CN101130101B - 微生物与多孔材料复合除臭剂及其制备方法 - Google Patents

微生物与多孔材料复合除臭剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种微生物与多孔材料复合除臭剂及其制备方法,其特征是微生物菌剂以多孔材料作为载体,微生物菌剂为热带假丝酵母CCW-Y3菌株和酿酒酵母菌。所述的微生物菌剂与多孔材料载体的质量比为4~6:1000。本发明是在多孔材料上负载具有较高脱臭性能的微生物菌剂,负载后的复合除臭剂,利用多孔性载体的高吸附性能将臭气分子吸附到表面,再利用吸附载体上的微生物菌剂将臭气分子分解,避免了载体的吸附饱和,延长载体的使用时间。将复合除臭剂安放在透气扁平盘中,悬吊在畜舍、禽舍或粪堆的上方空间,盘的材质用木质、或铁丝、或竹编。

Description

微生物与多孔材料复合除臭剂及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种除臭剂及其制备方法和使用方法,特别是关于畜禽养殖场除臭剂 及其制备方法和使用方法。

背景技术

[0002] 随着畜禽养殖业生产的快速发展,特别是规模化养殖的发展,大量的畜禽废弃物 的产生,造成畜禽业发展与环境污染的矛盾日益凸现,畜禽养殖业污染已成为当前继工业 污染、生活垃圾污染后的第三大污染源。畜禽养殖业最主要的污染物是粪尿及其所产生的 臭气。氨、硫化氢、硫醇和甲硫醇等是养殖场臭气的主要成分。据测,一个年出栏1万头的猪 场,每小时可向大气排出近14. 8公斤的NH3,1.35公斤的H2S,这些物质的污染半径可达5公 里。这些恶臭物质都能影响人、畜的生理机能,而H2S、NH3等物质具有强烈的毒性作用。因 此,采取有效措施消除畜禽养殖的臭气,是确保畜禽健康和提高生产性能,减少空气污染, 改善养殖场内及其周围卫生和环境条件的一项不可忽视的重要工作,可使畜禽养殖业发展 与生态环境建设相协调,走可持续发展道路。

[0003] 目前,畜禽养殖场脱除臭气采用的方法有三类:(1)掩蔽和稀释扩散等物理法。通 过喷洒掩蔽剂(香精等)来掩盖臭气味道,只是混淆人的嗅觉,并没有真正去除臭气成分。 或者采用风扇、排风机等加大通风,臭气只是扩散而稀释了浓度,臭气成分和总量并未变 化。都是治表不治本的方法。(2)安装除臭设备。集中收集臭气进入除臭设备中,利用除 臭设备中的化学试剂或生物来吸收或分解臭气物质。此方法必须有臭气抽集管路装置,设 备投资高,运行成本高,一般用于点源臭气,而畜禽养殖场臭气无组织排放源(面源)多,经 济上难以承受,故国内畜禽养殖场很少采用。(3)化学制剂、植物提取剂或微生物制剂直接 喷洒于畜禽舍或粪便上,或添加在饲料或饮水中。如在饲料中添加沸石粉、膨润土、海泡石、 蛭石、硅藻土等矿物或其它专用吸附剂,或添加中草药制剂和微生物菌剂,以促进其消化吸 收,减少排泄粪尿中臭气产生。也有喷洒微生物制剂,利用微生物将臭气成分吸收转化。

[0004] 将微生物制剂或吸附剂添加到饲料中进行饲喂,方法简单,但必须在饲料中每次 都添加,造成养殖成本增大。喷洒液体微生物制剂进行除臭,喷洒的次数也必须达到一定的 频率,否则上升的臭气又会扩散,因此必须有专人负责喷洒工作,或者安装自动喷洒设备。 这势必增加运行费用,而且还将影响到养殖方式以及畜禽舍的养殖环境。畜禽养殖臭气是 多成分的混合气体,对这类混合气体采用单一的技术方法很难达到消除臭气的目的,而我 国的畜禽养殖业是个微利行业,投资和运行成本高的技术方法并不适合这个行业,因此目 前大多数的养殖场都无法坚持长期使用除臭剂和除臭设备,很多养殖场只是在检查时偶尔 用一下,使得养殖场的臭气问题无法得到根本性的解决。

发明内容

[0005] 本发明针对目前畜禽养殖中采用单一的吸附除臭剂或单一的微生物除臭剂进行 饲喂或喷洒,运行成本高,难以在实践中推广应用的问题。联合物理除臭和微生物除臭技术,制备一种物理吸附臭气与微生物脱除臭气一体化的微生物与多孔材料复合除臭剂。

