐溶解于无菌水中，得到铁盐混合物溶液；将所述铁盐混合物溶液加入氨水溶液，磁力搅拌，并加入乳球蛋白作为分散剂，反应5～8h；通过磁性分离后，用无菌水冲洗和烘干后，得到具有磁性的纳米fe3o4；取所述纳米fe3o4溶于磷酸盐缓冲溶液中，得到纳米fe3o4溶液；将所述微生物菌体与纳米fe3o4溶液混合，控制所述微生物菌体的浓度为0.2g/l～5g/l，
在30℃、40rpm条件下孵育1h，离心分离，得到纳米fe3o
4-微生物复合纳米菌剂。
9.进一步的，在所述步骤一中，所述接种源具体为放置2d～3d的厨余垃圾/餐厨垃圾，接种量为50g/l～200g/l，培养条件为25℃～35℃，震荡参数为150rpm～180rpm。
10.进一步的，在所述微生物菌体中，贝莱斯芽孢杆菌在细菌水平相对含量为42％～58％，明串珠菌在细菌水平相对含量为36％～43％，酿酒酵母在真菌水平的相对含量为88％～95％。
11.进一步的，在所述步骤二中，氯化亚铁浓度为0.05mol/l～0.5mol/l，三氯化铁浓度范围为0.1mol/l～1.0mol/l，所述铁盐混合物溶液中二价铁与三价铁之间的摩尔比为1：2；所述氨水溶液的质量分数为1％～5％，所述铁盐混合物溶液与氨水溶液的体积比1：5，所述乳球蛋白的质量分数为0.5％～2％；所述纳米fe3o4溶液是以0.5g～4g所述纳米fe3o4溶于1l磷酸盐缓冲溶液的比例配制而得。
12.进一步的，在所述步骤二中，所述纳米fe3o4与微生物菌体的配比为0.8～2.25。
13.进一步的，在所述步骤二中，孵育参数为：所述微生物菌体的浓度为0.2g/l～5g/l，在30℃、40rpm条件下孵育1h。
14.本发明还提供上述的纳米fe3o
4-微生物复合纳米菌剂的制备方法所制得的纳米fe3o
4-微生物复合纳米菌剂。
15.本发明也提供如上述的纳米fe3o
4-微生物复合纳米菌剂在降解厨余垃圾/餐厨垃圾领域中的应用。
16.进一步的，所述厨余垃圾/餐厨垃圾的降解方法，包括：将所述纳米fe3o
4-微生物复合纳米菌剂和厨余垃圾/餐厨垃圾充分混合，以40r/min～60r/min进行搅拌，控制反应温度15℃～30℃，通过搅拌补充一定氧条件下，经过3h～5h反应，降解完成。
17.进一步的，具体加入量为：所述纳米fe3o
4-微生物复合纳米菌剂为0.6g/l～9g/l，厨余垃圾/餐厨垃圾为500g/l～1000g/l，所述纳米fe3o
4-微生物复合纳米菌剂与厨余垃圾/餐厨垃圾的配比为1:(110～840)；在所述降解完成后，厨余垃圾/餐厨垃圾的减重率为80％～99％，代谢液体产物bod5/cod
cr
为0.45～0.85。
18.相较于现有技术，本发明提供的技术方案至少具有以下优点：
19.1)纳米fe3o4作为一种变价氧化物，具有磁性、导电性、氧化还原性和高比表面积特性，将其与高效降解微生物耦合，制备成微生物-纳米材料复合菌剂，可兼备微生物的代谢特性和纳米材料的特性，在纳米fe3o4与高效降解微生物形成的协同体系中，纳米fe3o4可作为电子传递的媒介，加快微生物种间电子传递，同时作为一种调节因子，激发微生物活性，进而影响微生物的粘附、增殖以及分化等生物学行为；微生物的胞外分泌物质与附属结构可使纳米fe3o4构成导电网络，突破微生物间电子传递距离的局限，实现微生物远距离电子传递。因此，在纳米fe3o4作用下，其作为激活剂，能够重构微生物群落降解体系，显著加速微生物代谢速率，从而有效解决厨余垃圾处理行业减量化、无害化和资源化的问题。
20.2)所用的微生物菌群筛选自厨余垃圾，具有较强的针对性。优势菌属贝莱斯芽孢杆菌和酿酒酵母可对厨余垃圾中的主要成分如淀粉、蛋白质、脂肪和纤维素等进行高效降解，快速将复杂的非溶解性有机物转化为简单的溶解性单体或二聚体、脂肪酸等；明串珠菌作为一种发酵菌，可进一步将水解过程产生的溶解性单体或二聚体转化为易被降解的有机物。特别是在纳米fe3o4驱动下，其具有纳米酶的功能活性，能够进一步实现水解产物的断链
