申请日2014.11.21
公开(公告)日2015.03.04
IPC分类号C12N1/20; A61L101/52; C12N1/16; C02F3/34; A61L9/01; C12R1/865; C12R1/78; C12R1/10; C12R1/125; C12R1/11; C12R1/23; C12R1/25; C12R1/46; C12R1/465; C12R1/01; C12N1/18
摘要
本发明提供一种用于污水净化与垃圾除臭的微生态制剂，其为包括如下微生物的液体培养物，酿酒酵母、汉逊酵母、沼泽红假单胞菌、地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、细黄链霉菌、嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌、嗜热链球菌，其中培养用液体培养基包含糖蜜、氯化钠、尿素，且微生态制剂中活菌数达1×1010cfu/ml以上。将其投入污水或喷洒于垃圾中转站、垃圾填埋场及养殖场等场所，可对环境起明显改善作用。
权利要求书
1.一种用于污水净化与垃圾除臭的微生态制剂，其特征在于，所述微生态制剂为 包括如下微生物的液体培养物：酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、汉逊酵母 (Hansenula anomala)、沼泽红假单胞菌(Rhodop seudanonas palustris)、地衣芽孢 杆菌(Bacillus licheniformis)、枯草芽孢杆菌[Bacillus subtilis(Ehrenberg) Cohn]、巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)、细黄链霉菌(Streptomyces microflavus)、嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)，
其中微生物培养用液体培养基包含糖蜜、氯化钠、尿素，且微生态制剂中活菌数达 1×1010cfu/ml以上。
2.如权利要求1所述的微生态制剂，所述液体培养基包含以重量百分比计的8～10% 糖蜜、1.5～2%氯化钠及0.5～1%尿素。
3.如权利要求1所述的微生态制剂，所述液体培养基包含以重量百分比计的8～10% 糖蜜、1.5～2%氯化钠、0.5～1%尿素、1～3%复合生长因子及余量的水，且pH 5.8～6.0，其 中复合生长因子包括20%磷酸氢二钾、40%硫酸镁、25%过滤番茄汁、5%酵母浸提物、10% 电解多维。
4.一种制备权利要求1-3任一项所述的微生态制剂的方法，包括：
(1)制备复合菌种：
一级种子培养：将各所述微生物的菌落分别接种于所述液体培养基纯培养16-24小 时，温度30-35℃;
二级种子培养：一级培养物接种于所述液体培养物放大混合培养24-48小时，温度 30-35℃，得到作为复合菌种的二级培养物;
(2)初始发酵：将二级培养物接入所述液体培养基放大培养24-48小时，温度 15-30℃;然后再添加基于初始发酵开始时0.8-1.2倍量的所述液体培养基，在30-35℃ 下培养，其中保持pH不低于4.2，对液面进行光照，4-12小时搅匀一次，培养至出现 漂浮物;
(3)高糖发酵：再加入基于初始发酵开始时0.8-1.2倍量的额外添加了3～5%糖蜜 的所述液体培养基，在28～30℃下培养，其中保持pH不低于3.9，继续提供光照，4-12 小时搅匀一次，培养4～8天，至pH不再明显下降;
(4)静默发酵：停止保温、搅拌、光照，在保持pH 3.9-4.4的情况下，继续培养 至活菌数达1×1010cfu/mL以上。
5.如权利要求4所述的制备方法，其中在一级种子培养过程，所述微生物中的嗜 酸乳杆菌与植物乳杆菌静置培养，其余微生物振荡培养。
6.如权利要求4所述的制备方法，其中在二级种子培养过程，所述地衣芽孢杆菌、 枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌、嗜热链球菌的一级培养物在 混合培养时间过半时接种。
7.一种制备权利要求1-3所述的微生态制剂的方法，包括：
(1)制备复合菌种：
