CN103834592B - 一种处理城市污泥用微生物发酵剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于发酵生物技术领域，具体涉及一种处理城市污泥用微生物发酵剂及其制备方法。本发明通过在发酵剂中加入大豆提取物，大大提高了发酵剂中微生物和酶的活性，降低了基质发酵过程中升温和发酵时间，丰富了发酵后的营养成分，同时也提高了工作效率。本发明中大豆提取物先用超声波处理再与复合液混合，使得复合液中的成分与大豆提取物融合均匀，提高了基质对发酵剂的吸收利用率，使得基质发酵更彻底。此外，用超声波处理时间歇停顿，避免了超声波对大豆提取物内成分的损伤。本发明的制备工艺简单，通过与多种微生物、酶结合使用，能够分解出城市污泥的多种营养物质，取得了变废为宝的效果，利于城市美化的同时，为植物的生长提供了营养基质。
Description
技术领域
本发明属于发酵生物技术领域，具体涉及一种处理城市污泥用微生物发酵剂及其制备方法。
背景技术
城市污水厂脱水污泥是城市污水厂处理废水所产生的固态废弃物。随着我国在建污水厂数目的增加，污泥产量仍会增加。城市污泥中含有大量有机质及N、P和K等植物所需营养元素，通常采用强制通风好氧静态堆肥法可以实现，但其中一次发酵基本需要30天时间，对于处理数量巨大的此类废弃物存在发酵时间长的缺点，因此有必要针对这一问题探索一条经济、有效的快速腐熟处理方法，解决城市中的污泥。
生物技术是20世纪发展起来的一门新兴学科，利用生物技术的方法变废为宝成为目前研究的热点。利用生物发酵解决城市中的污泥是一种可行的、无污染的方法，但是目前尚没有专门针对城市污泥的发酵剂。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中的空白，提供一种处理城市污泥用微生物发酵剂及其制备方法。不仅大大降低了升温和发酵时间，而且发酵得到的营养成分丰富。
本发明所采取的技术方案是，一种处理城市污泥用微生物发酵剂，所述微生物发酵剂由大豆提取物、枯草芽孢杆菌、硅酸盐细菌、绿色木霉、乳酸乳球菌、放线菌、胶质芽孢杆菌、稻黄杆菌、酵母菌、圆褐固氮菌、纤维素酶、蛋白酶和磷酸化酶制成，且制备发酵剂所需的各原料重量份数分别为大豆提取物20-25份，枯草芽孢杆菌1-2份、硅酸盐细菌3-4份、绿色木霉2-4份、乳酸乳球菌8-12份、放线菌2-4份、胶质芽孢杆菌1-2份、稻黄杆菌2份、酵母菌3-6份、圆褐固氮菌10-13份、纤维素酶8-12份、蛋白酶8-12份和磷酸化酶5-6份。
一种处理城市污泥用微生物发酵剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、大豆提取物的制备
（1）、将大豆洗净后晾干、粉碎，之后用直径为1mm的筛网过滤，制得大豆粉，备用；
（2）、将大豆粉加入pH为5.2、摩尔浓度为0.05mol/L的磷酸盐缓冲液中，搅拌均匀后制得混合液Ⅰ，每克大豆粉对应的磷酸缓冲液体积为10mL；
（3）、将步骤（2）制得的混合液Ⅰ放入转速为6000r/min的离心机中离心30min，之后将沉淀溶于pH为6.5、摩尔浓度为0.05mol/L的磷酸盐缓冲液中，然后转入转速为4000r/min的离心机中离心15min，收集两次离心的上清液，制得大豆提取物，备用；
步骤二、按照所述各组分的重量份数称取各组分；
