8 Подбор консорциума микроорганизмов для утилизации пищевых коммунально-бытовых отходов методом анаэробного сбраживания

Государственная политика Российской Федерации в области обращения с отходами ориентирована на ресурсосбережение и охрану окружающей природной среды. Очистка территорий муниципальных образований от коммунальных отходов – одно из важнейших мероприятий, направленных на обеспечение экологического и санитарно-эпидемиологического благополучия населения, и охрану окружающей среды. В целях соблюдения норм статьи 13 Федерального закона «Об отходах производства и потребления», СанПиН 42-128-4690-88 «Санитарные правила содержания территорий населенных мест» разрабатывают генеральные схемы очистки территорий населенных пунктов от коммунальных отходов.

Анализ информации о состоянии окружающей среды свидетельствует о том, что в настоящий момент загрязнение стало обыденным словом, хотя на самом деле это актуальная и очень сложная проблема. Организм человека оказался неспособным приспособиться к изменениям в природе, что привело к напряжению его адаптационных и биохимических механизмов, вплоть до изменения нормального его функционирования.

Несовершенство технологических процессов, отрицательное воздействие производства на окружающую среду привело к неправильному использованию огромного количества сырья, изымаемого из природной среды, т.к. в конечный продукт превращается в среднем лишь 1,5-2,0 %, основная же его масса переходит в производственные и бытовые отходы, из которых только лишь 3 % используется в качестве вторичного сырья.

Ещё одна проблема утилизации пищевых продуктов заключается в том, что при захоронении продуктов на полигонах, выделяется много жидких веществ, в состав которых входят органические кислоты, вступающие в реакции с тяжёлыми металлами. При этом образуют опасные химические соединения, которые ухудшают экологическую обстановку окружающей среды.

Таблица 8.1 Химические соединения, которые ухудшают экологическую обстановку.

Тип бытового мусора	Время разложения	Вред человеку	Наименее опасный способ утилизации	Примечания
Пищевые отходы	1-2 недели	Рассадник микробов	Компостирование	Не сжигать - диоксины
Макулатура	2-3 года	Ядовитая краска	Сжигание	-
Консервные банки	Несколько десятков лет	Соединения некоторых металлов - яд	Захоронение	-
Стеклотара	Несколько сот лет	Битое стекло - ранения	Свалка или захоронение	-
Пластмасса	Около ста лет и более	При разложении – ядовитые вещества	Захоронение	Не сжигать - диоксины

Поэтому разработка научных основ рационального использования растительных отходов, снижение их экологической опасности - одна из проблем общества, в решении которой может помочь использование живых организмов или их составных частей в практических целях.

Существуют различные способы переработки и утилизации отходов с помощью механических, физико-химических, химических и биологических методов. При выборе способа утилизации приоритет, в основном, отдается способам, направленным на извлечение из отходов полезных компонентов.

Биоразрушение (биодеградация) – это преобразование сложных веществ с помощью биологической активности. Это широкое понятие включает три более узких процесса:

1) трансформацию, или незначительные изменения молекулы;

2) фрагментацию, или разложение сложной молекулы на более простые соединения и 3) минерализацию, или превращение сложного вещества в самые простые (Н ₂О, СО ₂ , Н ₂ , NH ₃ , CH ₄ и т.д.).

Основными биологическими агентами, осуществляющими биоразрушения, являются микроорганизмы, обладающие огромным разнообразием ферментных систем и большой лабильностью метаболизма. Именно они способны разлагать широкий спектр химически устойчивых соединений, тем самым возвращая основные питательные элементы в глобальные циклы и предотвращая накопление “мертвых” остатков на поверхности Земли.

При переработке органических отходов в анаэробных условиях образуется горючий газ. Биогаз - это смесь из 65 % метана, 30 % СО₂, 1 % сероводорода и незначительных примесей азота, кислорода, водорода и угарного газа. Энергия, заключенная в 28 м³ биогаза, эквивалентна энергии: 16,8 м³ природного газа; 20,8 л нефти; 18,4 л дизельного топлива. В основе получения биогаза лежит процесс метанового брожения, или биометаногенез - процесс превращения биомассы в энергию.