和破络，从而提升水解产物的可生化性，形成高bod5/cod
cr
(0.45～0.85)的液态代谢产物，从而增进水解产物的资源利用。
21.3)微生物-纳米材料复合菌剂制备方法简单高效、成本低。微生物菌群采用经典lb培养基培养即可，培养条件简单，易扩大培养；纳米fe3o4制备过程中加入了乳球蛋白作为分散剂，乳球蛋白独特的氨基酸结构和荷电性质能够诱导形成亚10nm fe3o4，较之常规纳米金属氧化物，其活性显著提升。
22.4)在降解厨余垃圾过程中，纳米复合菌剂无需发酵和连续添加，且无对反应温度的限制和要求，能够在常温下高效降解(15℃～30℃),不需额外提供热量。反应周期短，在缺氧或好氧环境下3h～5h即可将有机质厨余垃圾80％～99％转化成小分子有机酸类液态代谢产物，垃圾减量率高达99％。降解结束后可反复投加厨余垃圾，连续稳定运行，无需多次加入纳米复合菌剂。
具体实施方式
23.发明人发现，到目前为止，多项专利公布了用于降解厨余垃圾微生物菌剂的制备及应用方法。虽然这些专利制备的微生物菌剂对厨余垃圾降解具有促进作用，但仍存在一些问题，如在微生物的来源、微生物的培养、微生物菌剂的复合方式以及微生物菌剂的应用条件等方面。在微生物来源方面，所选用的微生物针对性不强，大部分专利所用的微生物购买于微生物菌种保藏库(如专利cn112322517a、cn115058368a、cn114437976等)，少部分筛选自土壤和牛粪堆样品(如专利cn114574383a和cn114921356a)或蚯蚓粪(如专利cn107282593a)，极少从厨余垃圾中筛选本源微生物；在微生物培养方面，不同微生物需采用不同的培养基进行培养，所培养的时间也不同，增加了操作的复杂度；在微生物菌剂的复合方式方面，大部分专利仅将微生物简单地进行混合(如专利cn107760616a、cn112481152a、cn112159783a、cn112680385a等)，在厨余垃圾降解过程中容易造成微生物损失，少部分专利将微生物与煤渣、沸石、稻糠、麸皮、松针粉等载体复合使用(如专利cn107282593a、cn102409034a、cn101948756a、cn112111429a等)，但需先进行发酵再投加厨余垃圾，使处理周期增长；在微生物菌剂的应用条件方面，部分微生物菌剂需要借助较高温度(40℃～60℃)激活菌种活性(如专利cn112322517、cn112481152a等)，使能耗增加。除上述四方面问题外，还存在微生物菌剂连续添加(如专利cn113337429a)或微生物氧需求量不同(如专利cn115058368a)等问题。
24.鉴于此，本发明第一方面提供一种纳米fe3o
4-微生物复合纳米菌剂的制备方法，该方法包括以下步骤：
25.步骤一、降解厨余垃圾微生物菌群的富集与培养：以厨余垃圾/餐厨垃圾为接种源，采用培养基进行富集培养，震荡过夜并离心收集，得到微生物菌体；其中，所述微生物菌体以贝莱斯芽孢杆菌(bacillus velezensis)、明串珠菌(leuconostoc)和酿酒酵母(saccharomyces cerevisiae)为优势菌属；
26.步骤二、纳米fe3o
4-微生物复合纳米菌剂的制备：以氯化亚铁和三氯化铁为铁源，将所述述铁盐溶解于无菌水中，得到铁盐混合物溶液；
27.将所述铁盐混合物溶液加入氨水溶液，磁力搅拌，并加入乳球蛋白作为分散剂，反应5～8h；通过磁性分离后，用无菌水冲洗和烘干后，得到具有磁性的纳米fe3o4；
28.取所述纳米fe3o4溶于磷酸盐缓冲溶液中，得到纳米fe3o4溶液；
29.将所述微生物菌体与纳米fe3o4溶液混合，控制所述微生物菌体的浓度为0.2g/l～5g/l，在30℃、40rpm条件下孵育1h，离心分离，得到纳米fe3o