[0006] 选用多孔材料,如普通瓷砖颗粒、沸石颗粒、活性炭颗粒、硅藻土、膨润土等作为除 臭剂的载体。将微生物与多孔材料联合,制备复合除臭剂,不仅能同时发挥多孔材料的吸附 性能和载体上微生物的作用,而且多孔材料载体上富集的微生物能使多孔材料不断得到再 生,从而避免多孔材料的吸附饱和,延长载体的使用周期。

[0007] 本发明的目的在于提供一种负载微生物菌剂的微生物与多孔材料复合除臭剂及 其制备方法。

[0008] 本发明提供了一种负载微生物菌剂的复合吸附除臭剂,载体上适宜的微生物菌体 细胞量为4〜6g/kg载体。该复合除臭剂具有很好的除臭活性,而且有效除臭长久,投资和 运行成本低,使用和更换都很方便。

[0009] 本发明是在多孔材料上负载具有较高脱臭性能的微生物菌剂,负载后的复合除臭 剂,利用多孔性载体的高吸附性能将臭气分子吸附到表面,再利用吸附载体上的微生物菌 剂将臭气分子分解,避免了载体的吸附饱和,延长载体的使用时间。将复合除臭剂放置在扁 平的透气盘中,再将安放有复合除臭剂的盘垂直地从畜禽舍的天花板上悬挂而下,或将盘 吊在散发臭气的源头(例如粪便、堆肥)上方,上升的臭气被多孔材料载体吸附进入除臭剂 中,继而被微生物分解脱除。与以往的吸单一吸附除臭法相比,具有吸附剂再生周期长,物 理和微生物除臭联合作用使得除臭效果加强;与以往的利用微生物制剂进行微生物脱臭的 方法相比,具有设备简单、原料用量少(微生物制剂用量少)、无二次污染、投资和运行费用 低、使用简便等优点,更适合工业化实际运用。

[0010] 本发明提供的负载有微生物菌剂的复合除臭剂,微生物菌剂分散黏附在多孔性材 料的表面。微生物菌剂是一种热带假丝酵母CGMCC2064(Candidatropicalis)和酿酒酵母 菌(Saccharomyces cerevisiae)的混合液。热带假丝酵母CGMCC2064菌株是从养猪场的 土壤中筛选分离得到的,具有较高除臭性能的除臭微生物菌种。该菌种属已有酵母种属,见 《真菌鉴定手册》(上海科学出版社,1997年第一版)。本发明所用的热带假丝酵母CCW-Y3 菌株已于2007年5月28日在中国科学院微生物研究所专利菌种保藏中心保藏,保藏号为 CGMCCNo. 2064。酿酒酵母菌在市场上已公开销售。

[0011] 本发明负载有微生物菌剂的复合除臭剂的制备方法如下:

[0012] 1)取多孔性材料,如普通瓷砖或沸石颗粒,将其捣碎成直径为1〜2mm,用清水洗 涤干净后于iio°c恒温干燥2小时,备用;

[0013] 2)将热带假丝酵母CGMCC2064和酿酒酵母菌经斜面活化后,分别接入装有液体 扩增培养基的三角瓶中,置于220r/min的摇床上,在30°C恒温条件下培养4天,SOOOrpm 下离心25min收获菌体细胞并称重,将其全部转移悬浮到液体基础培养基中,菌数不少于 IX IOltl个/ml数量级,备用;

[0014] 扩增培养基的成分为:葡萄糖20g/L,蛋白胨10g/L,酵母膏5g/L,不调pH。基础 培养基的成分为:K2HP042g/L, KH2P042g/L,MgCl2 · 7H20 0. 2g/L,NH4Cl 0. 4g/L,FeSO4 · 7H20 0. Olg/L, pH = 7. 0。

[0015] 3)将米糠或麸皮和上述陶瓷或沸石颗粒按1 : 10混合均勻,再按质量比例分别加 上述与上述热带微生物菌液,充分拌勻使菌体细胞与载体粘结,即得负载微生物菌剂的复 合除臭剂。[0016] 本发明负载微生物菌剂的复合除臭剂的优点是:

[0017] 1)从养猪场土壤中分离筛选到一株具有较高除臭性能的菌株热带假丝酵母 CGMCC2064 (Candida tropicalis CCW-Y3),该菌株为养殖场本土微生物菌种,有利于在养 殖环境中生长、繁殖,并成为优势微生物菌种。同时采用酿酒酵母菌株,发酵而使本专利的 复合除臭剂具有酒香味,可进一步改善养殖空气环境。

[0018] 2)将筛选出的具有较高除臭能力的微生物发酵菌液负载到多孔载体上,进行物理 吸附除臭和微生物除臭联合作用,提高了脱臭效果。

[0019] 3)本发明的复合除臭剂,将多孔性载体吸附到的臭气成分利用载体上负载的微生 物分解,从而空出多孔性载体的孔穴,避免多孔性载体孔穴的吸附饱和,延长了载体的再生 周期。

