一种用于处理生活垃圾的复合微生物除臭剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于处理生活垃圾的复合微生物除臭剂及其制备方法,特别是一种用于处理生活垃圾收集站、生活垃圾填埋场和/或生活垃圾处理场的复合微生物除臭剂及其制备方法。
背景技术
据统计,我国生活垃圾的年产量已达2亿吨,加上历年堆存量高达66亿吨,接近发达国家水平,其中填埋处理量达垃圾总量的95%以上。垃圾在转运、平铺、压实、处理及填埋过程中会产生大量强刺激的恶臭气体,对周边环境和人类健康造成直接或间接的影响。恶臭作为一种公害,严重影响人们的身心健康。在世界七大公害中,恶臭仅次于噪声,居于第二位,散发于空气中的恶臭主要由以低级脂肪酸代表的酸系臭气,以氨代表的碱系臭气和以硫化氢为代表的硫系臭气组成。其中硫化氢和氨气是臭味的主要组成成份,目前去除恶臭的常规方法主要有:化学法、物理法和生物法等。化学法通过使用除臭剂和芳香剂来减轻恶臭,其中化学除臭剂的使用并不能彻底去除臭源物质,除臭效果不充分不彻底,同时使用的芳香剂有时因遮蔽香料过强则会带来不快气味。物理法通过使用吸收剂将臭味物质吸收到吸收剂的微孔中,但吸收剂一旦吸收臭味物质后就难以解吸,无法重复使用,难以处理,造成环境的二次污染。生物法主要通过微生物的生物代谢过程和相关的酶作用来消化分解臭源物质,该方法使用条件温和,消除臭源物质彻底,且不会造成环境的二次污染。另外,现有技术还有研究通过燃烧臭源物质来去除恶臭气,但燃烧臭源物质会产生大量废气和臭气污染环境,也存在发展局限。
生物除臭的核心是高效除臭功能微生物菌剂,通过分离筛选高效除臭功能菌株并优化组合配伍成微生物除臭菌剂,再接种于生活垃圾收集站和/或生活垃圾处理场等环境中可以有效降低其释放的恶臭强度,达到恶臭原位控制目的。如,对硫化合物,报道了通过排硫硫杆菌和假单胞菌属物种的混合培养物来分解二甲基硫醚以及通过假单胞菌或者紫色非硫光合细菌来分解硫化氢。还未有利用紫硫光合细菌来去除硫化氢的报道。
目前,除臭功能微生物菌剂可分为单菌型和多菌型两大类,单菌型由单一功能菌株构成,多菌型由两种或多种功能菌株构成。在长期研究和应用实践中,研究人员发现许多重要的生化过程是单株微生物不能完成或只能微弱地进行,而需在两种或多种微生物的协同作用下才能更好的完成。垃圾收集站,生活垃圾处理场等臭气释放源是一个营养物质复杂、土著微生物群落多样的微生态系统,如何使接种微生物在废弃物中优势生长是能否实现恶臭控制的关键,单菌株由于代谢类型、呼吸类型及作用功能单一,对环境适应能力弱,很难在臭气释放源中成为优势菌群。多菌型微生物降臭菌剂由多种微生物经过发酵制成,由于菌群组成,代谢类型,呼吸类型及作用功能多样,可稳定占据生态位,有效抑制产生恶臭物质的腐败菌或对恶臭物质直接降解,其具有对环境适应能力强,应用范围广,除臭效果比较持久等优点,因此,利用微生物之间的协同作有,构建多菌型微生物除臭菌剂是生物除臭研究的热点。如许丽娟等在专利号:20111027283.9中公开了一种针对城市生活垃圾填埋场的微生物菌株、除臭剂及其制备方法,但其对填埋场的氨与硫化氢降解率只能达到60%-80%,未能达到较理想的效果。一般复合微生物除臭剂也存在各菌株共存性差,菌种稳定性差,降解硫化氢与氨的效果不佳,这些都限制了复合微生物除臭剂的进一步的应用。
发明内容