Биометаногенез- сложный микробиологический процесс, в котором органическое вещество разлагается до диоксида углерода и метана в аэробных условиях. Микробиологическому анаэробному разложению поддаются практически все соединения природного происхождения, а также значительная часть ксенобиотиков органической природы.

Анализ процессов деструкции отходов позволил разработать биохимическую модель разложения отходов на стадиях аэробной деструкции, активного и стабильного метаногенеза. В аэробной фазе биодеструкции подвергаются легкоразлагаемые пищевые отходы, в анаэробных условиях - целлюлозосодержащие фракции отходов, на стадии стабильного метаногенеза - лигнин, а также неразложившаяся часть целлюлозы.

В европейской практике 75% биогаза производится из отходов сельского хозяйства, 17% - из органических отходов частных домохозяйств и предприятий, еще 8% - канализации (установка в канализационно-очистных сооружениях). Сегодня первое место по количеству действующих биогазовых заводов принадлежит Германии. С точки зрения масштабов применения биогаза лидирует Дания.

В случае активизации использования энергии из возобновляемых источников в России рынок биогаза имеет большой потенциал для роста: достаточно как сырья для производства биогаза (наша страна имеет значительные сельскохозяйственные площади и высокую численность населения), так и потенциальных потребителей энергии, и тепла (многие населенные пункты не имеют централизованного энергоснабжения, газоснабжения, теплосетей). Общий годовой объем органических отходов в России составляет порядка 625 миллионов тонн, из которых можно получить 31 млн куб. м биогаза, который, в свою очередь, может быть использован для выработки 69 ГВт энергии или 86 ГВт тепла.

Наиболее широко для получения биогаза используют отходы сельскохозяйственных животных и помет птиц. Еще в начале века было выявлено, что из навоза можно получать горючий газ, а отходы использовать как удобрение. При анаэробной переработке отходов животноводческих ферм микрофлора метантенков (анаэробных ферментеров) формируется преимущественно из микрофлоры желудочно-кишечного тракта данного вида животных и микрофлоры окружающей среды. Из наиболее часто встречающихся культур следует отметить Lactobacillusacidophilus, Butyrivibriofibrisolvens, Peptostreptococcusproductus, Bacteroidesuniformis, Eubacteriumaerofa-ciens. К числу целлюлозоразлагающих бактерий микрофлоры жвачных относятся BacteroidessuccinoqenesиRuminococcusflavefaciens. Из рубца и навоза жвачных были изолированы такие метанообразующие бактерии, как Methanobacteriummobile, MethanobrevibacterruminantiumиMethanosarcinassp. После определенного срока работы метантенка при установленном температурном режиме и на постоянном субстрате образуется сравнительно стабильный консорциум микроорганизмов. В ходе изучения микрофлоры свиного навоза при метановом брожении выделено около 130 различных бактерий.

Для получения биогаза можно так же использовать отходы сельского хозяйства, испорченные продукты, стоки крахмалперерабатывающих предприятий, жидкие отходы сахарных заводов, бытовые отходы, сточные воды городов и спиртовых заводов. Процесс ведется при температуре 30-60 ^оС и рН 6 - 8. Этот способ получения биогаза широко применяют в Индии, Китае, Японии. В настоящее время для производства биогаза чаще используют вторичные отходы (отходы животноводства и сточные воды городов), чем первичные (отходы зерноводства, полеводства, хлопководства, пищевой, легкой, микробиологической, лесной и других отраслей), обладающие сравнительно низкой реакционной способностью и нуждающиеся в предварительной обработке.

Однако, возможность утилизации пищевых отходов с получением полезной вторичной продукции – биогаза, на установках небольшой производительности, которые могут располагаться вблизи источников образования или временного накопления отходов, позволяет предотвратить и снизить ущерб окружающей среде, за счет предотвращения негативных воздействий полигонов твердых бытовых отходов на окружающую среду и быть экономически эффективными. Последний аспект обеспечит отсутствие платежей за утилизацию отходов и доход от продажи биогаза.

В анаэробном процессе биометаногенеза выделяют три последовательные стадии, в которых участвуют свыше 190 различных микроорганизмов. На первой стадии под влиянием экстрацеллюлярных ферментов ферментативному гидролизу подвергаются сложные многоуглеродные соединения - белки, липиды и полисахариды. Вместе с гидролитическими бактериями функционируют и микроорганизмы - бродильщики, которые ферментируют моносахариды, органические кислоты.