[0020] 4)米糠(或麸皮)可作为除臭微生物的营养物质,将其负载到复合除臭剂上,可使 除臭微生物长期保持较高的生理活性和除臭活性,减少微生物菌液的用量,且米糠(或麸 皮)价格低廉,一般养殖场都有。

[0021] 5)本发明的复合除臭剂,只需安放在透气的扁平盘中,盘的材质可根据实际情况 自行决定,木质、铁丝、竹编等均可,底部最好采用丝网状,以提高透气性,并在盘底部放一 张纸(或一层透气棉布)以免复合除臭剂洒落。该除臭装置简单,无其他辅助设备,投资和 运行成本很低,养殖场可以自己制作,经济上完全可以承受。

具体实施方式

[0022] 实施例1.本实施例的复合除臭剂的制备方法如下:

[0023] 1)取普通白瓷砖,将其粉碎成直径为1〜2mm,用清水洗涤干净后于110°C恒温干 燥2小时,备用;

[0024] 2)将热带假丝酵母CGMCC2064 (Candida tropicalis)经斜面活化后,接入2L液体 扩增培养基中,分装成4瓶,置于220r/min的摇床上,在30°C恒温条件下培养4天。SOOOrpm 下离心25min收获菌体细胞并称重,将其全部转移悬浮到SOmL基础培养基中,菌数不少于 IX IOltl个/ml数量级,备用;

[0025] 3)将米糠和上述陶瓷粒按1 : 10混合均勻,取不同重量陶瓷粒分别与不同体积的 微生物菌液充分拌勻,使载体上的微生物菌体细胞分别为3. 63g菌体细胞/kg载体,4. 50g 菌体细胞/kg载体,5. 54g菌体细胞/kg载体,6. 05g菌体细胞/kg载体,6. 93g菌体细胞/ kg载体,7. 87g菌体细胞/kg载体。适度调节含水量使菌体细胞与载体粘结,即得不同配比 的负载微生物菌液的复合除臭剂;

[0026] 4)用细铁丝编做12个长、宽、高均为IOX IOX 1.5cm的盘,底部放一张普通白纸, 将上述复合除臭剂平均摊铺在盘中的白纸上;

[0027] 5)在15个高30cm的塑料桶内装新鲜猪粪2000g。桶盖顶部有2个圆孔,

[0028] 例1相同。处理效果见表2。

[0029] 表2复合除臭剂在鸡粪上的除臭效果[0030]

[0031] 实施例3 :与实施例1不同的是复合除臭剂载体上的微生物为热带假丝酵母 CGMCC2064菌株(Candida tropicalis)和酿酒酵母菌的混合菌液,两种微生物分别按实施 例1进行菌液的培养和收获方法,并按1 : 1混合。总菌体细胞为6. 05g菌体细胞/kg载 体。塑料桶内装新鲜牛粪2000g,其余均和实施例1相同。处理效果见表3。

[0032]

表3复合除臭剂在牛粪上的除臭效果

[0033]

[0034] 实施例4 :与实施例1不同的是复合除臭剂的载体采用天然斜发沸石,颗粒大小与 处理方法与实施例1相同。复合除臭剂载体上的微生物为热带假丝酵母CGMCC2064菌株 (Candida tropicalis),按实施例1进行菌液的培养和收获方法,菌体细胞为5. 63g菌体细 胞/kg载体。塑料桶内装新鲜猪粪2000g,其余均和实施例1相同。处理效果见表4。

[0035]

表4复合除臭剂(沸石)在猪粪上的除臭效果

[0036]

[0037] 实施例5 :与实施例2不同的是塑料桶为9个,其中3个作为空白对照,只有猪粪; 3个作为处理,除猪粪外,还将上述装有复合除臭剂的盘吊在桶内部橡皮塞的小铁钩上,复 合除臭剂载体上的微生物菌体细胞量为5. 73g菌体细胞/kg载体。还有3个塑料桶作为普 通吸附剂,进行对照比较,内吊一个装有相同质量多孔材料普通瓷砖颗粒的相同大小的盘, 以比较除臭的长效性。随后将9个桶放置在恒温室(28°C )内,第5天分别测定NH3、H2S含 量,并用感官判别恶臭程度,取平均值。第15天每个水桶中更换新的猪粪(仍为IOOOg)。 第20天分别测定NH3、H2S含量,并用感官判别恶臭程度,取平均值。第35天再次更换每个 桶中的猪粪(仍为2000g),第40天再分别测定NH3、H2S含量,并用感官判别恶臭程度,取平 均值。处理效果见表5所示。

[0038] 表5复合除臭剂与普通吸附剂的除臭效果比较[0039]

[0040] 实施例6 :本试验在某猪场进行现场规模的猪舍和粪便堆肥场除臭。复合除臭剂 的制备方法如下:

