申请日2014.05.20
公开(公告)日2016.07.06
IPC分类号C12N1/20; C12N1/04; C02F3/34; A23B7/155; C12R1/125; C12R1/10; C12R1/07; C12R1/25; C12R1/11; C12R1/12; C12R1/01; C02F103/42
摘要
本发明涉及可用于处理和修复废水、从采后的水果和蔬菜的表面除去有机物质以及减少水果和蔬菜的采后病害的微生物组合物。
权利要求书
1.一种用于降解有机物质的组合物，其包含以下的混合物：
(a)枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和短小芽孢杆菌，其中所述混合物中的每一种所述芽孢杆菌各自经需氧发酵、收获、干燥、并且研磨以产生具有约200微米平均粒径的粉末，其中大于约60%的所述混合物的尺寸范围介于100-800微米，和或者：
(b)乳酸片球菌、戊糖片球菌和植物乳杆菌，其中所述混合物中的每一种所述乳酸杆菌各自经厌氧发酵、收获、干燥、并且研磨以产生具有约200微米平均粒径的粉末，其中大于约60%的所述混合物的尺寸范围介于100-800微米;或者
(c)巨大芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌和多粘类芽孢杆菌，其中所述混合物中的每一种所述芽孢杆菌各自经需氧发酵、收获、干燥、并且研磨以产生具有约200微米平均粒径的粉末，其中大于60%的所述混合物的尺寸范围介于100-800微米
其中所述组合物在加入水之后完全分散并且不需要预激活所述细菌。
2.权利要求1所述的组合物，其中步骤(a)的所述芽孢杆菌与步骤(b)的所述乳酸杆菌的比率在1:10至10:1之间。
3.权利要求2所述的组合物，其中步骤(a)的所述芽孢杆菌与步骤(b)的所述乳酸杆菌的比率为1:10的芽孢杆菌比乳酸杆菌。
4.权利要求1所述的组合物，其中步骤(b)的所述乳酸杆菌的比率为1:1:1。
5.权利要求1所述的组合物，其中所述组合物具有小于约5%的水分含量;并且具有的最终细菌浓度为每克的所述组合物的约介于105-1011个集落生成单位(CFU)。
6.权利要求1所述的组合物，其进一步包含惰性载体。
7.权利要求6所述的组合物，其中所述惰性载体是一水葡萄糖。
8.权利要求7所述的组合物，其中所述一水葡萄糖的浓度约在75-95%(w/w)之间。
9.权利要求1所述的组合物，其进一步包含有机乳化剂。
10.权利要求9所述的组合物，其中所述有机乳化剂的浓度约在2-5%(w/w)之间。
11.权利要求9所述的组合物，其中所述有机乳化剂为大豆卵磷脂。
12.权利要求1所述的组合物，其包含步骤(a)的所述芽孢杆菌和步骤(c)的所述芽孢杆菌。
13.权利要求1所述的组合物，其包含步骤(a)的所述芽孢杆菌和步骤(b)的所述乳酸杆菌。
14.处理废水的方法，其包括使所述废水与权利要求13的组合物接触。
15.权利要求14所述的方法，其中所述废水是城市污水、住宅化粪或工业废水。
16.权利要求15所述的方法，其中所述工业废水包含食物、脂肪、油类、油脂、酿酒厂废物、农业废物或商品废物。
17.权利要求15所述的方法，其中处理废水包括减少废水中的生物需氧量(BOD)、总悬浮固体(TSS)、总凯氏氮(TKN)和脂肪、油类和油脂(FOG)。
18.处理游泳池水的方法，其包括使所述水与权利要求13的组合物接触。
19.权利要求18所述的方法，其中通过接触游泳池过滤单元使所述水与所述组合物接触。
20.权利要求18所述的方法，其中所述组合物包埋在固体支持物中。
21.清洁人造草皮的方法，其包括使所述人造草皮与权利要求13的组合物接触。
22.修复来自洗涤水果或蔬菜的废水的方法，其包括使所述废水与权利要求12的组合物接触。
23.从水果和蔬菜的表面除去有机物质的方法，其包括使所述水果或蔬菜与权利要求12的组合物接触。
24.权利要求23所述的方法，其中所述方法改善所述水果或蔬菜的贮存期限和/或外观。
25.权利要求23所述的方法，其中所述水果是香蕉。
26.生产包含包括芽孢杆菌和乳酸杆菌的细菌的混合物的组合物的方法，其中所述方法包括以下步骤:
a)各自需氧发酵每一种芽孢杆菌生物体;
b)各自厌氧发酵每一种乳酸杆菌生物体;
c)收获各芽孢杆菌和乳酸杆菌生物体;
