CN102321560B - 一种用于除臭的复合菌剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于除臭的复合菌剂及其制备方法，该复合菌剂包含枯草芽孢杆菌、中间硫杆菌和地衣芽孢杆菌组成的杆菌组以及小椭圆酵母和蜂蜜酵母组成的酵母菌组。该制备方法是将购得的2组微生物活化后分别经种子培养和发酵罐培养两步制得总菌落数各不少于1×107个/ml的菌剂，然后将2组菌剂按重量计，杆菌组占30-50%和酵母菌组占50-70%的比例均匀分布在生物过滤池的填料的不同区域，分布时使2组菌剂不要混合，即可用于除臭作业。本发明提供的方法制备的用于除臭的复合菌剂具有除臭效果好、除臭时间长的优点，其使用时间较不添加该复合菌剂的方式提高30%以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种微生物除臭剂及其制备方法，具体地，涉及一种用于除臭的复合菌剂及其制备方法。
背景技术
一切具有刺激嗅觉器官气味的物质被称为恶臭污染物，其中对人类危害较大的有硫化氢、氨、甲烷、硫醇类和酚类等多种。恶臭污染物除了引起心理厌恶等不愉快的感觉外，还会引起恶心、头痛、食欲不振等症状。生物过滤法是一种较新的空气污染控制方法，它利用微生物来降解或转化挥发性有机物、硫化氢、氨，具有处理效率高、基建及运行费用低、无需添加化学试剂、无二次污染等优点。
在生物过滤法中臭气首先经过预处理（加湿器），然后经过气体分布器进入生物过滤床，生物过滤床中填充了有生物活性的介质（填料），填料内表面生长着各种微生物。当臭气进入过滤床时，恶臭污染物从气相主体扩散到介质外层的水膜而被介质吸收，同时氧气也由气相进入水膜，最终介质表面所附的微生物把污染物分解或转化为二氧化碳、水和无机盐类等。
根据对各种恶臭污染物作用能力的不同，可将相应的除臭微生物分成自养菌、兼养菌、异养菌三类。自养菌有完备的酶系统，可在氧化H2S、CH3SH、NH3等物质的过程中获得生长所需要的能量，适于进行无机物转化，生物负荷低。异养菌是通过有机物的氧化来获得营养物和能量，适合进行有机物的转化。兼养菌则兼具自养菌和异养菌的特点。
生物过滤法普遍使用有机填料，如土壤、树皮、聚丙烯小球等，其中树皮、土壤中本身就存在多种微生物，其中不乏具备降解和转化恶臭污染物的菌种，在很多场合下无需额外的处理可直接应用。但由于气候和来源的影响，树皮和土壤中的微生物的种类和数量会存在一定的差异，虽然可以通过选择产地来控制质量，仍难以保证每批次的使用效果和时间，这对工业化大规模使用带来了一定的困难，因此在填料上接种能够除臭的微生物成为提高除臭效果和使用时间的一种有效方式。虽然在填料上接种单一菌种方便生产和应用，但是实际需要去除的恶臭污染物种类繁多，单一菌种只能降解特定污染物的一种或几种，无法满足实际的需求，复合微生物除臭方法则避免了以上缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种简单、廉价的制备方法用以制备包含复合微生物的高效、耐用的除臭菌剂，制得的复合除臭菌剂可直接应用到树皮等填料之上，适用于生物过滤法除臭，能有效地提升除臭效果和使用寿命。
为了达到上述目的，本发明提供了一种用于除臭的复合菌剂及其制备方法，该制备方法是以枯草芽孢杆菌、中间硫杆菌和地衣芽孢杆菌组成的杆菌组以及小椭圆酵母和蜂蜜酵母组成的酵母菌组分别作为菌种（上述5种菌均购自ATCC，都属于已有的种属，参见《真菌鉴定手册》（上海科学技术出版社，1979年第一版）），按以下步骤分别进行发酵培养：