为了克服现有技术的缺点,本发明提供一种用于处理生活垃圾的复合微生物除臭剂,具体说是提供一种用于处理生活垃圾收集站、生活垃圾填埋场和/或生活垃圾处理场的复合微生物除臭剂及其制备方法。针对性的筛选降解硫化氢与氨气,以及适应在生活垃圾中生长的菌株,由高效降解硫化氢的桃红荚硫菌,高效降解脂肪酸系臭味与氨气的深红红螺菌,富产蛋白酶,纤维素酶等酶系的米曲霉,快速降解氨气的枯草芽孢杆菌,富产乳酸的米根霉,产乙醇的酿酒酵母,富产生香物质的季也蒙假丝酵母等有益微生物构成,有益菌在生活垃圾中生长繁殖,协同作用,有效改善了生活垃圾的生态环境,大大减少了硫化氢,氨气与脂肪酸系臭气的排放。并且利用微生物“共生、共存、共荣”的微生态学原理,大部份菌是通过两两混合发酵,大大减少了生产设备的投资与生产工作量。
本发明的另一目的是提供该复合微生物除臭剂的制备方法。
为了实现上述目的,本发明所采用的技术方案是:一种用于处理生活垃圾的复合微生物除臭剂,主要以下重量份的原料混合制备而成:复合光合细菌菌粉 20-30份,枯草芽孢杆菌菌粉10-20份,复合曲霉菌粉20-40份,复合酵母菌粉30-50份。
为了达到上述目的,本发明所述的用于处理生活垃圾的复合微生物除臭剂的制备方法,包括以下步骤:
步骤 :复合光合细菌菌粉的制备
采用紫硫光合细菌中的桃红荚硫菌菌种与紫色非硫光合细菌中的深红红螺菌按以下步骤进行培养:
A、桃红荚硫菌半固体种子活化培养:将桃红荚硫菌种穿刺在半固体桃红荚硫菌培养基中,25-30℃光照培养7-10天,待穿刺的菌线变红并长出菌苔,即可作为活化的桃红荚硫菌种;
B、深红红螺菌平板活化:将深红红螺菌菌种在平板上划线活化,温度25-35℃活化培养3-5天,挑取大个菌落作为活化种子;
C、桃红荚硫菌种子培养:将活化的桃红荚硫菌种接种至桃红荚硫菌种子液体培养基中,温度25-35℃,光照强度为:1000-3000lux,光照厌氧培养7-10天,检测种子的OD650≥1.2,活菌数≥6亿cfu/ml即为桃红荚硫菌种子培养液;
D、深红红螺菌种子培养:将挑取大个深红红螺菌菌落作为活化种子接种到种子培养基中,温度25-35℃,光照强度为:1000-3000lux,光照静置培养3-5天,检测种子的OD660≥1.2,活菌数≥8亿cfu/ml即为深红红螺菌种子培养液;
E、发酵培养:将桃红荚硫菌种子培养液与发酵培养基以1:3-1:5的接种量接种,同时将深红红螺菌种子培养液与发酵培养基按1:10-1:15的接种量接入,在光照培养罐中厌氧培养,培养温度25-35℃,光照强度为:1000-4000lux,搅拌速度为120转/分钟,待培养至第三天,开始流加100 g/L的硫代硫酸钠溶液至发酵培养液中,在24小时内将发酵培养液中的硫代硫酸钠的浓度调至1-3 g/L,继续培养3-5天,待检测其OD650≥5,活菌数≥40亿cfu/ml,其中桃红荚硫菌不低于20亿cfu/ml,即可放罐,用沸石粉吸附,调节菌体浓度为20亿cfu/g,30-40℃风干,即得复合光合细菌菌粉。
其中,所述的半固体桃红荚硫菌培养基为:氯化铵0.4-1.2g/L,磷酸二氢钾0.5-1g/L,二水氯化钙0.05-0.2g/L,氯化镁0.1-0.5g/L,苹果酸钠2-10 g/L,果糖1-3g/L,九水硫化钠0.1-1g/L,琼脂8-10g/L,氯化钠0.5-4g/L, 121℃灭菌15分钟,用苹果酸调PH至7.0-7.2,其中九水硫化钠先配制成0.1g/mL单独灭菌。
其中,所述的桃红荚硫菌种子液体培养基为:氯化铵0.4-1.2g/L,磷酸二氢钾0.5-1g/L,二水氯化钙0.05-0.2g/L,氯化镁0.1-0.5g/L,苹果酸钠2-10 g/L, 果糖1-3g/L,硫代硫酸钠0.5-3g/L,氯化钠0.5-4g/L,121℃灭菌15分钟。