4-微生物复合纳米菌剂。需要说明的是，在将微生物菌体与纳米fe3o4溶液混合后，纳米fe3o4附着在细菌表面或细菌附属结构上，自发形成fe3o
4-微生物复合纳米生态群落。其中，乳球蛋白独特的氨基酸结构和荷电性质能够诱导形成亚10nmfe3o4。
30.本发明第二方面还提供上述的纳米fe3o
4-微生物复合纳米菌剂的制备方法所制得的纳米fe3o
4-微生物复合纳米菌剂。
31.本发明第三方面也提供如上述的纳米fe3o
4-微生物复合纳米菌剂在降解厨余垃圾/餐厨垃圾领域中的应用。
32.进一步的，所述厨余垃圾/餐厨垃圾的降解方法，包括：将所述纳米fe3o
4-微生物复合纳米菌剂和厨余垃圾/餐厨垃圾充分混合，以40r/min～60r/min进行搅拌，控制反应温度15℃～30℃，保证氧补充条件下，经过3h～5h反应，降解完成。具体的，保证氧补充可采用仅搅拌提供氧气而无需充氧曝气的方式。且厨余垃圾/餐厨垃圾可动态多次投加，均能保持稳定的降解效率，而纳米fe3o
4-微生物复合纳米菌剂无需反复补充。
33.下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
34.实施例1
35.称取50g放置2d的厨余垃圾，加入到1l lb培养基中，25℃、150rpm震荡过夜。所获得的微生物菌群以贝莱斯芽孢杆菌(bacillus velezensis)、明串珠菌(leuconostoc)和酿酒酵母(saccharomyces cerevisiae)为优势菌属，经过富集培养后，贝莱斯芽孢杆菌和明串珠菌在细菌水平相对含量分别为42％和36％，酿酒酵母在真菌水平的相对含量为88％，离心收集微生物菌体。
36.分别称取3.175g氯化亚铁和8.11g三氯化铁溶解于500ml无菌水中，控制溶液体系中fe(ii)/fe(iii)摩尔比为1：2，记作溶液a；而后量取500ml溶液a，加入100ml质量分数为1％氨水溶液(溶液b)，控制体积比b:a＝5，用磁力搅拌器充分搅拌，期间加入3g乳球蛋白作为分散剂，充分反应5h。通过磁性分离，而后用无菌水冲洗和烘干后即可获得具有磁性的纳米fe3o4。称取0.5g纳米fe3o4溶于1l磷酸盐缓冲溶液中，而后加入0.2g微生物菌体与纳米fe3o4溶液混合，控制微生物菌体的浓度为0.2～5g/l，30℃、40rpm条件下孵育1h，纳米fe3o4附着在细菌表面或细菌附属结构上，自发形成fe3o
4-微生物复合纳米生态群落，离心分离即可获得微生物-纳米材料复合菌剂。
37.在1l容器中，加入0.6g微生物-纳米材料复合菌剂和500g厨余垃圾充分混合,无需任何驯化时间，直接以40r/min进行搅拌，控制反应温度15℃，经过3h反应，厨余垃圾减重率为80％，固态有机物被转化为液态有机酸类代谢产物，代谢液体产物bod5/cod
cr
为0.45。
38.实施例2
39.称取80g放置3d的厨余垃圾，加入到1l lb培养基中，30℃、160rpm震荡过夜。所获得的微生物菌群以贝莱斯芽孢杆菌(bacillus velezensis)、明串珠菌(leuconostoc)和酿酒酵母(saccharomyces cerevisiae)为优势菌属，经过富集培养后，贝莱斯芽孢杆菌和明串珠菌在细菌水平相对含量分别为45％和40％，酿酒酵母在真菌水平的相对含量为88％，离心收集微生物菌体。
40.分别称取6.35g氯化亚铁和16.22g三氯化铁溶解于500ml无菌水中，控制溶液体系中fe(ii)/fe(iii)摩尔比为1：2，记作溶液a；而后量取500ml溶液a，加入100ml质量分数为2％氨水溶液(溶液b)，控制体积比b:a＝5，用磁力搅拌器充分搅拌，期间加入3g乳球蛋白作为分散剂，充分反应6h。通过磁性分离，而后用无菌水冲洗和烘干后即可获得具有磁性的纳米fe3o4。称取1g纳米fe3o4溶于1l磷酸盐缓冲溶液中，而后加入1g微生物菌体与纳米fe3o4溶液混合，控制微生物菌体的浓度为0.2～5g/l，30℃、40rpm条件下孵育1h，纳米fe3o4附着在细菌表面或细菌附属结构上，自发形成fe3o