На второй стадии (ацидогенез) в процессе ферментации участвуют две группы микроорганизмов: ацетогенные и гомоацетатные. Ацетогенные Н₂-продуцирующие микроорганизмы ферментируют моносахариды, спирты и органические кислоты с образованием Н₂, СО₂, низших жирных кислот, в основном ацетата, спиртов и некоторых других низкомолекулярных соединений. Деградация бутирата, пропионата, лактата с образованием ацетата происходит при совместном действии ацетогенных Н₂-продуцирующих и Н₂-утилизирующих бактерий. Гомоацетатные микроорганизмы усваивают Н₂ и СО₂, а также некоторые одноуглеродные соединения через стадию образования ацетил-КоА и превращения его в низкомолекулярные кислоты, в основном в ацетат.

На заключительной третьей стадии анаэробного разложения отходов образуется метан. Он может синтезироваться через стадию восстановления СО₂ молекулярным водородом, а также из метильной группы ацетата. Некоторые метановые бактерии способны использовать в качестве субстрата формиат, СО₂, метанол, метиламин и ароматические соединения. Особое место в утилизации отходов занимает метановое сбраживание. Оно позволяет получать из местного сырья биогаз как локальный источник энергии.

Первую стадию разрушения сложных органических полимеров осуществляют бактерии из родов Clostridium, Bacteroides, Ruminococcus, Butyrivibro. Главные продукты ферментации - ацетат, пропионат, сукцинат, Н₂ и СО₂. Конечными продуктами ферментации целлюлозы и гемицеллюлозы под действием бактерий, выделенных из рубца жвачных и кишечника свиней, являются различные летучие жирные кислоты.

Бактерии второй, или ацетогенной, фазы, относящиеся к родам Syntrophobacter, Syntrophomonasи Desulfovibrio, вызывают разложение пропионата, бутирата, лактата и пирувата до ацетата, Н₂и СО₂- предшественников метана. Ряд микроорганизмов способны синтезировать ацетат из СО₂ в термофильных условиях, к их числу принадлежат Clostridiumformicoaceticum, Acetobacteriumwoodii, метановые бактерии из родов Methanothrix, Methanosarcina, Methanococcus, Methanogeniumи Methanospirillum.

В зависимости от температуры протекания процесса метановые бактерии разделяют на мезо- и термофильные. Оптимальная температура для мезофильных бактерий от 30 до 40 °С, а для термофильных от 50 до 60 °С. В целом термофильный процесс метаногенеза идет интенсивнее мезофильного, притом в этих условиях анаэробной переработки отходов субстрат обеззараживается от патогенной микрофлоры и гельминтов.

Сейчас эти микроорганизмы имеют достаточно широкое распространение, приуроченное к анаэробным условиям. Вместе с другими бактериями они активно участвуют в деструкции органических веществ в различных экологических нишах: в болотном, речном и озерном иле, в осадках морей и океанов, в искусственных технических сооружениях - метантенках, в рубце жвачных и пищеварительном тракте ряда других животных.

Среди этих бактерий есть организмы, клетки которых близки к сферическим, образующие агрегаты, похожие на сарцин, ланцетовидные, палочковидные и нитевидные формы. Большинство неподвижны, но отдельные виды проявляют способность к движению в результате наличия жгутиков.

Как и другие архебактерии, метаногены отличаются от остальных прокариот (эубактерий) составом ряда компонентов клеток, в том числе клеточной стенкой, не содержащей муреина, а также характером липидов, в которые не входят жирные кислоты. Большую часть нейтральных липидов составляют простые эфиры глицерина и длинноцепочечного спирта фитанола. В метаболизме метанобразующих бактерий участвует кофермент М (2-меркаптоэтансульфоновая кислота), факторF420, представляющий собой особый флавин, и ряд других соединений, которые у остальных организмов не обнаружены или встречаются крайне редко. Но главное, что отличает метаногенов, как и других архебактерий, от остальных организмов, - это нуклеотидная последовательность, о чем свидетельствует изучение состава получаемых из нее олигонуклеотидов.