步骤三、将枯草芽孢杆菌、硅酸盐细菌、绿色木霉、乳酸乳球菌、放线菌、胶质芽孢杆菌、稻黄杆菌、酵母菌、圆褐固氮菌搅拌均匀后，逐步加入蛋白酶、磷酸化酶和纤维素酶，制得复合液；
步骤四、将大豆提取物放入频率为20kHz的超声波中处理20min，且每处理3min停止15s，之后向大豆提取物中加入步骤三制得的复合液，搅拌均匀即可。
本发明中的枯草芽孢杆菌（Bacillussubtilis）菌种保藏号为CICC20632；绿色木霉（Trichodermaviride）菌种保藏号为CICC40202；乳酸乳球菌（Lactococcuslactis）菌种保藏号为CICC23610；放线菌（Dactylosporangiumsp.）菌种保藏号为ACCC40661；圆褐固氮菌（Azotobacterchrooccum）菌种保藏号为ACCC10098；胶质芽孢杆菌（Bacillusmucilaginosus）菌种保藏号为ACCC02983；稻黄杆菌（Flavobacteriumoryzae）菌种保藏号为CGMCC1.1585；酵母菌（Saccharomycessp.）菌种保藏号为CCTCCAY91003；以上菌种均购自北京北纳创联生物技术研究院。
本发明的有益效果是：
一、本发明通过在发酵剂中加入大豆提取物，大大提高了发酵剂中微生物和酶的活性，降低了基质发酵过程中升温和发酵时间，丰富了发酵后的营养成分，同时也提高了工作效率。
二、本发明中的大豆提取物先用超声波处理再与复合液混合，使得复合液中的成分与大豆提取物融合均匀，提高了基质对发酵剂的吸收利用率，使得基质发酵更彻底。此外，本发明在用超声波处理时间歇停顿，避免了超声波对大豆提取物内成分的损伤。
三、本发明的制备工艺简单，通过与多种微生物、酶结合使用，能够分解出城市污泥的多种营养物质，取得了变废为宝的效果，利于城市美化的同时，为植物的生长提供了营养基质。
具体实施方式
一种处理城市污泥用微生物发酵剂，所述微生物发酵剂由大豆提取物、枯草芽孢杆菌、硅酸盐细菌、绿色木霉、乳酸乳球菌、放线菌、胶质芽孢杆菌、稻黄杆菌、酵母菌、圆褐固氮菌、纤维素酶、蛋白酶和磷酸化酶制成，且制备发酵剂所需的各原料重量份数分别为大豆提取物20-25份，枯草芽孢杆菌1-2份、硅酸盐细菌3-4份、绿色木霉2-4份、乳酸乳球菌8-12份、放线菌2-4份、胶质芽孢杆菌1-2份、稻黄杆菌2份、酵母菌3-6份、圆褐固氮菌10-13份、纤维素酶8-12份、蛋白酶8-12份和磷酸化酶5-6份。
一种处理城市污泥用微生物发酵剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、大豆提取物的制备
（1）、将大豆洗净后晾干、粉碎，之后用直径为1mm的筛网过滤，制得大豆粉，备用；
（2）、将大豆粉加入pH为5.2、摩尔浓度为0.05mol/L的磷酸盐缓冲液中，搅拌均匀后制得混合液Ⅰ，每克大豆粉对应的磷酸缓冲液体积为10mL；
（3）、将步骤（2）制得的混合液Ⅰ放入转速为6000r/min的离心机中离心30min，之后将沉淀溶于pH为6.5、摩尔浓度为0.05mol/L的磷酸盐缓冲液中，然后转入转速为4000r/min的离心机中离心15min，收集两次离心的上清液，制得大豆提取物，备用；
步骤二、按照所述各组分的重量份数称取各组分；
步骤三、将枯草芽孢杆菌、硅酸盐细菌、绿色木霉、乳酸乳球菌、放线菌、胶质芽孢杆菌、稻黄杆菌、酵母菌、圆褐固氮菌搅拌均匀后，逐步加入蛋白酶、磷酸化酶和纤维素酶，制得复合液；