4-微生物复合纳米生态群落，离心分离即可获得微生物-纳米材料复合菌剂。
41.在1l容器中，加入2g微生物-纳米材料复合菌剂和600g厨余垃圾充分混合,无需任何驯化时间，直接以45r/min进行搅拌，控制反应温度20℃，经过4h反应，厨余垃圾减重率为84％，固态有机物被转化为液态有机酸类代谢产物，代谢液体产物bod5/cod
cr
为0.60。
42.实施例3
43.称取110g放置2d的厨余垃圾，加入到1l lb培养基中，35℃、170rpm震荡过夜。所获得的微生物菌群以贝莱斯芽孢杆菌(bacillus velezensis)、明串珠菌(leuconostoc)和酿酒酵母(saccharomyces cerevisiae)为优势菌属，经过富集培养后，贝莱斯芽孢杆菌和明串珠菌在细菌水平相对含量分别为46％和38％，酿酒酵母在真菌水平的相对含量为90％，离心收集微生物菌体。
44.分别称取12.7g氯化亚铁和32.44g三氯化铁溶解于500ml无菌水中，控制溶液体系中fe(ii)/fe(iii)摩尔比为1：2，记作溶液a；而后量取500ml溶液a，加入100ml质量分数为3％氨水溶液(溶液b)，控制体积比b:a＝5，用磁力搅拌器充分搅拌，期间加入7g乳球蛋白作为分散剂，充分反应6.5h。通过磁性分离，而后用无菌水冲洗和烘干后即可获得具有磁性的纳米fe3o4。称取2g纳米fe3o4溶于1l磷酸盐缓冲溶液中，而后加入2g微生物菌体与纳米fe3o4溶液混合，控制微生物菌体的浓度为0.2～5g/l，30℃、40rpm条件下孵育1h，纳米fe3o4附着在细菌表面或细菌附属结构上，自发形成fe3o
4-微生物复合纳米生态群落，离心分离即可获得微生物-纳米材料复合菌剂。
45.在1l容器中，加入4g微生物-纳米材料复合菌剂和700g厨余垃圾充分混合,无需任何驯化时间，直接以50r/min进行搅拌，控制反应温度25℃，经过5h反应，厨余垃圾减重率为95％，固态有机物被转化为液态有机酸类代谢产物，代谢液体产物bod5/cod
cr
为0.68。
46.实施例4
47.称取140g放置3d的厨余垃圾，加入到1l lb培养基中，25℃、180rpm震荡过夜。所获得的微生物菌群以贝莱斯芽孢杆菌(bacillus velezensis)、明串珠菌(leuconostoc)和酿酒酵母(saccharomyces cerevisiae)为优势菌属，经过富集培养后，贝莱斯芽孢杆菌和明串珠菌在细菌水平相对含量分别为50％和41％，酿酒酵母在真菌水平的相对含量为89％，离心收集微生物菌体。
48.分别称取19.05g氯化亚铁和48.66g三氯化铁溶解于500ml无菌水中，控制溶液体系中fe(ii)/fe(iii)摩尔比为1：2，记作溶液a；而后量取500ml溶液a，加入100ml质量分数为3％氨水溶液(溶液b)，控制体积比b:a＝5，用磁力搅拌器充分搅拌，期间加入9g乳球蛋白作为分散剂，充分反应7h。通过磁性分离，而后用无菌水冲洗和烘干后即可获得具有磁性的纳米fe3o4。称取2.5g纳米fe3o4溶于1l磷酸盐缓冲溶液中，而后加入3g微生物菌体与纳米
fe3o4溶液混合，控制微生物菌体的浓度为0.2～5g/l，30℃、40rpm条件下孵育1h，纳米fe3o4附着在细菌表面或细菌附属结构上，自发形成fe3o
4-微生物复合纳米生态群落，离心分离即可获得微生物-纳米材料复合菌剂。
49.在1l容器中，加入5.5g微生物-纳米材料复合菌剂和800g厨余垃圾充分混合,无需任何驯化时间，直接以55r/min进行搅拌，控制反应温度25℃，经过3h反应，厨余垃圾减重率为90％，固态有机物被转化为液态有机酸类代谢产物，代谢液体产物bod5/cod
cr
为0.75。
50.实施例5