В то же время отдельные виды метанобразующих бактерий по этому показателю могут отличаться весьма значительно. На этом основании их подразделяют на три порядка, включающих не­сколько семейств и родов. Наиболее изученными видами являются Methanobacteriumthermoautotrophicum, Methanosarcinabarkeri, Methanobrevibacterruminantium.

Как уже говорилось выше, Все метанобразующие бактерии - строгие анаэробы. Они делятся на мезо- и термофилов. К числу термофилов относится, например, М. thermoautotrophicum. Оптимальное значение рН для роста разных видов 6,5-8,0. Некоторые штаммы способны расти при наличии в среде до 5-7 % и более NaCl.

Как источник серы бактерии чаще всего используют сульфид, а как источник азота - аммоний. Некоторые виды нуждаются для роста в наличии дрожжевого автолизата или смеси витаминов. Известны также метанобразующие бактерии, для роста которых необходимо присутствие ацетата и (или) других органических веществ.

Но довольно многие из этих микроорганизмов могут расти в автотрофных условиях (при наличии в качестве единственного источника углерода углекислоты).

Кислотообразующие и метанобразующие бактерии встречаются в природе повсеместно, в частности в экскрементах животных. В пищеварительной системе крупного рогатого скота содержится полный набор микроорганизмов, необходимых для сбраживания навоза. Поэтому навоз КРС часто применяют в качестве сырья, загружаемого в новый реактор. Для начала процесса сбраживания достаточно обеспечить следующие условия:

- поддержка анаэробных условий в реакторе – жизнедеятельность метанообразующих бактерий возможна только при отсутствии кислорода в реакторе биогазовой установки, поэтому нужно следить за герметичностью реактора и отсутствием доступа в реактор кислорода;

- соблюдение температурного режима – поддержка оптимальной температуры является одним из важнейших факторов процесса сбраживания. Степень бактериологического производства метана увеличивается с увеличением температуры. Но, так как количество свободного аммиака тоже увеличивается с ростом температуры, процесс сбраживания может замедлиться. Биогазовые установкибез подогрева реактора демонстрируют удовлетворительную производительность только при среднегодовой температуре около 20°С или выше или когда средняя дневная температура достигает по меньшей мере 18°С. При средних температурах в 20-28°С производство газа непропорционально увеличивается. Если же температура биомассы менее 15°С, выход газа будет так низок, что биогазовая установка без теплоизоляции и подогрева перестает быть экономически выгодной.

Сведения относительно оптимального температурного режима различны для разных видов сырья.

Для биогазовых установок работающих на смешанном навозе КРС, свиней и птиц, оптимальной температурой для мезофильного температурного режима является 34 - 37°С, а для термофильного 52 - 54°С. Психофильный температурный режим соблюдается в установках без подогрева, в которых отсутствует контроль за температурой. Наиболее интенсивное выделение биогаза в психофильном режиме происходит при 23°С.

На практике более распространены два температурных режима, это термофильный и мезофильный. У каждого из них есть свои достоинства и недостатки. Преимущества термофильного процесса сбраживания - это повышенная скорость разложения сырья, и следовательно более высокий выход биогаза, а также практически полное уничтожение болезнетворных бактерий, содержащихся в сырье. К недостаткам термофильного разложения можно отнести; большое количество энергии, требуемое на подогрев сырья в реакторе, чувствительность процесса сбраживания к минимальным изменениям температуры и несколько более низкое качество получаемых биоудобрений.

При мезофильном режиме сбраживания сохраняется высокий аминокислотный состав биоудобрений, но обеззараживание сырья не такое полное, как при термофильном режиме.

В дополнение к углероду и водороду создание биоудобрений требует достаточного количество азота, серы, фосфора, калия, кальция и магния, и некоторого количества микроэлементов - железа, марганца, молибдена, цинка, кобальта, селена, вольфрама, никеля и других.

- время сбраживания – оптимальное время сбраживания зависит от дозы загрузки реактора и температуры процесса сбраживания. Если время сбраживания выбрано слишком коротким, то при выгрузке сброженной биомассы бактерии из реактора вымываются быстрее, чем могут размножаться, и процесс ферментации практически останавливается. Слишком продолжительное выдерживание сырья в реакторе не отвечает задачам получения наибольшего количества биогаза и биоудобрений за определенный промежуток времени.