其中,所述的深红红螺菌种子液体培养基为: 氯化铵0.8-1.2g/L,磷酸二氢钾0.5-1g/L,二水氯化钙0.05-0.2g/L,氯化镁0.1-0.5g/L,苹果酸钠2-10 g/L,果糖1-3g/L,氯化钠1-2g/L,酵母膏0.2-1g/L ,121℃灭菌15分钟,用灭菌苹果酸调PH至7.0-7.2。
其中,所述的深红红螺菌平板固体培养基为种子液体培养基加入20 g/L的琼脂形成的。
其中,所述的发酵培养基:氯化铵0.8-1.2g/L,磷酸二氢钾0.5-1g/L,二水氯化钙0.05-0.2g/L,氯化镁0.1-0.5g/L,苹果酸钠1-5g/L,果糖4-10g/L,酵母膏0.2-1g/L , 氯化钠0.5-2g/L,121℃灭菌15分钟,用苹果酸调PH至6.8-7.0。
步骤、枯草芽孢杆菌菌粉的制备
取出菌种保藏管,用营养肉汁固体培养基划平板进行复苏,37℃培养48小时。在平板下挑取单个菌落接种50毫升营养肉汁培养基中,在培养箱中37℃震荡培养24小时。种子采用5%的接种量,接种至5L大三角瓶中,装液量为2L,营养肉汁培养基,37℃震荡培养20-28小时,检测其菌液浓度,活菌含量超过20亿cfu/ml,即可作为枯草芽孢杆菌液体菌种接种至装有600L发酵培养基的1000L发酵罐中,接种量为5%,开搅拌120r/min,前10小时通气量为300L/min,10小时后通气量为480L/min ,37℃培养16-24小时,待芽孢含量不低于250亿cfu/ml,即可结束发酵,板框过滤除水,剩下菌体加轻质碳酸钙,调节菌体浓为200亿cfu/g,干燥后即得到枯草芽孢杆菌菌粉。
其中,所述营养肉汁培养基:蛋白胨5g,牛肉膏3g,氯化钠5g,水1000mL,pH7.2,固体培养基中加入琼脂2%。
其中,所述芽孢杆菌液体发酵培养基:葡萄糖8g/L,玉米粉20 g/L, 鱼粉10 g/L,硫酸镁0.2 g/L,硫酸锰0.1 g/L,磷酸二氢钾0.5 g/L,磷酸氢二钠2.0 g/L,pH7.0。各培养基灭菌的条件为:0.10-0.15MPa,121℃灭菌30分钟。
步骤、复合曲霉菌粉的制备
采用米根霉与米曲霉按以下步骤进行培养:
A、米根霉菌种子液的制备:取出米根霉菌种保藏管,用PDA固体培养基划平板进行复苏,30℃培养4天。在平板下挑取单个菌落划线接种装有150毫升PDA固体培养基的茄子瓶中,在培养箱中30℃培养4-6天,待菌苔长满茄子瓶,产生大量孢子即可用500毫升的无菌生理盐水洗脱,调节孢子浓度为0.4亿cfu/ml,即为米根霉菌种子液;
B、米曲霉种子液的制备:取出米曲霉菌种保藏管,用PDA固体培养基划平板进行复苏,30℃培养5天。在平板下挑取单个菌落划线接种装有150毫升PDA固体培养基的茄子瓶中,在培养箱中30℃培养5-7天,待菌苔长满茄子瓶,产生大量孢子即可用500毫升的无菌生理盐水洗脱,调节孢子浓度为1亿cfu/ml,即为米曲霉种子液;
C、混合发酵:将上述制备的米根霉菌种子液与米曲霉种子液以1:1的比例混合均匀后,以1%的接种量接种至灭菌的曲霉固体发酵培养基上,菌种与固体培养基混合均匀后,将接好种的固体发酵培养基摊在发酵槽上,物料高度为10-20cm,控温28-32℃,湿度保持为60%-75%,发酵4-6天,检测其总孢子含量不低于10亿/g,根霉菌孢子含量不低于4亿//g,即可低温风干,即得到复合曲霉菌粉。
其中,所述的PDA固体培养基:土豆200g,蔗糖20g,水1000mL,琼脂20g。
