CN101712937A - 一种用于化粪池免清掏和除臭的微生物制剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及微生物领域，公开了一种用于化粪池免清掏和除臭的微生物制剂及其制备方法。将人工发酵培养制备的高活性复合微生物菌剂，按比例混合并经适当稀释，定时定量投入到化粪池中，利用投入的微生物菌剂能迅速分解代谢掉化粪池中有机物质能力，在不增加处理设施和原有费用的情况下，实现粪便处理设施免清掏和除臭。该发明使用方法简单、操作方便、适合城市和农村不同类型化粪池处理中推广应用。

Description

一种用于化粪池免清掏和除臭的微生物制剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及微生物领域，具体地说是一种用于化粪池免清掏和除臭的微生物制剂及其制备方法。

背景技术

传统上城市粪便一直用作农业肥料，但近二十年来，由于多种原因使城市粪便农用出现了急剧下降，城市粪便正在迅速失掉传统的土地处置途径，大量收集的粪便不得不向城市附近区域倾倒，给环境和健康带来严重的影响，已引起社会普遍关注。

值得注意的是，文献报道我国大城市粪便无害化年处理率平均不到20％，而小城市的处理率平均不及7％；统计的600多座城市中，处理率为零的城市至少占55％.农用粪便中，仅只16％采用无害化方法进行了集中处理；2004年集中清运的3576.3万吨粪便中，有1018.53万吨未进行无害化处理，在未经清运的粪便中也有不少是直接排放的，对环境造成较大的污染，城市粪便减量并无害化处理已经成为我国城市发展亟待解决的重大公共环境问题。

尽管城市粪便处理也已经有一些成熟技术，如化学法、高压高温法、高温堆肥法、化粪池处理等方法，但化学法容易造成二次污染少有推广应用，高压高温法与节能减排不相吻合面临推广难题，高温堆肥法因农用出现了急剧下降和对疾病流行担心受到限制，化粪池处理是目前国内外普遍采用的方法，可又存在清掏外运填埋引发再次环境污染，特别是填埋场地选择也变得越来越困难。实际情况也如此，在我国，城市粪便是通过每家每户住宅内厕所便池与生活废水管道合在一起流入化粪池进行处理，采用这种处理一方面比重大的粪便会沉积于化粪池中，一般采用清掏外运填埋处置，除需要花高昂的清掏、运输和填埋等费用，还造成二次环境污染，并且还常因化粪池清掏过程中味臭和工作环境恶劣发生安全事故；另一方面，进入化粪池比重小的粪便很快由块状物解离为絮状物，悬浮在池水中，随同进入的废水一起冲出到公共排污管，最后进入河流，污染江河。因此，在该设施基础上研制后续处理技术，避免再次污染发生成为当务之急。

在国外，城市粪便减量并无害化处理概述起来大致可分为以城市排水管网和污水处理厂作为粪便收运和处理基础的污水粪便合并处理的高成本模式，污水粪便合并处理之外，还采用车辆收运集中处理和现场净化池分散处理相结合的粪便单独处理的中成本模式，其共同点仍就是面临清掏、运输和填埋、并可能引发再次环境污染。

综上所述，开发能依靠现有设施，不增加现有费用，又能有效处理城市粪便，避免清掏、运输和填埋可能引发再次环境污染的新技术，已经社会发展必然需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足，而提供一种能用于分解代谢城市化粪池中有机物达到免清掏和除臭目的的用于化粪池免清掏和除臭的微生物制剂及其制备方法。

本发明的目的是这样实现的：一种用于化粪池免清掏和除臭的微生物制剂，它的成份的体积比包括：枯草芽孢杆菌，和/或类似物3-6份，假单孢菌，和/或类似物1-4份。

所述枯草杆菌，其特征在于系生物学意义上的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)；所说的类似物是指地衣芽孢杆菌(Bacilllus licheniformis)、蜡状芽孢杆菌(Bacilluscereus)、解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)和纳豆芽孢杆菌(Bacillusnatto)。配方中假单孢菌，其特征在于系生物学意义上的恶臭假单孢菌(Pseudomanasputida)；所说的类似物是指门多萨假单孢菌(Pseudomanas mendocina)、施旺假单孢菌(Pseudomanas stutzeri)。