步骤1，将活化好的枯草芽孢杆菌、中间硫杆菌和地衣芽孢杆菌组成的杆菌组接种到高温灭菌后的第一液体培养基中摇床培养，在30-37℃培养至总菌落数达到1×108个/ml（通过平板计数法计得），制得种子培养液；在发酵罐中以第一液体培养基为发酵母液，经高温灭菌后加入上述种子培养液，接种量按体积计为发酵母液的1-5%，在30-37℃、压力恒定及通入空气的条件下发酵培养至总菌落数达到1×107个/ml（通过平板计数法计得）时结束；所述的第一液体培养基为按重量百分比计含有葡萄糖0.5-2.0%、牛肉膏0.5-2.0%、硫代硫酸钠0.5-1.0%、磷酸二氢钾0.2%及氯化镁（含6份结晶水）0.02%的水溶液，不需要调节pH值。
步骤2，将活化好的小椭圆酵母和蜂蜜酵母组成的酵母菌组接种到经高温灭菌后的第二液体培养基中摇床培养，在27-28℃培养至总菌落数达到1×108个/ml（通过平板计数法计得），制得种子培养液；在发酵罐中以第二液体培养基为发酵母液，高温灭菌后加入上述种子培养液，接种量按体积计为发酵母液的1-5%，在27-28℃、压力恒定及通入空气的条件下发酵培养至总菌落数达到1×107个/ml（通过平板计数法计得）时结束；所述的第二液体培养基为按重量百分比计含有葡萄糖1.0-5.0%、甘蔗渣1.0-5.0%、豆粕1.0-5.0%及磷酸二氢钠0.1%的水溶液，不需要调节pH值。
步骤3，在发酵培养结束后，将步骤1和步骤2所述的2组发酵罐中的菌液分别均匀分散在生物过滤池填料的不同区域，分布时使2组菌液不要混合。两组菌液按体积比计，共占生物过滤池填料总体积0.2%-0.4%。然后定时喷淋一定量的水，保持一定的湿度，使微生物能在填料上较快的生长，以更好地应用于除臭作业。
上述的用于除臭的复合菌剂的制备方法，其中，步骤1所述的杆菌组采用按重量百分比计，枯草芽孢杆菌20-40%、中间硫杆菌20-40%及地衣芽孢杆菌20-60%的比例接种。
上述的用于除臭的复合菌剂的制备方法，其中，步骤2所述的酵母菌组采用酵母属的小椭圆酵母和蜂蜜酵母按重量百分比计，小椭圆酵母30-70%和蜂蜜酵母70-30%的比例接种。
上述的用于除臭的复合菌剂的制备方法，其中，步骤3所述的2组菌液之间的比例为按重量计，步骤1所述的杆菌组占30-50%和步骤2所述的酵母菌组占50-70%。
上述的用于除臭的复合菌剂的制备方法，其中，步骤1或步骤2所述的活化是指采用琼脂斜面活化。
上述的用于除臭的复合菌剂的制备方法，其中，步骤1或步骤2所述的高温灭菌处理是指在121℃条件下高温灭菌20min。
上述的用于除臭的复合菌剂的制备方法，其中，步骤3所述的生物过滤池填料为树皮、土壤、玉米芯、碎木屑中的一种或几种。
本发明还包括按上述用于除臭的复合菌剂的制备方法制得的复合菌剂。
本发明提供的用于除臭的复合菌剂及其制备方法具有以下优点：
本发明采用的2组菌都具备去除恶臭污染物的能力，一起使用能大幅提高除臭效果和时间，并可免去使用恶臭气体驯化的步骤，缩短了菌剂准备的时间。
2组菌分开培养和分布，可以避免某些菌在混合培养时发酵条件不适宜和竞争力不够而生长困难，同时防止不同种类微生物混合使用时相互干扰，使其能更好地应用于除臭作业。
将本发明制备的复合菌剂分布在天然填料（如树皮）上的方法，相比仅采用天然填料中原有微生物来除臭的方法，具有效果更好、持续使用时间更长的优点，在满足国家标准“GB 14554-1993 恶臭污染物排放标准”一级厂界标准值的情况下使用时间较不添加除臭复合菌剂的方式提高30%以上，有利于工业化生物过滤池除臭的应用，能有效解决恶臭气体的处理问题。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式作进一步地说明。