其中,所述的固体发酵培养基:麸皮75%,棉粕5%,玉米芯8%,玉米粉1%,石粉1%,粗玉米皮10%,尿素0.4%,磷酸氢二钾0.4%,硫酸镁0.05%,料水比1:0.8。各培养基灭菌的条件为:0.10-0.15MPa,121℃灭菌30分钟。
步骤、复合酵母菌粉的制备
采用酿酒酵母与季也蒙假丝酵母菌按以下步骤进行培养:
A、酿酒酵母种子液的制备:取出酿酒酵母菌种保藏管,用PDA固体培养基划平板进行复苏,30℃培养48小时。在平板下挑取单个菌落接种150毫升PDA培养基中,在培养箱中30℃震荡培养24小时。种子采用5%的接种量,接种至2L PDA液体培养基中,30℃震荡培养20-28小时,检测其菌液浓度,活菌含量超过10亿cfu/ml,即可作为酿酒酵母菌种子液体;
B、季也蒙假丝酵母菌种子液的制备:取出季也蒙假丝酵母菌菌种保藏管,用季也蒙假丝酵母固体培养基划平板进行复苏,30℃培养48小时。在平板下挑取单个菌落接种150毫升季也蒙假丝酵母培养基中,在培养箱中30℃震荡培养24小时。种子采用5%的接种量,接种至3L的季也蒙假丝酵母培养基,30℃震荡培养20-28小时,检测其菌液浓度,活菌含量超过6亿cfu/ml,即可作为季也蒙假丝酵母菌种子液;
C、混合发酵培养:将上述制备的酿酒酵母菌种子液体与季也蒙假丝酵母菌种子液按2:3的比例混合均匀后作为混合酵母种子,以5%的接种量接种至700L的酵母菌发酵培养基中,开搅拌120r/min,通气量350L/min,30℃培养20-28小时,待酵母菌总含量不低于40亿cfu/ml,季也蒙假丝酵母菌含量不低于15亿cfu/ml,即可结束发酵,板框过滤除水,剩下菌体加轻质碳酸钙,调节菌浓为40亿cfu/g,干燥即得到复合酵母菌粉。
其中,所述的PDA培养基:土豆200g,蔗糖20g,水1000mL,固体培养基中加入琼脂2%。
其中,所述的季也蒙假丝酵母培养基:蔗糖 10g,酵母膏0.4g,磷酸氢二钾0.5g,碳酸钙1g,七水硫酸镁0.2g,氯化铁0.005g,水1000mlpH 7.0-7.2,固体培养基中加琼脂20g。
其中,所述的酵母菌发酵培养基:糖蜜100 g/L,玉米粉10g/L,豆粕10g/L,酵母膏0.3 g/L,蛋白胨0.5 g/L,硫酸铵0.5 g/L,硫酸镁0.1 g/L。各培养基灭菌的条件为:0.10-0.15MPa,121℃灭菌30分钟。
步骤、混合粉碎
按复合光合细菌菌粉 20-30份,枯草芽孢杆菌菌粉10-20份,复合曲霉菌粉20-40份,复合酵母菌粉30-50份的重量比,混合均匀,粉碎过100目筛,即得到复合微生物除臭剂。
本发明的复合微生物除臭剂主要针对适用于生活垃圾收集站、生活垃圾填埋场和/或生活垃圾处理场的垃圾除臭。
本发明中的复合微生物除臭剂含有深红红螺菌,弧形到螺旋状,一个螺旋圈的宽度为1.5-2.5微米,长7-10微米,厌氧液体的培养物最初呈显淡粉红色,后来呈显不带棕色的深紫-红色;在好氧条件下的细胞呈无色到淡粉色。光能异养菌,兼性好氧,在有光,厌氧条件或在黑暗、微好氧到好氧的条件下都可生长。光合同化的有机底物:脂肪酸,三羧酸循环中的大多数中间体,乙醇、丙氨酸、天门冬氨酸、谷氨酰胺、果糖。能较好的利用以低级脂肪酸代表的酸系臭气,明显降低酸系臭气。