本发明还提供一种用于化粪池免清掏和除臭的微生物液体制剂制备方法，包括如下步骤：

(1).将经过24小时活化培养的枯草芽孢杆菌或假单孢菌的种子菌接种于由蛋白胨、牛肉膏和氯化钠按一定比例配制的液体培养基中，在28-35℃下振动培养16-18小时；

(2).按1-5％接种量接种到由植物蛋白提取物、酵母细胞提取物、葡萄糖、尿素、磷酸二氢钾、硫酸镁按一定比例配制的液体发酵培养基中，发酵罐发酵培养60-72小时，分别获枯草芽孢杆菌或假单孢菌发酵液；

(3).在无菌条件下，取步骤(2)发酵获得的枯草芽孢杆菌发酵液60份，假单孢菌发酵液40份，混合，分装，即得液体制剂。

本发明还提供一种用于化粪池免清掏和除臭的微生物固体制剂制备方法，包括如下步骤：

(1).将经过24小时活化培养的枯草芽孢杆菌或假单孢菌的种子菌接种于由蛋白胨、牛肉膏和氯化钠按一定比例配制的液体培养基中，在28-35℃下振动培养16-18小时；

(2).按1-5％接种量接种到由植物蛋白提取物、酵母细胞提取物、葡萄糖、尿素、磷酸二氢钾、硫酸镁按一定比例配制的液体发酵培养基中，发酵罐发酵培养60-72小时，分别获枯草芽孢杆菌或假单孢菌发酵液；

(3)在无菌条件下，离心收集菌细胞，

(4).取枯草芽孢杆菌菌细胞60份，假单孢菌菌细胞20份，加辅料80份混合，干燥、分装，即得固体制剂。

本发明药物经过安全性和有效性试验、制备工艺、质量检测和稳定性考察等研究。研究结果表明本发明安全性大，对城市化粪池中有机物分解代谢能力强，病原微生物清除率高，能够达到免清掏、除臭和病原微生物减量，工艺简单，成熟和稳定性好，尤其是采用固体制剂，便于长途运输，并可减少用量，降低了成本，贮藏期长，实际应用价值很大，具有安全、速效、高效、方便、质量稳定的特点。本发明制剂是本项目发明人在承担国家科技攻关项目的研究过程中，经过反复实验，发现所研究的地衣芽孢杆菌(Bacillluslicheniformis)、蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)、解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)和纳豆芽孢杆菌(Bacillus natto)发酵液、鲜菌细胞和菌细胞干粉与恶臭假单孢菌(Pseudomanas putida)、多萨假单孢菌(Pseudomanas mendocina)、施旺假单孢菌(Pseudomanas stutzeri)按合适比例组方，具有显著分解代谢城市化粪池中有机物达到免清掏、除臭和病原微生物减量作用，特别地发现芽孢杆菌与反硝化脱磷细菌恶臭假单孢菌(Pseudomanas putida)的发酵液、鲜菌细胞和菌细胞干粉按合适比例组方，能起到极显著的协同增效作用，采用固体制剂还可显著提高生物活性，进一步提高效果。