实施例 1
1. 枯草芽孢杆菌、中间硫杆菌和地衣芽孢杆菌的发酵培养：
（1）配置第一液体培养基，该第一液体培养基为按重量计，含有葡萄糖0.5%、牛肉膏0.5%、硫代硫酸钠0.5%、磷酸二氢钾0.2%及氯化镁（含6份结晶水）0.02%的水溶液，不需要调节pH。
（2）将经琼脂斜面活化好的三种杆菌，按重量计枯草芽孢杆菌20%、中间硫杆菌20%和地衣芽孢杆菌60%的比例接种到经121℃高温灭菌20min后的第一液体培养基中摇床培养，共接4瓶，每瓶250mL。在150r/min、30℃培养至总菌落数达到1×108个/ml（采用平板计数法计得），制得种子培养液。
（3）在发酵罐中，以第一液体培养液为发酵母液，配制50L，在发酵罐中121℃高温灭菌20min，待培养液温度降至30℃时，将4瓶种子培养液全部接种至发酵罐中，在温度37℃、罐压0.03MPa，转速150r/min、通气量0.5L/h的条件下发酵。自第12小时起，每4小时取样一次并采用平板计数法计数，发酵培养至总菌落数达到1×107个/ml时停止发酵。
2. 小椭圆酵母和蜂蜜酵母的发酵培养：
（1）配置第二液体培养基，该第二液体培养基为按重量计，含有葡萄糖3.0%、甘蔗渣3.0%、豆粕3.0%及磷酸二氢钠0.1%的水溶液，不需要调节pH。
（2）将经琼脂斜面活化好的两种酵母以按重量计小椭圆酵母50%和蜂蜜酵母50%的比例接种到经121℃高温灭菌20min后的第二液体培养基中摇床培养，共接4瓶，每瓶250mL。在150r/min、28℃的条件下培养至总菌落数达到1×108个/ml（采用平板计数法计得），制得种子培养液。
（3）在发酵罐中，以第二液体培养液为发酵母液，配制50L，在发酵罐中121℃高温灭菌20min，待培养液温度降至28℃时，将4瓶种子培养液全部接种至发酵罐中，在温度28℃、罐压0.03MPa，转速150r/min、通气量0.5L/h的条件下发酵。自第12小时起，每4小时取样一次并采用平板计数法计数，发酵培养至总菌落数达到1×107个/ml时停止发酵。
3. 发酵培养结束后，将2组罐中的全部发酵液，按占生物过滤池填料总体积各0.2%的比例均匀分散在填料（树皮）的不同区域，分布时2组菌不要混合，定时喷淋一定量的水，使微生物能在填料上较快的生长以更好地应用于除臭作业。
实施例 2
1. 枯草芽孢杆菌、中间硫杆菌和地衣芽孢杆菌的发酵培养：
（1）配置第一液体培养基，该第一液体培养基为按重量计，含有葡萄糖1.0%、牛肉膏1.0%、硫代硫酸钠0.5%、磷酸二氢钾0.2%及氯化镁（含6份结晶水）0.02%的水溶液，不需要调节pH。
（2）将经琼脂斜面活化好的三种杆菌以按重量计枯草芽孢杆菌30%、中间硫杆菌30%和地衣芽孢杆菌40%的比例接种到经121℃高温灭菌20min后的第一液体培养基中摇床培养，共接3瓶，每瓶250mL。在150r/min、36℃培养至总菌落数达到1×108个/ml（采用平板计数法计得），制得种子培养液。
（3）在发酵罐中，以第一液体培养液为发酵母液，配制50L，在发酵罐中121℃高温灭菌20min，待培养液温度降至36℃时，将3瓶种子培养液全部接种至发酵罐中，在温度36℃、罐压0.03MPa，转速150r/min、通气量0.5L/h的条件下发酵。自第12小时起，每4小时取样一次并采用平板计数法计数，发酵培养至总菌落数达到1×107个/ml时停止发酵。