本发明中的复合微生物除臭剂含有桃红荚硫菌:细胞球形,直径1.2-3微米,一般为1.5微米,单个细胞通常被一层粘的荚膜包住,常见有双球形聚合体,四联体和不规则的堆,它们通常被粘液层所包围。厌氧的光能自养菌:有果糖、甘油或有机酸时所有菌株都能在微好氧到好氧的黑暗条件下生长。光合电子供体:硫化物,硫代硫酸盐,硫和分子氢。可光合同化醋酸盐、果糖、延胡索酸盐、甘油、苹果酸盐、丙酮酸和琥珀酸盐。大多数菌株具有同化型硫酸盐还原作用。桃红荚硫菌生活在光线能及的滞水和污泥中,尤其是在含硫化物丰富的环境中。25-30℃、1000-3000lux或更强的光照,PH值7.0-7.5的厌氧环境最适合该菌的生长和氧化作用,在偏离最适条件下,桃红荚硫菌也有较大的适应范围,10-40℃、500-6000lux和PH5-9,均能适应生长,在微好氧黑暗状态下也能生存,条件不适时,该菌的生长处于抑制状态,一旦条件允许,又能继续生长。具有较强的利用硫化氢的能力。
本发明中的复合微生物除臭剂的桃红荚硫菌是从全国各地300多处池塘底泥,河涌底泥,猪粪水处理池,污水处理厂,垃圾处理滤池中分离得到的1000多株光合细菌中筛选出来的,桃红荚硫菌对硫化氢降解效率明显,0.5克/升的硫化氢含量经过48小时后即可全部降解,能快速起到除去硫化氢臭气的作用。该桃红荚硫菌由本人保藏在中国普通微生物菌种中心,地址为北京市朝阳区北辰西路1号3号,编号为CGMCC10344。保藏日期为2015年1月12日。深红红螺菌具有较强的脂肪酸的酸系臭气降解能力,且能够与该桃红荚硫菌共生共存,互相促进生长。该深红红螺菌购于广东省微生物菌种中心,编号为GIM1.482。该复合微生物除臭制剂中的复合光合细菌的各级培养基是经过多年的优化试验得到的,特别是其发酵培养基,是考察了40多种光合细菌培养基成份中筛选出来的,并充分考虑到了各个培养基成份相互影响,采用正交试验进行多次优化培养基与培养条件,优化后复合光合细菌混合培养总菌数超过40亿cfu/ml,桃红荚硫菌的浓度超过20亿cfu/ml,远远高于现有桃红荚硫菌的培养浓度,而且深红红螺菌也能达到20亿cfu/ml以上的浓度。两种光合细菌进行高浓度混合培养,减少了生产设备与生产工作量。
本发明中的复合微生物除臭剂含有米曲霉,能产生多种具有生物活性的酶系,如:淀粉酶,糖化酶,蛋白酶,纤维素酶,植酸酶,木聚糖酶等。米曲霉 (Aspergillus oryzae)是发酵工业常用的生产菌种,分类上归属于半知菌亚门,是曲霉属真菌中的一个常见种,米曲霉在淀粉存在下产生大量的淀粉酶,将原料中的直链、支链淀粉降解为糊精及各种低分子糖类,如麦芽糖、葡萄糖等;在高分子蛋白存在下产生蛋白酶,将不易消化的大分子蛋白质降解为蛋白胨、多肽及各种氨基酸,而且可以使辅料中粗纤维、植酸等难吸收的物质降解,提高营养价值、保健功效和消化率,广泛应用于食品、饲料、生产曲酸、酿酒等发酵工业。米曲霉分布较广,一般分布在粮食、食品、腐败有机物和有机营养丰富的土壤等处。
本发明中的复合微生物除臭剂含有米根霉(Rhizopusoryzae),是根霉属中的一种,匍匐菌丝弧形,无色,向四周蔓延。孢子囊刚出现时黄白色,成熟后变成黑色。菌落初期为白色,老熟后灰褐色或黑色,米根霉能产生丰富淀粉酶和糖化酶,它能利用淀粉和淀粉质原料直接发酵生产 L-乳酸,可降低发酵基质的PH。而且米根霉的发酵底物原料来源广泛,营养需求简单,米根霉可以通过利用葡萄糖这类的单糖物质,也可以是淀粉、纤维素等多糖类物质生产乳酸,因此米根霉能够在生活垃圾中大量繁殖产生乳酸而降低生活垃圾PH来抑制其他腐败菌的生长达到除臭的目的。
本发明中的米曲霉与米根霉是经过多年筛选试验,能够共生共存的两株菌,通过优化混合发酵条件而得到的混合发酵方法,减少了生产设备投资与生产工作量。