本发明复合微生物制剂还具有下述优点：

1、本发明选用微生物菌种安全性经过相关部门认证，其中枯草孢杆菌为益生菌，假单孢菌自然界活性污泥中主要优势菌种，对人体及环境绝对无毒无害；

2、使用方法简单，降低了劳动强度；

3、应用范围广，除城市化粪池外，还可用于城市污泥减量、农村家畜粪便处理、水产养殖池水净化；

4、不增加处理设施和原有费用，相反还能免去清掏、运输和填埋等费用，成本低；

5、有液体和固体制剂，适合不同市场需要，易于推广。

具体实施方式

为表明本发明对城市化粪池免清掏和除臭效果，通过以下实施例对本发明进行更进一步说明。但应该理解的是，本发明实验例只是用于说明而不是限制本发明。

本发明复合微生物菌剂配方及其优选制剂含有作为活性组分为：枯草芽孢杆菌6-9份，假单孢菌1-4份。

本发明复合微生物菌剂制备液体制剂最佳配比是：

枯草芽孢杆菌，和/或类似物      6份

假单孢菌，和/或类似物          4份

本发明复合微生物菌剂制备制备固体制剂最佳配比是：

枯草芽孢杆菌，和/或类似物     3份

假单孢菌，和/或类似物         1份

本发明复合微生物菌剂配方中枯草芽孢杆菌类似物是指枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)、地衣芽孢杆菌(Bacilllus licheniformis)、蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)、解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)和纳豆芽孢杆菌(Bacillus natto)发酵液、鲜菌细胞和菌细胞干粉。

本发明复合微生物菌剂配方中假单孢菌类似物包括：恶臭假单孢菌(Pseudomanasputida)、多萨假单孢菌(Pseudomanas mendocina)、施旺假单孢菌(Pseudomanas stutzeri)发酵液、鲜菌细胞和菌细胞干粉。

本发明所述枯草芽孢杆菌和假单孢菌发酵液指将枯草芽孢杆菌或假单孢菌经过发酵培养后直接制成物或发酵液的浓缩物；

本发明所述枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、地衣芽孢杆菌(Bacillluslicheniformis)、蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)、解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)和纳豆芽孢杆菌(Bacillus natto)鲜菌细胞是指分别以上述枯草杆菌之一或两种以上的混合物，经过人工发酵培养后，收集除去培养基的部分，又称菌细胞泥。

本发明所述恶臭假单孢菌(Pseudomanas putida)、门多萨假单孢菌(Pseudomanasmendocina)、施旺假单孢菌(Pseudomanas stutzeri)鲜菌细胞是指分别以上述假单孢菌之一或两种以上，经过人工液体或固体发酵培养后，收集除去培养基的部分，又称菌细胞泥。

本发明所述枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、地衣芽孢杆菌(Bacillluslicheniformis)、蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)、解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)和纳豆芽孢杆菌(Bacillus natto)菌细胞干粉是指分别以上述枯草杆菌之一或两种以上，经过发酵培养，取发酵液或收集菌细胞，直接进行干燥或加适量环境上可接受的辅料后进行干燥的制成物。

本发明所述恶臭假单孢菌(Pseudomanas putida)、门多萨假单孢菌(Pseudomanasmendocina)、施旺假单孢菌(Pseudomanas stutzeri)鲜菌细胞是指分别以上述假单孢菌之一或两种以上，经过发酵培养，取发酵液或收集菌细胞，直接进行干燥或加适量环境上可接受的辅料后进行干燥的制成物。

本发明的活性组分经过测定，液体制剂菌细胞数每毫升10⁹-10¹¹个，固体制剂每克10¹²-10¹³个。

实施例1：生产本发明提供的用于化粪池免清掏和除臭的微生物液体制剂1000升，，按下述配方和方法制备：

1、将枯草芽孢杆菌或假单孢菌的种子菌接种于LB培养基固体斜面上培养24小时，进行活化；

2、上述活化菌接种到含蛋白胨、牛肉膏和氯化钠各比例分别为1％、1％和0.5％的液体培养基中，温度30℃，振动培养16-18小时；

3、枯草芽孢杆菌和假单孢菌均按1-5％接种量接种到分别装有600升和400升含植物蛋白提取物、酵母细胞提取物、葡萄糖、尿素、磷酸二氢钾、硫酸镁各比例分别为5％、1％、3％、0.5％、0.1和0.02％的液体发酵培养基的发酵罐中，分别发酵培养60-72小时；