2. 小椭圆酵母和蜂蜜酵母的发酵培养：
（1）配置第二液体培养基，该第二液体培养基为按重量计，含有葡萄糖3.0%、甘蔗渣3.0%、豆粕3.0%及磷酸二氢钠0.1%的水溶液，不需要调节pH。
（2）将经琼脂斜面活化好的两种酵母以按重量计小椭圆酵母40%和蜂蜜酵母60%的比例接种到经121℃高温灭菌20min后的第二液体培养基中摇床培养，共接3瓶，每瓶250mL。在150r/min、27℃的条件下培养48小时，使总菌落数达到1×108个/ml（采用平板计数法计得），制得种子培养液。
（3）在发酵罐中，以第二液体培养液为发酵母液，配制50L，在发酵罐中121℃高温灭菌20min，待培养液温度降至27℃时，将3瓶种子培养液全部接种至发酵罐中，在温度27℃、罐压0.03MPa，转速150r/min、通气量0.5L/H的条件下发酵。自第12小时起，每4小时取样一次并采用平板计数法计数，发酵培养至总菌落数达到1×107个/ml时停止发酵。
3. 发酵培养结束后，将2组罐中的全部发酵液，按酵母组和杆菌组分别占生物过滤池填料总体积0.15和0.1%的比例均匀分散在填料（树皮）的不同区域，分布时2组菌不要混合，定时喷淋一定量的水，使微生物能在填料上较快的生长以更好地应用于除臭作业。
实施例 3
1. 枯草芽孢杆菌、中间硫杆菌和地衣芽孢杆菌的发酵培养：
（1）配置第一液体培养基，该第一液体培养基为按重量计，含有葡萄糖2.0%、牛肉膏2.0%、硫代硫酸钠1.0%、磷酸二氢钾0.2%及氯化镁（含6份结晶水）0.02%的水溶液，不需要调节pH。
（2）将经琼脂斜面活化好的三种杆菌以按重量计枯草芽孢杆菌40%、中间硫杆菌30%和地衣芽孢杆菌30%的比例接种到经121℃高温灭菌20min后的第一液体培养基中摇床培养，共接3瓶，每瓶250mL。在150r/min、37℃培养至总菌落数达到1×108个/ml（采用平板计数法计得），制得种子培养液。
（3）在发酵罐中，以第一液体培养液为发酵母液，配制50L，在发酵罐中121℃高温灭菌20min，待培养液温度降至37℃时，将3瓶种子培养液全部接种至发酵罐中，在温度37℃、罐压0.03MPa，转速150r/min、通气量0.5L/H的条件下发酵。自第12小时起，每4小时取样一次并采用平板计数法计数，发酵培养至总菌落数达到1×107个/ml时停止发酵。
2. 小椭圆酵母和蜂蜜酵母的发酵培养：
（1）配置第二液体培养基，该第二液体培养基为按重量计，含有葡萄糖2.0%、甘蔗渣4.0%、豆粕4.0%及磷酸二氢钠0.1%的水溶液，不需要调节pH。
（2）将经琼脂斜面活化好的两种酵母以按重量计小椭圆酵母50%和蜂蜜酵母50%的比例接种到经121℃高温灭菌20min后的第二液体培养基中摇床培养，共接4瓶，每瓶250mL。在150r/min、28℃的条件下培养48小时，使总菌落数达到1×108个/ml（采用平板计数法计得），制得种子培养液。
（3）在发酵罐中，以第二液体培养液为发酵母液，配制50L，在发酵罐中121℃高温灭菌20min，待培养液温度降至28℃时，将4瓶种子培养液全部接种至发酵罐中，在温度28℃、罐压0.03MPa，转速150r/min、通气量0.5L/H的条件下发酵。自第12小时起，每4小时取样一次并采用平板计数法计数，发酵培养至总菌落数达到1×107个/ml时停止发酵。
3. 发酵培养结束后，将2组罐中的全部发酵液，按占生物过滤池填料总体积各0.15%的比例均匀分散在填料（碎木屑）的不同区域，分布时2组菌不要混合，定时喷淋一定量的水，使微生物能在填料上较快的生长以更好地应用于除臭作业。