51.称取170g放置2d的厨余垃圾，加入到1l lb培养基中，30℃、180rpm震荡过夜。所获得的微生物菌群以贝莱斯芽孢杆菌(bacillus velezensis)、明串珠菌(leuconostoc)和酿酒酵母(saccharomyces cerevisiae)为优势菌属，经过富集培养后，贝莱斯芽孢杆菌和明串珠菌在细菌水平相对含量分别为53％和42％，酿酒酵母在真菌水平的相对含量为90％，离心收集微生物菌体。
52.分别称取25.4g氯化亚铁和64.88g三氯化铁溶解于500ml无菌水中，控制溶液体系中fe(ii)/fe(iii)摩尔比为1：2，记作溶液a；而后量取500ml溶液a，加入100ml质量分数为4％氨水溶液(溶液b)，控制体积比b:a＝5，用磁力搅拌器充分搅拌，期间加入11g乳球蛋白作为分散剂，充分反应7.5h。通过磁性分离，而后用无菌水冲洗和烘干后即可获得具有磁性的纳米fe3o4。称取3g纳米fe3o4溶于1l磷酸盐缓冲溶液中，而后加入4g微生物菌体与纳米fe3o4溶液混合，控制微生物菌体的浓度为0.2～5g/l，30℃、40rpm条件下孵育1h，纳米fe3o4附着在细菌表面或细菌附属结构上，自发形成fe3o
4-微生物复合纳米生态群落，离心分离即可获得微生物-纳米材料复合菌剂。
53.在1l容器中，加入7g微生物-纳米材料复合菌剂和900g厨余垃圾充分混合,无需任何驯化时间，直接以60r/min进行搅拌，控制反应温度20℃，经过4h反应，厨余垃圾减重率为99％，固态有机物被转化为液态有机酸类代谢产物，代谢液体产物bod5/cod
cr
为0.80。
54.实施例6
55.称取200g放置3d的厨余垃圾，加入到1l lb培养基中，35℃、180rpm震荡过夜。所获得的微生物菌群以贝莱斯芽孢杆菌(bacillus velezensis)、明串珠菌(leuconostoc)和酿酒酵母(saccharomyces cerevisiae)为优势菌属，经过富集培养后，贝莱斯芽孢杆菌和明串珠菌在细菌水平相对含量分别为58％和43％，酿酒酵母在真菌水平的相对含量为95％，离心收集微生物菌体。
56.分别称取31.75g氯化亚铁和81.1g三氯化铁溶解于500ml无菌水中，控制溶液体系中fe(ii)/fe(iii)摩尔比为1：2，记作溶液a；而后量取500ml溶液a，加入100ml质量分数为5％氨水溶液(溶液b)，控制体积比b:a＝5，用磁力搅拌器充分搅拌，期间加入12g乳球蛋白作为分散剂，充分反应8h。通过磁性分离，而后用无菌水冲洗和烘干后即可获得具有磁性的纳米fe3o4。称取4g纳米fe3o4溶于1l磷酸盐缓冲溶液中，而后加入5g微生物菌体与纳米fe3o4溶液混合，控制微生物菌体的浓度为0.2～5g/l，30℃、40rpm条件下孵育1h，纳米fe3o4附着在细菌表面或细菌附属结构上，自发形成fe3o
4-微生物复合纳米生态群落，离心分离即可获得微生物-纳米材料复合菌剂。
57.在1l容器中，加入9g微生物-纳米材料复合菌剂和1000g厨余垃圾充分混合,无需任何驯化时间，直接以50r/min进行搅拌，控制反应温度30℃，经过2h反应，厨余垃圾减重率
为99％，固态有机物被转化为液态有机酸类代谢产物，代谢液体产物bod5/cod
cr
为0.85。
58.本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本技术的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本技术的精神和范围。任何本领域技术人员，在不脱离本技术的精神和范围内，均可作各自更动与修改，因此本技术的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。

技术特征：
1.一种纳米fe3o