- кислотно-щелочной баланс – метанопродуцирующие бактерии лучше всего приспособлены для существования в нейтральных или слегка щелочных условиях. В процессе метанового брожения второй этап производства биогаза является фазой активного действия кислотных бактерий. В это время уровень рН снижается, то есть среда становится более кислой.

Однако при нормальном ходе процесса жизнедеятельность разных групп бактерий в реакторе проходит одинаково эффективно и кислоты перерабатываются метановыми бактериями. Оптимальное значение pH колеблется в зависимости от сырья от 6,5 да 8,5. Измерить уровень кислотно-щелочного баланса можно с помощью лакмусовой бумаги. Значения кислотно-щелочного баланса будут соответствовать цвету: приобретаемому бумагой при её погружении в сбраживаемое сырье.

- содержание углерода и азота – одним из наиболее важных факторов, влияющих на метановое брожение (выделение биогаза), является соотношение углерода и азота в перерабатываемом сырье. Если соотношение C/N чрезмерно велико, то недостаток азота будет служить фактором, ограничивающим процесс метанового брожения. Если же это соотношение слишком мало, то образуется такое большое количество аммиака, что он становится токсичным для бактерий. Микроорганизмы нуждаются как в азоте, так и в углероде для ассимиляции в их клеточную структуру. Различные эксперименты показали: выход биогаза наибольший при уровне соотношения углерода и азота от 10 до 20, где оптимум колеблется в зависимости от типа сырья. Для достижения высокой продукции биогаза практикуется смешивание сырья для достижения оптимального соотношения C/N (табл.8.2)

Таблица 8.2 Оптимальное соотношение C/N

Биоферментируемый материал	Азот N(%)	Соотношение углерода и азота C/N
А. Навоз животных
КРС	1,7 - 1,8	16,6 - 25
Куриный	3,7 - 6,3	7,3 - 9,65
Конский	2,3	25
Свиной	3,8	6,2 - 12,5
Овечий	3,8	33
B. Растительные сухие отходы
Кукурузные початки	1,2	56,6
Солома зерновых	1	49,9
Пшеничная солома	0,5	100 - 150
Кукурузная солома	0,8	50
Овсяная солома	1,1	50
Соя	1,3	33
Люцерна	2,8	16,6 - 17
Свекольный жом	0,3 - 0,4	140 - 150
С. Другое
Трава	4	12
Опилки	0,1	200 - 500

- выбор влажности сырья – беспрепятственный обмен веществ в сырье является предпосылкой для высокой активности бактерий;

- регулярное перемешивание – для эффективной работы биогазовой установки и поддерживания стабильности процесса сбраживания сырья внутри реактора необходимо периодическое перемешивание.

Главными целями перемешивания являются:

1. высвобождение произведенного биогаза;

2. перемешивание свежего субстрата и популяции бактерий (прививка);

3. предотвращение формирования корки и осадка;

4. предотвращение участков разной температуры внутри реактора;

5. обеспечение равномерного распределения популяции бактерий;

6. предотвращение формирования пустот и скоплений, уменьшающих эффективную площадь реактора.

- ингибиторы процесса -сбраживаемая органическая масса не должна содержать веществ (антибиотики, растворители и т. п.), отрицательно влияющих на жизнедеятельность микроорганизмов, они замедляют, а иногда и прекращают процесс выделения биогаза. Не способствуют "работе" микроорганизмов и некоторые неорганические вещества.

Характеристика некоторых метанобразующих бактерий приведена в табл. 8.3.