本发明中的复合微生物除臭剂含有酿酒酵母与季也蒙假丝酵母,酿酒酵母与季也蒙假丝酵母能利用曲霉菌分解垃圾中淀粉,纤维素所得到的糖而产生少量乙醇与生香物质,可以较好的遮住微量的氨与硫化氢的气味,并在形成大量菌体的同时,将生活垃圾中的氨转化为菌体蛋白。本发明的酿酒酵母是从市场上的酵母分离得到,而季也蒙假丝酵母是购自中国农业微生物菌种中心,编号为:ACCC20232。
本发明中的复合微生物除臭剂含有枯草芽孢杆菌,枯草芽孢杆菌菌体在生长过程中产生的枯草菌素、多粘菌素、制霉菌素、短杆菌肽等活性物质对垃圾中的腐败菌有明显的抑制作用;从而减少氨与硫化氢的产生。同时,枯草芽孢杆菌菌体能自身合成消化性酶类,如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、纤维素酶等。
本发明中的米曲霉,酿酒酵母,季也蒙假丝酵母,根霉菌,枯草芽孢杆菌能产生丰富的淀粉酶,纤维素酶,糖化酶,蛋白酶将生活垃圾中纤维,果皮,餐厨垃圾等高分子有机质降解成低有机酸,小肽等,特别是经过筛选的根霉菌生长过程中能够产生大量乳酸,而抑制腐败菌生长,中断腐败过程中的进行,本发明中的桃红荚硫菌能够快速将已经产生的硫化氢降解;酵母菌,枯草芽孢杆菌,深红红螺菌与曲霉菌能够快速将氨态氮等臭源物质转化成自身的菌体蛋白。
本发明将筛选得到的七株菌株,以“共生、共存、共荣”的微生态学原理、功能菌在代谢转化过程中的协同分工机制,代谢产物偶联代谢机制为指导,结合微生物生理生态习性、拮抗共生特性、营养需求等,以正交实验为指导确定各类混合菌株的最佳发酵条件、构建协同代谢、互惠共生的高效复合菌剂。
本发明的优越之处在于:
1、 本发明的微生物除臭菌剂由多种微生物菌种构成,各菌株降解各类臭气针对性强,降解效果显著,菌剂微生物在各类垃圾中能良好生长,迅速占据有利生态位,抑制产恶臭微生物生长繁殖,降低恶臭释放强度,实现恶臭原位源头控制;
2、 本发明的微生物除臭菌剂由高效降解硫化氢的桃红荚硫菌,高效降解脂肪酸系臭味与氨气的深红红螺菌,富产蛋白酶,纤维素酶等酶系的米曲霉,快速降解氨气的枯草芽孢杆菌,富产乳酸的米根霉,产乙醇的酿酒酵母,富产生香物质的季也蒙假丝酵母等有益微生物构成,有益菌在生活垃圾中生长繁殖,协同作用,有效改善了生活垃圾的生态环境,大大减少了硫化氢,氨气与脂肪酸系臭气的排放;
3、本发明的微生物除臭菌剂由7种微生物经过发酵制成,大部份菌是通过两两混合发酵,大大减少了生产设备的投资与生产工作量;
4、本发明的复合微生物除臭剂对于生活垃圾收集站,生活垃圾处理场或填埋场具有较明显的的脱硫除臭功能。
下面结合试验说明本发明的复合微生物除臭剂脱硫除臭的效果。
一、垃圾中转站除臭试验
在生活垃圾中转站堆放点,将配置好的复合微生物菌剂在使用前用自来水稀释50倍,直接喷洒在垃圾堆放区域。在垃圾周围设置不同的采集点进行采样,分别测定喷洒前及喷洒后4小时,24小时后恶臭气体中的硫化氢和氨浓度,采样点离臭源边缘1米,采样高度为1米,8点采样,取平均值。测试结果如表1。
表1 复合微生物在垃圾中转站的除臭试验结果
二、垃圾填埋场除臭试验
在湖南省某生活垃圾填埋场,将配置好的复合微生物菌剂按照垃圾处理量的0.05%的量事先放置在垃圾运输车中,在收集垃圾过程中将菌粉分散加入垃圾中,混匀后填埋,日处理量为2200吨,连续处理三天,在使用前,开始使用后第一天、第二天、第三天在垃圾周围设置不同的采集点进行采样,分别测定恶臭气体中的硫化氢和氨浓度,采样点离臭源边缘1米,采样高度为1米,20点采样,取平均值。测试结果如表2。