一级种子培养：将所述液体培养基分装至200ml三角烧瓶中，从各所述微生物试管 种斜面上挑取菌落，分别接种至各瓶培养基中，并置于恒温振荡器中32℃振荡培养24 小时，但嗜酸乳杆菌与植物乳杆菌静置培养;
二级种子培养：取10L所述液体培养基，接入酿酒酵母、汉逊酵母、沼泽红假单胞 菌、细黄链霉菌的一级培养物，32℃培养，培养期间每4小时搅拌均匀一次，培养24 小时之后再接种地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌、植物乳杆 菌、嗜热链球菌，搅拌均匀后继续静置培养24小时得到二级培养物作为复合菌种;
(2)初始发酵：将二级培养物接入3吨所述液体培养基培养48小时，温度15-30℃; 然后再添加2.5吨所述液体培养基，在32℃下培养，其中保持pH不低于4.2，每8小 时搅拌1分钟，提供光照，培养至出现漂浮物。
(3)高糖发酵：再加入3吨额外添加了5%糖蜜的所述液体培养基，在28～30℃下 培养，其中保持pH不低于3.9，继续提供光照，每12小时搅拌1分钟，培养4～8天， 至pH不再明显下降;
(4)静默发酵：停止保温、搅拌、光照，在保持pH 3.9-4.4的情况下，继续培养 至80%的漂浮物下沉，培养物颜色呈鲜红色或橙黄色，气味呈酸味或酯味，活菌数达 1×1010cfu/mL以上。
说明书
用于污水净化与垃圾除臭的微生态制剂及其制备方法
技术领域
本发明属于微生态制剂制备技术领域，具体涉及一种用于污水净化与垃圾除臭的微 生态制剂及其制备方法。
背景技术
微生态制剂广泛应用于农业、环保、医疗等领域，目前在农业上用量最大，而在环 保领域使用还不多。现有的一些用于水处理的微生态制剂，虽然取得了一些处理效果， 但普遍存在激活所需时间长、持续作用时间短、微生物种类单一等问题，从而导致其处 理效果欠佳等问题。
发明内容
鉴于现有环保领域微生态制剂的不足，本研发团队受“有效微生物群”概念所启 发，制备了一种含多种微生物的、能够净化污水及除臭的液体剂型微生态制剂。
本发明的第一方面是一种用于污水净化与垃圾除臭的微生态制剂，其为包括如下微 生物的液体培养物，酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、汉逊酵母(Hansenula anomala)、沼泽红假单胞菌(Rhodop seudanonas palustris)、地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)、枯草芽孢杆菌[Bacillus subtilis(Ehrenberg)Cohn]、巨大芽孢杆 菌(Bacillus megaterium)、细黄链霉菌(Streptomyces microflavus)、嗜酸乳杆菌 (Lactobacillus acidophilus)、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、嗜热链球 菌(Streptococcus thermophilus)。其中培养用液体培养基包含糖蜜、氯化钠、尿素， 且微生态制剂中活菌数达1×1010cfu/ml以上。
本发明还提供一种制备上述微生态制剂的方法，包括：
(1)制备复合菌种，包括一级种子培养：将各所述微生物的菌落分别接种于所述 液体培养基纯培养16-24小时，温度30-35℃;及二级种子培养：一级培养物接种于所 述液体培养物放大混合培养24-48小时，温度30-35℃，得到作为复合菌种的二级培养 物。
(2)初始发酵：将二级培养物接入所述液体培养基放大培养24-48小时，温度 15-30℃;然后再添加基于初始发酵开始时0.8-1.2倍量的所述液体培养基，在30-35℃ 下培养，其中保持pH不低于4.2，对液面进行光照，4-12小时搅匀一次，培养至出现 漂浮物。
(3)高糖发酵：再加入基于初始发酵开始时0.8-1.2倍量的额外添加了3～5%糖蜜 的所述液体培养基，在28～30℃下培养，其中保持pH不低于3.9，继续提供光照，4-12 小时搅匀一次，培养4～8天，至pH不再明显下降;
(4)静默发酵：停止保温、搅拌、光照，在保持pH 3.9-4.4的情况下，继续培养 至活菌数达1×1010cfu/mL以上。
本发明的微生态制剂的优点在于：