Таблица 8.3Характеристика метанобразующих бактерий

Род и вид	Характеристика культуры	Субстрат
Methanobacterium	Палочки от длинных до нитеобразных; в клеточной стенке содержится псевдомуреин	Водород
formicum
bryantii
thermoautotrophicum
Methanobrevibacterium	Комки, короткие палочки; в клеточной стенке содержится псевдомуреин	Водород и формиат
ruminantium
smithi
orboriphilus		Водород
Methanococcus	Подвижные нерегулярные небольшие кокки; в клеточной стенке содержатся полипептидные субъединицы	Водород и формиат
vannielii
voltae
thermoiithotrophicus
mazei		Водород, ацетат, метанол, метиламин
Methanomicrobium mobile	Подвижные короткие палочки и нерегулярные подвижные небольшие кокки; в клеточной стенке содержатся полипептидные субъединицы	Водород и формиат
Methanobacteriumcariacimarisnigri	Подвижные небольшие нерегулярные кокки; в клеточной стенке содержатся полипептидные субъединицы	Водород и формиат
Methanospirillumhungatei	Подвижные палочки; в клеточной стенке содержатся полипептиды	Водород и формиат
Methanosarcinabarken	Нерегулярные кокки, сгруппированные в пакеты; в клеточной стенке содержатся гетерополисахариды	Водород, ацетат, метанол, метиламин
Methanolhrixsoehngenii	Палочки от длинных до нитей; в клеточной стенке не содержится муравьиная кислота	Ацетат
Methanothermusfervidus	Неподвижные палочки; в клеточной стенке содержится псевдомуреин	Водород

Ассимиляция углекислоты в автотрофных условиях, как показано для М. thermoautotrophicum, происходит особым нециклическим путем. Началом его является образование из углекислоты С2-соединения в виде, ацетил-кофермента А (КоА). Дальнейшее превращение ацетил-КоА включает следующие реакции:

ацетил-КоАпируватфосфоенолпируватоксалоацетатмалатфумаратсукцинатсукцинил-КоАα-кетоглутарат.

Образующиеся пируват, оксалоацетат, 2-кетоглутарат используются частично для синтеза аминокислот, а фосфоенолпируват - углеводов.

Субстратами, из которых большинство известных видов метаногенов образуют метан, служат молекулярный водород и углекислота:

4Н₂ + СО₂СН₄ + 2Н₂О

Ряд видов синтезируют метан из окиси углерода:

4СО + 2Н₂О СН₄ + ЗСО₂

Некоторые виды образуют метан из муравьиной кислоты:

4НСООН СН₄ + ЗСО₂ + 2Н₂О

Известны метанобразующие бактерии, образующие метан из метанола, метиламина, диметиламина, триметиламина и (или) ацетата:

4СН₃ОНЗСН₄ + СО₂ + 2Н₂О

4CH₃NH₂ + 2Н₂ОЗСН₄ + CO₂ + 4NH₃

СН₃СООНСН₄ + СО₂

При превращении метилированных аминов, метанола и ацетата в метан в него переходит метильная группа субстрата.

Еще в 1956 г. известным биохимиком И. X. Баркером предложена схема восстановления СО₂ в метан, которая сейчас детализирована (рис. 8.1). Эта схема послужила отправной точкой для формулирования гипотезы о том, что метанобразующие бактерии могут аккумулировать энергию в процессе окислительного фосфорилирования.

Рисунок 8.1 - Предполагаемая схема восстановления СО₂в метан метаногенами

В исследованиях, проведенных с чистыми культурами разных видов метаногенов, установлено, что синтез метана протекает в мембранах, причем этот процесс сопряжен с генерацией трансмембранного потенциала, энергия которого трансформируется в АТФ.

Таким образом, метанобразующие бактерии, видимо, осуществляют (во всяком случае, когда окисляют Н₂) не брожение, а анаэробное дыхание, используя СО₂ в качестве акцептора электронов. Но выход энергии на каждый образованный моль метана у метаногенов не превышает двух молей АТФ. Поэтому для обеспечения своего роста метанобразующие бактерии должны синтезировать значительные количества метана. Из 100 % метаболизированного соединения углерода они трансформируют в клеточный материал только 5-10 %, остальное конвертируется в метан.

Гидролизные бактерии представляют собой весьма стойкие колонии микроорганизмов, которые очень быстро размножаются в питательной среде. Нормальным считается удвоение их числа в течении нескольких часов. Анаэробные (метанообразующие) бактерии размножаются гораздо медленнее.

Подбор консорциума микроорганизмов проводили для сырья с массовой долей влаги 60-80 % фракционный состав, которого приведен в табл. 8.4. Усредненные данные по химическому составу субстрата приведены в табл. 8.5.