步骤四、将大豆提取物放入频率为20kHz的超声波中处理20min，且每处理3min停止15s，之后向大豆提取物中加入步骤三制得的复合液，搅拌均匀即可。
实施例1
一种处理城市污泥用微生物发酵剂，所述微生物发酵剂由大豆提取物、枯草芽孢杆菌、硅酸盐细菌、绿色木霉、乳酸乳球菌、放线菌、胶质芽孢杆菌、稻黄杆菌、酵母菌、圆褐固氮菌、纤维素酶、蛋白酶和磷酸化酶制成，且制备发酵剂所需的各原料重量份数分别为大豆提取物20份，枯草芽孢杆菌1份、硅酸盐细菌3份、绿色木霉2份、乳酸乳球菌8份、放线菌2份、胶质芽孢杆菌1份、稻黄杆菌2份、酵母菌3份、圆褐固氮菌10份、纤维素酶8份、蛋白酶8份和磷酸化酶5份。
一种处理城市污泥用微生物发酵剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、大豆提取物的制备
（1）、将大豆洗净后晾干、粉碎，之后用直径为1mm的筛网过滤，制得大豆粉，备用；
（2）、将大豆粉加入pH为5.2、摩尔浓度为0.05mol/L的磷酸盐缓冲液中，搅拌均匀后制得混合液Ⅰ，每克大豆粉对应的磷酸缓冲液体积为10mL；
（3）、将步骤（2）制得的混合液Ⅰ放入转速为6000r/min的离心机中离心30min，之后将沉淀溶于pH为6.5、摩尔浓度为0.05mol/L的磷酸盐缓冲液中，然后转入转速为4000r/min的离心机中离心15min，收集两次离心的上清液，制得大豆提取物，备用；
步骤二、按照所述各组分的重量份数称取各组分；
步骤三、将枯草芽孢杆菌、硅酸盐细菌、绿色木霉、乳酸乳球菌、放线菌、胶质芽孢杆菌、稻黄杆菌、酵母菌、圆褐固氮菌搅拌均匀后，逐步加入蛋白酶、磷酸化酶和纤维素酶，制得复合液；
步骤四、将大豆提取物放入频率为20kHz的超声波中处理20min，且每处理3min停止15s，之后向大豆提取物中加入步骤三制得的复合液，搅拌均匀即可。
实施例2
一种处理城市污泥用微生物发酵剂，所述微生物发酵剂由大豆提取物、枯草芽孢杆菌、硅酸盐细菌、绿色木霉、乳酸乳球菌、放线菌、胶质芽孢杆菌、稻黄杆菌、酵母菌、圆褐固氮菌、纤维素酶、蛋白酶和磷酸化酶制成，且制备发酵剂所需的各原料重量份数分别为大豆提取物25份，枯草芽孢杆菌2份、硅酸盐细菌4份、绿色木霉4份、乳酸乳球菌12份、放线菌4份、胶质芽孢杆菌2份、稻黄杆菌2份、酵母菌6份、圆褐固氮菌13份、纤维素酶12份、蛋白酶12份和磷酸化酶6份。
一种处理城市污泥用微生物发酵剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、大豆提取物的制备
（1）、将大豆洗净后晾干、粉碎，之后用直径为1mm的筛网过滤，制得大豆粉，备用；
（2）、将大豆粉加入pH为5.2、摩尔浓度为0.05mol/L的磷酸盐缓冲液中，搅拌均匀后制得混合液Ⅰ，每克大豆粉对应的磷酸缓冲液体积为10mL；
（3）、将步骤（2）制得的混合液Ⅰ放入转速为6000r/min的离心机中离心30min，之后将沉淀溶于pH为6.5、摩尔浓度为0.05mol/L的磷酸盐缓冲液中，然后转入转速为4000r/min的离心机中离心15min，收集两次离心的上清液，制得大豆提取物，备用；
步骤二、按照所述各组分的重量份数称取各组分；
步骤三、将枯草芽孢杆菌、硅酸盐细菌、绿色木霉、乳酸乳球菌、放线菌、胶质芽孢杆菌、稻黄杆菌、酵母菌、圆褐固氮菌搅拌均匀后，逐步加入蛋白酶、磷酸化酶和纤维素酶，制得复合液；