将其投入污水，如生活污水、食品加工废水、畜牧养殖废水、受污染河道及水产养 殖水体等中，可降低污水化学需氧量、总氮、悬浮物等指标，从而使水体变得清澈;将 其喷洒于垃圾中转站、垃圾填埋场及养殖场等场所，可对空气中的氨、硫化氢等恶臭物 质起到吸附、酶解等作用。从而起到对环境的改善作用。
具体实施方式
本发明的微生态制剂由复合菌种经发酵得到。
本发明中复合菌种制备及其发酵所需的液体培养基的组成为：
糖蜜8～10%;食盐1.5～2%;
尿素0.5～1%;复合生长因子1～3%;
及余量的水。
各组分以重量百分比计。调配好后用氢氧化钠或碳酸氢钠调pH至5.8～6.0，巴氏消 毒。
上述糖蜜、食盐、尿素为市购产品。
复合生长因子为自配，由20%磷酸氢二钾、40%硫酸镁、25%过滤番茄汁、5%酵母浸 提物、10%电解多维。其中，磷酸氢二钾、硫酸镁、酵母浸提物、电解多维为市购产品， 过滤番茄汁为自制。
复合菌种按如下方法制备。
复合菌种的微生物组分包括酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、汉逊酵母 (Hansenula anomala)、沼泽红假单胞菌(Rhodop seudanonas palustris)、地衣芽孢 杆菌(Bacillus licheniformis)、枯草芽孢杆菌[Bacillus subtilis(Ehrenberg) Cohn]、巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)、细黄链霉菌(Streptomyces microflavus)、嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)。各微生物组分为市购试管 种。
复合菌种的制备方法分为一级与二级两步。
上述“一级”为各组分的纯培养。挑取各微生物的菌落，分别接种至100～200mL液 体培养基中，置于恒温振荡器中30～35℃、100～200r/min培养16～24h;但嗜酸乳杆菌与 植物乳杆菌不振荡,静置培养。各微生物接种量基本相同。
上述“二级”为混合培养，具体方法为：准备5～10L液体培养基，接种一级培养后 的酿酒酵母、汉逊酵母、沼泽红假单胞菌、细黄链霉菌培养物，30～32℃间歇搅拌 (60～120r/min机械搅拌，每3～5h一次，每次1～2min)培养12～24h;之后接种地衣芽 孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌、嗜热链球菌，继续 培养16～24h。培养完毕后，发臭的视为染杂菌，应舍弃;气味为酸味的为正常。
发酵培养过程分为初始发酵、高糖发酵、静默发酵三个阶段，其条件如下所述：
初始发酵
将已制备好的复合菌种泵入含上述液体培养基的种子罐，不设条件地自然培养(自 然温度15～30℃)24～48h，然后泵入装有约四分之一体积液体培养基的发酵罐，使发酵 罐中培养物体积为罐总体积的约二分之一。在发酵罐中以30～32℃，pH下限4.2，每8～ 12h搅拌1min，提供光照(例如以高压气体放电灯，如金属卤化物灯、氙气灯等，在发 酵罐上部照射于液面，作用为促进沼泽红假单胞菌生长并成为优势菌，通常照度不低于 1000LUX;)，培养至出现漂浮物(类菌苔物)。通常此阶段发酵时间为1～3天。
高糖发酵
向发酵罐中泵入再添加了2～5%糖蜜的所述液体培养基至大致四分之三体积，搅拌 均匀。以28～30℃，pH下限3.9，每8～12h搅拌1min，继续提供光照，培养至pH不 再明显下降。通常此阶段发酵时间为4～8天。
静默发酵
不再加热、搅拌、光照，在pH下限3.9，pH上限4.4的情况下，继续培养，当pH 值低于下限，则加入氢氧化钠或碳酸氢钠调整;当pH值高于上限，则加入硫酸或冰乙 酸调整。至漂浮物大部分(80%以上)下沉，且颜色呈鲜红色或橙黄色，气味呈酸味或 酯味，活菌数达1×1010cfu/mL以上即可放罐。通常此阶段发酵时间为5～10天。
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
其中，各实施例所用微生物菌株及来源如下：
实施例1
1.1制备液体培养基