4、收集枯草芽孢杆菌或假单孢菌发酵液；

5、在无菌条件下，取枯草芽孢杆菌600升，假单孢菌400升，混合，分装，即得液体制剂。

实施例2：生产本发明提供的用于化粪池免清掏和除臭的微生物固体制剂1000瓶，按下述配方取量：

1、将枯草芽孢杆菌或假单孢菌的种子菌接种于LB培养基固体斜面上培养24小时，进行活化；

2、上述活化菌接种到含蛋白胨、牛肉膏和氯化钠各比例分别为1％、1％和0.5％的液体培养基中，温度30℃，振动培养16-18小时；

3、枯草芽孢杆菌和假单孢菌均按1-5％接种量接种到分别装有600升和400升含植物蛋白提取物、酵母细胞提取物、葡萄糖、尿素、磷酸二氢钾、硫酸镁各比例分别为5％、1％、3％、0.5％、0.1和0.02％的液体发酵培养基的发酵罐中，分别发酵培养60-72小时，获发酵液；

4、收集枯草芽孢杆菌或假单孢菌菌细胞；

5、在干净条件下，取枯草芽孢杆菌菌细胞泥12kg，假单孢菌菌细胞泥4kg，可溶性淀粉98.4kg，搅拌混合均匀，在45℃下真空干燥，粉碎，过100目，分装成100g/瓶，共1000瓶，即得固体制剂。

本发明用于化粪池免清掏和除臭的复合微生物制剂示范应用试验结果见表1，值得注意是所选小区化粪池都是有连续3-5年中每月须清掏一次的记录。

表1 本发明微生物制剂对化粪池减量和除臭的作用

*：城市公厕

本发明的配方原理是基于试验研究结果得出的，即本发明配方原理是：枯草芽孢杆菌能快速分解代谢化粪池中有机物，并转变为CO₂、水和氨氮，氨氮再经过硝化和反硝化作用(Denitrification)，最终变为N₂，确保减量和除臭。假单孢菌加入不仅可显著增强反硝化作用，进一步提高了除臭效果，而且还能除磷，使处理后排出的水质更环保。假单孢菌与枯草芽孢杆菌以适当比例混合后，可显著提高枯草芽孢杆菌作用，协同增效作用也十分明显。

本发明提供的一种用于化粪池免清掏和除臭的微生物制剂，用于化粪池免清掏和除臭，还包括由下述微生物组分组成的配比实施例：

料组成/配方	配方1	配方2	配方3	配方4	配方5	配方6	配方7	配方8	配方9	配方10	配方11	配方12	配方13	配方14	配方15	配方16
																	枯草芽孢杆菌发酵液			9
地衣芽孢杆菌发酵液	7															3

料组成/配方	配方1	配方2	配方3	配方4	配方5	配方6	配方7	配方8	配方9	配方10	配方11	配方12	配方13	配方14	配方15	配方16
																	蜡状芽孢杆菌发酵液		8
解淀粉芽孢杆菌发酵液				9
																	纳豆芽孢杆菌发酵液					6											3
枯草芽孢杆菌菌细胞						3
																	地衣芽孢杆菌菌细胞							3
蜡状芽孢杆菌菌细胞								2
																	解淀粉芽孢杆菌菌细胞									3
纳豆芽孢杆菌菌细胞										3

料组成/配方	配方1	配方2	配方3	配方4	配方5	配方6	配方7	配方8	配方9	配方10	配方11	配方12	配方13	配方14	配方15	配方16
																	枯草芽孢杆菌菌细胞粉											3
地衣芽孢杆菌菌细胞粉												3		1
																	蜡状芽孢杆菌菌细胞粉													3
解淀粉芽孢杆菌菌细胞粉														1
																	纳豆芽孢杆菌菌细胞粉														1	3
恶臭假单孢菌发酵液	3		1		4	2			1							4
																	门多萨假单孢菌发酵液		2						2
施旺假单孢菌发酵液				1			1

料组成/配方	配方1	配方2	配方3	配方4	配方5	配方6	配方7	配方8	配方9	配方10	配方11	配方12	配方13	配方14	配方15	配方16
																	恶臭假单孢菌菌细胞										1
门多萨假单孢菌菌细胞
																	施旺假单孢菌菌细胞
恶臭假单孢菌菌细胞粉												1		1	1
																	门多萨假单孢菌菌细胞粉													2
施旺假单孢菌菌细胞粉											1			1