d)干燥收获的生物体;
e)研磨干燥的生物体以产生粉末
f)混合各芽孢杆菌粉末，以产生芽孢杆菌混合物;
g)将等量的各乳酸杆菌粉末混合，以产生乳酸杆菌混合物;并且
h)以介于1:10至10:1的比率混合所述芽孢杆菌混合物和所述乳酸杆菌混合物。
27.权利要求25所述的方法，其中所述芽孢杆菌包含枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和短小芽孢杆菌。
28.权利要求25所述的方法，其中所述乳酸杆菌包括乳酸片球菌、戊糖片球菌和植物乳杆菌、巨大芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌和多粘类芽孢杆菌。
29.权利要求25所述的方法，其中所述混合物具有以下特性：
a)水分含量小于约5%;和
b)最终细菌浓度为每克的所述组合物的介于约105-1011个集落生成单位(CFU)。
30.生产包含包括芽孢杆菌生物体的细菌的混合物的组合物的方法，其中所述方法包括以下步骤：
a)各自需氧发酵枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌和多粘类芽孢杆菌;
b)收获各生物体;
c)干燥收获的生物体;
d)研磨干燥的生物体，以产生粉末;并且
e)混合各芽孢杆菌粉末。
31.权利要求30所述的方法，其中所述混合物具有以下特性：
a)水分含量小于约5%;和
b)最终细菌浓度为每克的所述组合物的介于约105-1011个集落生成单位(CFU)。
说明书
基于微生物的废水处理组合物及其使用方法
相关申请
本申请要求于2013年5月20日提交的临时申请USSN61/825,332的优先权和权益，该申请的内容通过引用以其整体并入本文。
发明领域
本发明涉及含有微生物的废水处理组合物和使用所述组合物的方法。
发明背景
已知多种污水处理方法和装置。多数大型城市系统采用通过机械分离设备(例如压带机)使用或不使用用于与液体分离的聚合物依次浓缩废水中含有的固体的一系列沉降池。为了产生能安全排放至河道的洁净的排放物，废水处理操作使用三种或四种不同的处理阶段以除去有害污染物。
废水初步处理通常包括重力沉降筛过的废水以除去沉降的固体。经由一级处理除去在废水中悬浮的半数固体。来自该方法的残余物质是称为初沉污泥的浓缩的悬浮物，其将经受进一步的处理以变成生物固体。
废水二级处理通过生物学方法完成，其除去可生物降解的物质。该处理方法利用微生物消耗溶解且悬浮的有机物质，产生二氧化碳和其它副产物。该有机物质还提供维持微生物群落所需的营养物。随着微生物的进料，它们的密度增加，并且它们沉淀到加工罐的底部，与澄清的水分离，作为浓缩的悬浮物，被称为二次沉淀污泥、生物污泥、废活性污泥或滴滤池腐殖质。
当要求极高品质的排放物时，例如直接排放至饮用水源时，使用三级或深度处理。经由三级处理收集的固体残余物主要由为净化最终排放物而添加的化学剂组成，所述化学剂在排放前被回收，因而不会掺杂入生物固体中。
需要可进行生物修复的组合物和方法，以修复具有过量非期望的生物物质或其它污染(contaminating)或污染(polluting)化合物的物质(例如水)。
发明内容
在各方面，本发明提供含有用于降解有机物质的微生物混合物的组合物以增强废水处理。重要的是，本发明的组合物完全分散在水中，并且在使用之前不需要预激活细菌。
在各方面，本发明提供用于降解有机物质的组合物。所述组合物含有芽孢杆菌(Bacillus)生物体的混合物或芽孢杆菌和乳酸杆菌(Lactobacillus)的混合物。在一些实施方案中，所述组合物含有枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)、解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)、地衣芽孢杆菌(Bacilluslicheniformis)、短小芽孢杆菌(Bacilluspumilus)、乳酸片球菌(Pediococcusacidilactici)、戊糖片球菌(Pediococcuspentosaceus)和植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)。