按质量比取糖蜜8%、食盐2%、尿素1%、复合生长因子2%，加入除氯自来水配置5 吨培养基。其中2吨入3吨种子罐，2.5吨入10吨发酵罐，其余0.5吨备用。
1.2制备复合菌种
将备用的液体培养基分装至若干个200mL三角烧瓶中，每瓶100mL，以121℃，15min 予以高压蒸汽灭菌。后在超净工作台中，用接种环从各组分的试管种斜面上挑取一些菌 落，接种至各瓶培养基中，并置于恒温振荡器中32℃，150r/min培养24h，但嗜酸乳杆 菌与植物乳杆菌静置培养。
取10L备用的液体培养基，接种酿酒酵母、汉逊酵母、沼泽红假单胞菌、细黄链霉 菌，32℃培养24h，培养期间用叶轮式搅拌电机每4h搅拌一分钟，搅拌速率60r/min。 之后接种地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌、嗜 热链球菌并搅拌充分后，继续静置培养24h。
1.3初始发酵
将已制备好的复合菌种泵入种子罐，不设条件地自然培养48h后泵入发酵罐。在发 酵罐中以32℃，pH下限4.2，每8h搅拌1min，提供光照(使用金属卤化物灯，从上 方向液面投射，强度1000LUX)，培养2天至出现漂浮物。
1.4高糖发酵
向发酵罐中泵入新制备的上述液体培养基与5%的糖蜜(基于新加培养基的体积)至 约四分之三体积，搅拌均匀。以28℃，pH下限3.9，每12h搅拌1min，继续提供光照， 继续培养4天至pH不再明显下降。
1.5静默发酵
不再加热、搅拌、光照，在控制pH下限3.9，pH上限4.4的条件下，继续培养至 80%的漂浮物下沉，发酵体系颜色呈鲜红色或橙黄色，气味呈酸味或酯味，此时搅匀发 酵液并取样进行菌落计数,若活菌数达1×1010cfu/mL以上即可放罐。
最终得到约8吨此微生态制剂。
实施例2
2.1制备液体培养基
按质量比取糖蜜8%、食盐2%、尿素1%、复合生长因子2%，加入除氯自来水配置10 吨培养基。其中4吨入种子罐，5吨入20吨发酵罐，其余1吨备用。
2.2制备复合菌种
将备用的液体培养基分装至若干个200mL三角烧瓶中，每瓶100mL，以121℃，15min 予以高压蒸汽灭菌。后在超净工作台中，用接种环从各组分的试管种斜面上挑取一些菌 落，接种至各瓶培养基中，并置于恒温振荡器中32℃，150r/min培养24h，嗜酸乳杆菌 与植物乳杆菌静置培养。取10L备用的液体培养基，接种酿酒酵母、汉逊酵母、沼泽红 假单胞菌、细黄链霉菌，32℃培养24h，培养期间用叶轮式搅拌电机每4h搅拌一分钟， 搅拌速率60r/min。之后接种地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、嗜酸乳杆 菌、植物乳杆菌、嗜热链球菌并搅拌充分，继续静置培养24h。
2.3初始发酵
将已制备好的复合菌种泵入种子罐，不设条件地自然培养48h后泵入发酵罐。在发 酵罐中以32℃，pH下限4.2，每8h搅拌1min，提供光照(使用金属卤化物灯，从上方 向液面投射，强度为约2000LUX)，再培养3天至出现漂浮物。
2.4高糖发酵
向发酵罐中泵入新制备的上述液体培养基与基于新培养基5%的糖蜜至约四分之三 体积，搅拌均匀。以28℃，pH下限3.9，每12h搅拌1min，提供光照，继续培养5天 至pH不再明显下降。
2.5静默发酵
不再加热、搅拌、光照，pH下限3.9，pH上限4.4，培养至80%的漂浮物下沉，培 养物颜色呈鲜红色或橙黄色，气味呈酸味或酯味，活菌数达1×1010cfu/mL以上即可放 罐。
最终得到约17.5吨此微生态制剂。
使用方法及效果
(1)将实施例1最后得到微生态制剂稀释200倍后用背负式喷雾器均匀喷洒于某 垃圾中转站内，其除臭效果显著，氨、硫化氢的浓度变化如下表所示：
(2)将实施例2中得到的微生态制剂以污水进水量的0.1%的用量投加至某食品企 业污水处理系统的曝气池中，每日一次，效果较为理想，水质变化如下表所示：(投加 微生态制剂从8月14日开始)
采样时间 化学需氧量(CODCr) 总氮(TN) 悬浮物(SS) 8-11 187.0 32.0 71.0 8-12 188.5 29.0 69.0 8-13 154.5 30.5 71.0 8-14 161.0 21.3 69.3 8-15 122.7 16.5 54.0 8-16 103.0 16.8 49.0