本发明所述用于化粪池免清掏和除臭复合微生物制剂是由上述枯草杆菌和假单孢菌在本发明所规定的比例范围内，结合已知微生物学工艺及环境保护学水平上可接受的赋形剂或载体物质，制成液态或固态制剂，如浓缩液、粉剂、颗粒剂等。

本发明所述的微生物学工艺及环境保护学上可接受的载体是指不影响各活性组分且对人体和环境无毒副作用的辅料载体，包括所有的糖、蛋白粉、甘露醇、氨基酸、酵母提取物等这些介质和试剂在微生物学上的作用是本领域所熟知的。

本发明提供了一种用于化粪池免清掏和除臭的微生物制剂的配方及其制剂的制备方法。通过相关部门认证和3个不同城市9个化粪池现场示范试验表明本发明具有安全、速效、高效特点。随着城市化进展加快和社会对环保的期望，提升城市粪便处理效果的新技术将越来越来环保市场上走俏，并将给城市人居环境和谐发展带来福音，本发明工业应用前景十分看好。

Claims (7)

1.一种用于化粪池免清掏和除臭的微生物制剂，其特征在于：包括下列活性菌种：

(1)枯草芽孢杆菌类

(2)假单孢菌类

2.根据权利要求1所述的用于化粪池免清掏和除臭的微生物制剂，其特征在于其

中各微生物菌量的配比是：

枯草芽孢杆菌类    3-9份；

假单孢菌类        1-4份。

3.根据权利要求1所述的用于化粪池免清掏和除臭的微生物制剂，其特征在于本发明制备成液体制剂，其中各微生物菌量的最佳体积配比是：

枯草芽孢杆菌类    6份；

假单孢菌类        4份。

4.根据权利要求1所述的用于化粪池免清掏和除臭的微生物制剂，其特征在于本发明制备成固体制剂，其中各微生物菌量的最佳重量比是：

枯草芽孢杆菌类    3份；

假单孢菌类        1份。

5.根据权利要求1所述的用于化粪池免清掏和除臭的微生物制剂中枯草杆菌类，其特征在于系指枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis，地衣芽孢杆菌Bacilllus licheniformis、蜡状芽孢杆菌Bacillus cereus、解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens和纳豆芽孢杆菌Bacillus natto中之一或其组合。配方中假单孢菌类，其特征在于系指恶臭假单孢菌Pseudomanas putida；门多萨假单孢菌Pseudomanas mendocina、施旺假单孢菌Pseudomanas stutzeri中之一或其组合。

6.一种用于化粪池免清掏和除臭的微生物液体制剂制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1).将经过24小时活化培养的枯草芽孢杆菌或假单孢菌的种子菌接种于由蛋白胨、牛肉膏和氯化钠按一定比例配制的液体培养基中，在28-35℃下振动培养16-18小时；

(2).按1-5％接种量接种到由植物蛋白提取物、酵母细胞提取物、葡萄糖、尿素、磷酸二氢钾、硫酸镁按一定比例配制的液体发酵培养基中，发酵罐发酵培养60-72小时，分别获枯草芽孢杆菌或假单孢菌发酵液；

(3).在无菌条件下，取步骤(2)发酵获得的枯草芽孢杆菌发酵液60份，假单孢菌发酵液40份，混合，分装，即得液体制剂。

7.一种用于化粪池免清掏和除臭的微生物固体制剂制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1).将经过24小时活化培养的枯草芽孢杆菌或假单孢菌的种子菌接种于由蛋白胨、牛肉膏和氯化钠按一定比例配制的液体培养基中，在28-35℃下振动培养16-18小时；

(2).按1-5％接种量接种到由植物蛋白提取物、酵母细胞提取物、葡萄糖、尿素、磷酸二氢钾、硫酸镁按一定比例配制的液体发酵培养基中，发酵罐发酵培养60-72小时，分别获枯草芽孢杆菌或假单孢菌发酵液；

(3)在无菌条件下，离心收集菌细胞，

(4).取枯草芽孢杆菌菌细胞60份，假单孢菌菌细胞20份，加辅料80份混合，干燥、分装，即得固体制剂。