4-微生物复合纳米菌剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、降解厨余垃圾微生物菌群的富集与培养：以厨余垃圾/餐厨垃圾为接种源，采用培养基进行富集培养，震荡过夜并离心收集，得到微生物菌体；其中，所述微生物菌体以贝莱斯芽孢杆菌、明串珠菌和酿酒酵母为优势菌属；步骤二、纳米fe3o
4-微生物复合纳米菌剂的制备：以氯化亚铁和三氯化铁为铁源，将所述铁盐溶解于无菌水中，得到铁盐混合物溶液；将所述铁盐混合物溶液加入氨水溶液，磁力搅拌，并加入乳球蛋白作为分散剂，反应5～8h；通过磁性分离后，用无菌水冲洗和烘干后，得到具有磁性的纳米fe3o4；取所述纳米fe3o4溶于磷酸盐缓冲溶液中，得到纳米fe3o4溶液；将所述微生物菌体与纳米fe3o4溶液混合，控制所述微生物菌体的浓度为0.2g/l～5g/l，在30℃、40rpm条件下孵育1h，离心分离，得到纳米fe3o
4-微生物复合纳米菌剂。2.根据权利要求1所述的纳米fe3o
4-微生物复合纳米菌剂的制备方法，其特征在于，在所述步骤一中，所述接种源具体为放置2d～3d的厨余垃圾/餐厨垃圾，接种量为50g/l～200g/l，培养条件为25℃～35℃，震荡参数为150rpm～180rpm。3.根据权利要求1所述的纳米fe3o
4-微生物复合纳米菌剂的制备方法，其特征在于，在所述微生物菌体中，贝莱斯芽孢杆菌在细菌水平相对含量为42％～58％，明串珠菌在细菌水平相对含量为36％～43％，酿酒酵母在真菌水平的相对含量为88％～95％。4.根据权利要求1所述的纳米fe3o
4-微生物复合纳米菌剂的制备方法，其特征在于，在所述步骤二中，氯化亚铁浓度为0.05mol/l～0.5mol/l，三氯化铁浓度范围为0.1mol/l～1.0mol/l，所述铁盐混合物溶液中二价铁与三价铁之间的摩尔比为1：2；所述氨水溶液的质量分数为1％～5％，所述铁盐混合物溶液与氨水溶液的体积比1：5，所述乳球蛋白的质量分数为0.5％～2％；所述纳米fe3o4溶液是以0.5g～4g所述纳米fe3o4溶于1l磷酸盐缓冲溶液的比例配制而得。5.根据权利要求1所述的纳米fe3o
4-微生物复合纳米菌剂的制备方法，其特征在于，在所述步骤二中，所述纳米fe3o4与微生物菌体的配比为0.8～2.25。6.根据权利要求1所述的纳米fe3o
4-微生物复合纳米菌剂的制备方法，其特征在于，在所述步骤二中，孵育参数为：所述微生物菌体的浓度为0.2g/l～5g/l，在30℃、40rpm条件下孵育1h。7.如权利要求1至6中任一项所述的纳米fe3o
4-微生物复合纳米菌剂的制备方法所制得的纳米fe3o
4-微生物复合纳米菌剂。8.如权利要求7所述的纳米fe3o
4-微生物复合纳米菌剂在降解厨余垃圾/餐厨垃圾领域中的应用。9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述厨余垃圾/餐厨垃圾的降解方法，包括：将所述纳米fe3o
4-微生物复合纳米菌剂和厨余垃圾/餐厨垃圾充分混合，以40r/min～60r/min进行搅拌，控制反应温度15℃～30℃，通过搅拌补充一定氧条件下，经过3h～5h反应，降解完成。
10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，具体加入量为：所述纳米fe3o
4-微生物复合纳米菌剂为0.6g/l～9g/l，厨余垃圾/餐厨垃圾为500g/l～1000g/l，所述纳米fe3o
4-微生物复合纳米菌剂与厨余垃圾/餐厨垃圾的配比为1:(110～840)；在所述降解完成后，厨余垃圾/餐厨垃圾的减重率为80％～99％，代谢液体产物bod5/cod
cr
为0.45～0.85。

技术总结
本发明公开了一种高效降解厨余垃圾的纳米Fe3O


技术研发人员：张庆瑞 田丽丽 何鑫 李周军
受保护的技术使用者：燕山大学
技术研发日：2023.06.12
技术公布日：2023/9/9