步骤四、将大豆提取物放入频率为20kHz的超声波中处理20min，且每处理3min停止15s，之后向大豆提取物中加入步骤三制得的复合液，搅拌均匀即可。
试验一
准备好试验原料，均分为A、B两组，A组完全采用本发明方法制备；B组采用本发明方法制备，但是原料中不用大豆提取物，观察发酵时间，升至最高温度时间。
试验结果：A组在第7天达到最高温，并在22天内完成发酵，B组在第11天达到最高温，并在27天内完成发酵。
结果表明：本发明通过在发酵剂中加入大豆提取物大大降低了基质发酵过程中升温和发酵时间，取得了显著的效果。
Claims (2)
1.一种处理城市污泥用微生物发酵剂，其特征在于：所述微生物发酵剂由大豆提取物、枯草芽孢杆菌、硅酸盐细菌、绿色木霉、乳酸乳球菌、放线菌、胶质芽孢杆菌、稻黄杆菌、酵母菌、圆褐固氮菌、纤维素酶、蛋白酶和磷酸化酶制成，且制备发酵剂所需的各原料重量份数分别为大豆提取物20-25份、枯草芽孢杆菌1-2份、硅酸盐细菌3-4份、绿色木霉2-4份、乳酸乳球菌8-12份、放线菌2-4份、胶质芽孢杆菌1-2份、稻黄杆菌2份、酵母菌3-6份、圆褐固氮菌10-13份、纤维素酶8-12份、蛋白酶8-12份和磷酸化酶5-6份；
所述大豆提取物的制备方法为：（1）、将大豆洗净后晾干、粉碎，之后用直径为1mm的筛网过滤，制得大豆粉，备用；
（2）、将大豆粉加入pH为5.2、摩尔浓度为0.05mol/L的磷酸盐缓冲液中，搅拌均匀后制得混合液Ⅰ，每克大豆粉对应的磷酸缓冲液体积为10mL；
（3）、将步骤（2）制得的混合液Ⅰ放入转速为6000r/min的离心机中离心30min，之后将沉淀溶于pH为6.5、摩尔浓度为0.05mol/L的磷酸盐缓冲液中，然后转入转速为4000r/min的离心机中离心15min，收集两次离心的上清液，制得大豆提取物。
2.根据权利要求1所述的一种处理城市污泥用微生物发酵剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、大豆提取物的制备
（1）、将大豆洗净后晾干、粉碎，之后用直径为1mm的筛网过滤，制得大豆粉，备用；
（2）、将大豆粉加入pH为5.2、摩尔浓度为0.05mol/L的磷酸盐缓冲液中，搅拌均匀后制得混合液Ⅰ，每克大豆粉对应的磷酸缓冲液体积为10mL；
（3）、将步骤（2）制得的混合液Ⅰ放入转速为6000r/min的离心机中离心30min，之后将沉淀溶于pH为6.5、摩尔浓度为0.05mol/L的磷酸盐缓冲液中，然后转入转速为4000r/min的离心机中离心15min，收集两次离心的上清液，制得大豆提取物，备用；
步骤二、按照权利要求1中所述制备发酵剂所需的各原料重量份数称取各原料，分别为大豆提取物20-25份、枯草芽孢杆菌1-2份、硅酸盐细菌3-4份、绿色木霉2-4份、乳酸乳球菌8-12份、放线菌2-4份、胶质芽孢杆菌1-2份、稻黄杆菌2份、酵母菌3-6份、圆褐固氮菌10-13份、纤维素酶8-12份、蛋白酶8-12份和磷酸化酶5-6份；
步骤三、将枯草芽孢杆菌、硅酸盐细菌、绿色木霉、乳酸乳球菌、放线菌、胶质芽孢杆菌、稻黄杆菌、酵母菌、圆褐固氮菌搅拌均匀后，逐步加入蛋白酶、磷酸化酶和纤维素酶，制得复合液；
步骤四、将大豆提取物放入频率为20kHz的超声波中处理20min，且每处理3min停止15s，之后向大豆提取物中加入步骤三制得的复合液，搅拌均匀即可。
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