[0041] 1)取普通白瓷砖18kg,将其粉碎成直径为1〜2mm,用清水洗涤干净后于110°C恒 温干燥2小时,备用。

[0042] 2)将热带假丝酵母CGMCC2064(Candida tropicalis)经斜面活化后,在液体扩 增培养基中进行种子液培养3天(30°C,220r/min),再接种到一小型发酵罐中,接种量为 15% (ν/ν),发酵培养基成分为葡萄糖10%、尿素2%、磷酸氢二钾0. 5%、酵母粉0. 5%、麸 皮15%、废酒糟72%,用盐酸调初始ρΗ = 5.0。29°C发酵培养5天。发酵液SOOOrpm下 离心25min收获菌体细胞并称重,将其全部转移悬浮到1500mL基础培养基中,菌数不少于 IX IOltl个/ml数量级,备用。

[0043] 3)取米糠1. 8kg,将米糠和上述陶瓷粒混合均勻,再与上述菌液充分拌勻。适度调 节含水量为使菌体细胞与载体粘结,即得负载微生物菌剂的复合除臭剂。

[0044] 4)用细铁丝编做三个长、宽、高均为45X45X5cm的盘18个,底部铺普通白纸,将 上述复合除臭剂摊铺在盘中的白纸上,平均每个盘Ikg左右。

[0045] 5)将上述6个安装有复合除臭剂的盘放置在猪舍内,从每个猪圈上的天花板上吊

放-个,-幢猪舍内共安放6个。将上述12个安装有复合除臭剂的盘放置在猪场堆肥上方,

从堆肥大棚顶部吊下。安装前测定NH3、H2S含量,并用感官判别恶臭程度,5天后再次测定t 处理效果见表6所示。试验期间猪群采食正常,精神状态良好。

[0046] 表6复合除臭剂在猪场的除臭效果

[0047]

Claims (6)

  1. 微生物与多孔材料复合除臭剂,包括以多孔材料为载体,以米糠或麸皮为微生物的营养物,其特征是微生物菌剂为热带假丝酵母CGMCC2064(Candidatropicalis)和酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae);所述的微生物菌剂与多孔材料载体的质量比为4~6∶1000;所述多孔材料载体为沸石颗粒、或陶瓷颗粒、或活性碳颗粒、或硅藻土、或膨润土。
  2. 2.根据权利要求1所述的微生物与多孔材料复合除臭剂,其特征是所述微生物菌 剂中热带假丝酵母CGMCC2064(Candida tropicalis)和酿酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)在混合菌体中各占1/2。
  3. 3.微生物与多孔材料复合除臭剂的制备方法,其特征在于包括以下步骤:1)取多孔材料瓷砖或天然沸石,将其粉碎成直径为1〜2mm,用清水洗涤干净后于 100〜110°C干燥2小时,备用;2)将热带假丝酵母 CGMCC2064(Candida tropicalis)和酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)分别斜面活化,分别接入装有液体扩增培养基的三角瓶中,置于220转/分的 摇床上,在30°C恒温条件下培养4天,置于8000转/分的离心机离心25分钟,收获菌体细 胞并称重,分别将其全部转移到液体基础培养基中,菌数不少于1 X IO10个/ml数量级,备 用;3)将米糠或麸皮和上述多孔材料按1 : 10混合均勻,再按质量比例分别加入上述微生 物菌液,充分拌勻使菌体细胞与载体粘结,即得负载微生物菌剂的复合除臭剂。
  4. 4.根据权利要求3所述的微生物与多孔材料复合除臭剂的制备方法,其特征是扩增培 养基的组成成分为:葡萄糖20g/L,蛋白胨10g/L,酵母膏5g/L,不调pH。
  5. 5.根据权利要求3所述的微生物与多孔材料复合除臭剂的制备方法,其特征是基础培 养基的组成成分为:K2HP042g/L,KH2P042g/L,MgCl2 ·7Η20 0. 2g/L, NH4Cl 0. 4g/L,FeSO4 ·7Η20 0. Olg/L, pH = 7. 0。
  6. 6.根据权利要求1所述的微生物与多孔材料复合除臭剂的使用方法,其特征是将复合 除臭剂安放在木质、或铁丝、或竹编的透气扁平盘中,悬吊在畜舍、禽舍或粪堆的上方空间。
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GR01 Patent grant
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Assignee: Jiangsu Bicheng Environmental Protection Equipment Co.,Ltd.

Assignor: Ningbo University of Technology

Contract record no.: 2012320000779

Denomination of invention: Compound deodorizer of microorganism and polyporous material and method of producing the same

Granted publication date: 20101110

License type: Exclusive License

Open date: 20080227

Record date: 20120613

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Granted publication date: 20101110

Termination date: 20160810