Таблица 8.4 - Фракционный состав

Компоненты	Состав, %
	сезон года
	лето-осень	зима-весна
Картофель и его очистки	25-38	38-50
Другие овощи	25-38	9-15
Фрукты	20-25	18-24
Мясо, колбасы	3-5	3-5
Мясные кости	3-4	3-4
Рыба, рыбные кости	2-3	2-3
Хлеб и хлебопродукты	2	2
Молочные продукты	0,5	0,5
Яичная скорлупа	0,5	0,5

Таблица 8.5 Химический состав субстрата

Характеристики	Химический состав, в % общей массы
Влага общая	72-85
Сухое вещество	15-28
В т. ч.:
Протеин	1,7-4,4
Жир	0,4-1,6
безазотистые экстрактивные вещества	11,4-15,5
клетчатка	1-3
зола	1,8-2,4

С целью биодеструкции сырья такого состава наиболее целесообразно использовать подобранный консорциум микроорганизмов состоящий из бактерий Bacillussubtitles, Pseudomonasaeruginosa, Pseudomonasfacilis, Erwiniaamylovora, Arthrobacterspecies, Methanosarcinabarken, Methanococcusmazei, Methanobacteriumcariacimarisnigri, Methanospirillumhungatei. Дополнительно вводили Cellulomonaseffusa.

Характеристика морфологических и некоторых биохимических свойств бактерий вошедших в состав в консорциум микроорганизмов для утилизации пищевых коммунально-бытовых отходов приведены ниже:

Bacillussubtilis -подвижные короткие палочки, края обрублены в виде запятой. На стандартных питательных средах (МПА, СПА) образует округлые колонии в форме звездочки 1,5 - 2,5 мм в диаметре и более, гладкие, края неровные, непрозрачные. Аэроб. Способен расти в анаэробных условиях в присутствии нитратов в питательной среде.

Pseudomonasaeruginosa - классический представитель рода Pseudomonas. Различные штаммы этих бактерий можно обнаружить всюду: в почве, воде, воздухе, гнойных ранах и сточных водах. По сравнению с другими видами псевдомонад эти формы наиболее интенсивно исследуются бактериологами, изучающими патогенную группу, и фитопатологами. Бактерии Ps. aeruginosa обладают особым разнообразием свойств, но в то же время у них отмечаются характерные общевидовые морфологические и физиологические признаки. Клетки бактерий представляют собой мелкие палочки (1,0 - 1,5 х 0,5 мкм), одиночные или соединенные в пары; имеют один-два, редко три полярно расположенных жгутика, грамотрицательные. Температурный оптимум развития около 37 °С. Являются сильными окислителями углеводов (сахаров, органических кислот, углеводородов).

Характеристика штамма Pseudomonasfacilis- подвижные короткие палочки. На стандартных питательных средах (МПА, СПА) образует округлые колонии 1,5 - 2,5 мм в диаметре и более, гладкие, края ровные, образует флуоресцирующий пигмент, непрозрачные. Аэроб. Способен расти в анаэробных условиях в присутствии нитратов в питательной среде.

Arthrobacterspecies - короткие палочки с возрастом укорачиваются до кокков, диаметром 10 ммк, грамположительные. На плотных питательных средах образуют округлые, гладкие блестящие, беловатые колонии. Сапрофит. Гидролизует желатин, крахмал.

Clostridiumbutyricumподвижные короткие палочки с перитрихиальными жгутиками. Спорообразующие. На стандартных питательных средах (МПА, СПА) образует округлые колонии в форме звездочки 1,5 - 2,5 мм в диаметре и более, гладкие, края неровные, непрозрачные. Анаэроб. Способен расти в анаэробных условиях в присутствии нитратов в питательной среде. Обладает сахаролитическими и протеолитическими свойствами. Гидролизует желатин. Образует сероводород, и меркаптан, не разрушает мочевину.

Erwiniaamylovora представляет собой подвижные (при помощи жгутиков) палочки, расположенные одиночно или короткими цепочками. Размер 0,7-0,1 х 0,9-1,5 мкм. Спор и капсул не образует. Грамотрицательныеаэробы или факультативные анаэробы. Не устойчивы к кислотам. Оптимальная температура для развития 30 °С, погибают при 43,7 °С.

Используемый в работе консорциум позволил проводить биодеструкцию сырья с получением биогаза. Дальнейшие наши исследования в этом вопросе позволят повысить эффективность действия консорциума и качество конечного продукта.