综上所述，本发明提供的用于除臭的复合菌剂的制备方法，其要点在于：一，采用2组共5种菌复合除臭；二，杆菌组采用的第一培养基为按重量百分比计含有葡萄糖0.5-2.0%、牛肉膏0.5-2.0%、硫代硫酸钠0.5-1.0%、磷酸二氢钾0.2%及氯化镁（含6份结晶水）0.02%的水溶液，酵母菌组采用的第二培养基为按重量百分比计含有葡萄糖1.0-5.0%、甘蔗渣1.0-5.0%、豆粕1.0-5.0%及磷酸二氢钠0.1%的水溶液；三，2组菌剂分开培养，使用时按一定比例分布在填料的不同区域本发明提供的除臭复合菌剂的制备方法具有操作简单、成本低的优点，制得的复合菌剂的除臭使用时间较不添加除臭酵母菌剂的方式提高30%以上。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (7)
1.一种用于除臭的复合菌剂的制备方法，其特征在于，该制备方法包含以下步骤：
步骤1，将活化好的枯草芽孢杆菌、中间硫杆菌和地衣芽孢杆菌组成的杆菌组接种到高温灭菌后的第一液体培养基中摇床培养，在30-37℃培养至总菌落数达到1×108个/ml，制得种子培养液；在发酵罐中以第一液体培养基为发酵母液，经高温灭菌后加入上述种子培养液，接种量按体积计为发酵母液的1-5%，在30-37℃、压力恒定及通入空气的条件下发酵培养至总菌落数达到1×107个/ml时结束；
所述的第一液体培养基为按重量百分比计含有葡萄糖0.5-2.0%、牛肉膏0.5-2.0%、硫代硫酸钠0.5-1.0%、磷酸二氢钾0.2%及氯化镁0.02%的水溶液；
步骤2，将活化好的小椭圆酵母和蜂蜜酵母组成的酵母菌组接种到经高温灭菌后的第二液体培养基中摇床培养，在27-28℃培养至总菌落数达到1×108个/ml，制得种子培养液；在发酵罐中以第二液体培养基为发酵母液，高温灭菌后加入上述种子培养液，接种量按体积计为发酵母液的1-5%，在27-28℃、压力恒定及通入空气的条件下发酵培养至总菌落数达到1×107个/ml时结束；
所述的第二液体培养基为按重量百分比计含有葡萄糖1.0-5.0%、甘蔗渣1.0-5.0%、豆粕1.0-5.0%及磷酸二氢钠0.1%的水溶液；
步骤3，在发酵培养结束后，将步骤1和步骤2所述的2组发酵罐中的菌液分别均匀分散在生物过滤池填料的不同区域，分布时使2组菌液不要混合。
2.如权利要求1所述的用于除臭的复合菌剂的制备方法，其特征在于，步骤1所述的杆菌组采用按重量百分比计，枯草芽孢杆菌20-40%、中间硫杆菌20-40%及地衣芽孢杆菌20-60%的比例接种。
3.如权利要求1所述的用于除臭的复合菌剂的制备方法，其特征在于，步骤2所述的酵母菌组采用酵母属的小椭圆酵母和蜂蜜酵母按重量百分比计，小椭圆酵母30-70%和蜂蜜酵母70-30%的比例接种。
4.如权利要求1所述的用于除臭的复合菌剂的制备方法，其特征在于，步骤3所述的2组菌液的比例为按重量计，步骤1所述的杆菌组30-50%和步骤2所述的酵母菌组50-70%。
5.如权利要求1所述的用于除臭的复合菌剂的制备方法，其特征在于，步骤1或步骤2所述的活化是指采用琼脂斜面活化。
6.如权利要求1所述的用于除臭的复合菌剂的制备方法，其特征在于，步骤1或步骤2所述的高温灭菌处理是指在121℃条件下高温灭菌20min。
7.如权利要求1所述的用于除臭的复合菌剂的制备方法，其特征在于，步骤3所述的生物过滤池填料为树皮、土壤、玉米芯、碎木屑中的一种或几种。
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