在其它实施方案中，所述组合物含有枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌(Bacillusmeagerium)、凝结芽孢杆菌(Bacilluscoagulans)和多粘类芽孢杆菌(Paenibacilluspolymyxa)。在所述混合物中的每一种生物体各自经需氧(芽孢杆菌)或厌氧(乳酸杆菌)发酵、收获、干燥和研磨，以产生具有的平均粒径为约200微米的粉末，其中大于约60%的所述混合物的尺寸范围介于100-800微米。在一些实施方案中，芽孢杆菌与乳酸杆菌的比率在1:10至10:1之间。优选地，芽孢杆菌与乳酸杆菌的比率为1:10(芽孢杆菌比乳酸杆菌)。在其它实施方案中，乳酸杆菌的比率为1:1:1。
在一些方面，所述组合物具有小于约5%的水分含量;并且具有的最终细菌浓度为每克所述组合物的约介于105-1011个集落生成单位(CFU)。
在各方面，所述组合物进一步含有诸如一水葡萄糖之类的惰性载体。优选地，所述一水葡萄糖的浓度约在75-95%(w/w)之间。
在其它方面，所述组合物进一步包括有机乳化剂。所述有机乳化剂为例如大豆卵磷脂。优选地，所述有机乳化剂的浓度约在2至5%(w/w)之间。
本发明还包括通过使废水与本发明的含有芽孢杆菌和乳酸杆菌混合物的组合物接触来处理废水的方法。所述废水为例如城市污水、住宅化粪(residentialseptic)或工业废水。所述废水含有食物、脂肪、油类、油脂、酿酒厂废物、农业废物或商品废物。所述方法导致废水中生物需氧量(BOD)、总悬浮固体(TSS)、总凯氏氮(TKN)和脂肪、油类和油脂(FOG)的减少。
本发明还包括处理游泳池水的方法，其包括通过使废水与本发明的含有芽孢杆菌和乳酸杆菌混合物的组合物接触来接触游泳池水。在一些方面，通过接触游泳池过滤单元使游泳池水与所述组合物接触。在其它方面，所述组合物被包埋在固体支持物中。
在另一方面，本发明提供清洁人造草皮的方法，其通过使所述人造草皮与本发明的含有芽孢杆菌和乳酸杆菌混合物的组合物接触。
在另一方面，本发明包括修复来自水果或蔬菜的废水的方法，其通过使所述废水与本发明的芽孢杆菌混合物接触。
在另一方面，本发明提供从水果和蔬菜的表面除去有机物质的方法，其通过使所述水果或蔬菜与本发明的芽孢杆菌混合物接触。所述方法改善所述水果或蔬菜的贮存期限和/或外观。所述水果为例如香蕉。
本发明还提供生产本发明的组合物的方法。含有芽孢杆菌和乳酸杆菌的细菌混合物通过以下生产：各自需氧发酵每一种芽孢杆菌生物体;各自厌氧发酵每一种乳酸杆菌生物体;收获各芽孢杆菌和乳酸杆菌生物体;干燥收获的生物体;研磨干燥的生物体，以产生粉末;将各芽孢杆菌粉末混合以产生芽孢杆菌混合物;将等量的各乳酸杆菌粉末混合以产生乳酸杆菌混合物;并且以介于1:10至10:1的比率将所述芽孢杆菌混合物和所述乳酸杆菌混合物混合。所述芽孢杆菌生物体是枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和短小芽孢杆菌。所述乳酸杆菌包含乳酸片球菌、戊糖片球菌和植物乳杆菌、巨大芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌和多粘类芽孢杆菌。所述混合物具有小于约5%的水分含量;并且具有的最终细菌浓度为每克的所述组合物的介于约105-1011个集落生成单位(CFU)。
通过以下生产含有芽孢杆菌生物体的细菌混合物：各自需氧发酵枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌和多粘类芽孢杆菌;收获各生物体，干燥收获的生物体;研磨干燥的生物体，以产生粉末，并且将各芽孢杆菌粉末混合。所述混合物具有小于约5%的水分含量;并且具有的最终细菌浓度为每克的所述组合物的介于约105-1011个集落生成单位(CFU)。
除非另有定义，在本文中使用的所有技术术语和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。尽管与本文中描述的那些类似或等同的方法和物质可用于实践本发明，下文描述了合适的方法和物质。本文中提及的所有出版物、专利申请、专利和其它参考文献通过引用以其整体明确并入。在冲突的情况下，将以本说明书(包括定义)为准。此外，在本文中描述的物质、方法和实施例仅是示例性的，并非旨在为限制性的。