表2 复合微生物在垃圾填埋场除臭试验结果
本发明的复合微生物除臭剂在生活垃圾填埋场经过三天的试验,其硫化氢的降解率达到93.19%,氨气的降解率达到了89.83%。臭气浓度从使用前的480降至42,臭气降解了91.25%,通过长时间使用,效果更佳。
具体实施方式
本发明实质性特点可从下述实施例中得以体现,但这些实施例仅作为说明,而不是对本发明进行限制。
实施例1
制备该用于处理生活垃圾的复合微生物除臭剂,主要以下重量份的原料混合制备而成:复合光合细菌菌粉 25份,枯草芽孢杆菌菌粉10份,复合曲霉菌粉35份,复合酵母菌粉30份。
该用于处理生活垃圾的复合微生物除臭剂的制备方法,包括以下步骤:
步骤:复合光合细菌菌粉的制备
采用紫硫光合细菌中的桃红荚硫菌菌种与紫色非硫光合细菌中的深红红螺菌按以下步骤进行培养:
A、桃红荚硫菌半固体种子活化培养:将桃红荚硫菌种穿刺在半固体桃红荚硫菌培养基中, 30℃光照培养8天,待穿刺的菌线变红并长出菌苔,即可作为活化的桃红荚硫菌种;
B、深红红螺菌平板活化:将深红红螺菌菌种在平板上划线活化,温度30℃活化培养4天,挑取大个菌落作为活化种子;
C、桃红荚硫菌种子培养:将活化的桃红荚硫菌种接种至桃红荚硫菌种子液体培养基中,温度30℃,光照强度为:2000lux,光照厌氧培养8天,检测种子的OD650为1.4,活菌数为6.8亿cfu/ml即为桃红荚硫菌种子培养液;
D、深红红螺菌种子培养:将挑取大个深红红螺菌菌落作为活化种子接种到种子培养基中,温度30℃,光照强度为:2000lux,光照静置培养4天,检测种子的OD660为1.5,活菌数为9亿cfu/ml即为深红红螺菌种子培养液;
E、发酵培养:将桃红荚硫菌种子培养液与发酵培养基以1:4的接种量接种,同时将深红红螺菌种子培养液与发酵培养基按1:12的接种量接入,在光照培养罐中厌氧培养,培养温度30℃,光照强度为:3000lux,搅拌速度为120转/分钟,待培养至第三天,开始流加100g/L的硫代硫酸钠溶液至发酵培养液中,在24小时内将发酵培养液中的硫代硫酸钠的浓度调至2 g/L,继续培养4天,待检测其OD650为5.2,活菌数为44亿cfu/ml,其中桃红荚硫菌为23亿cfu/ml,即可放罐,用沸石粉吸附,调节菌体浓度为20亿cfu/g,30-40℃风干,即得复合光合细菌菌粉。
其中,所述的半固体桃红荚硫菌培养基为:氯化铵1.0g/L,磷酸二氢钾0.8g/L,二水氯化钙0.1g/L,氯化镁0.2g/L,苹果酸钠6 g/L,果糖2g/L,九水硫化钠0.1g/L,琼脂10g/L,氯化钠2g/L, 121℃灭菌15分钟,用苹果酸调PH至7.0-7.2,其中九水硫化钠先配制成0.1g/mL单独灭菌。
其中,所述的桃红荚硫菌种子液体培养基为:氯化铵1g/L,磷酸二氢钾0.8g/L,二水氯化钙0.1g/L,氯化镁0.2g/L,苹果酸钠6 g/L, 果糖2g/L,硫代硫酸钠0.5g/L,氯化钠2g/L,121℃灭菌15分钟,用苹果酸调PH至7.0-7.2。
其中,所述的深红红螺菌种子液体培养基为: 氯化铵1.0g/L,磷酸二氢钾0.8g/L,二水氯化钙0.05g/L,氯化镁0.3g/L,苹果酸钠6 g/L,果糖2g/L,氯化钠1g/L,酵母膏0.5g/L,121℃灭菌15分钟,用灭菌苹果酸调PH至7.0-7.2。
其中,所述的深红红螺菌平板固体培养基为种子液体培养基加入20 g/L的琼脂形成的。
其中,所述的发酵培养基:氯化铵1.2g/L,磷酸二氢钾0.8g/L,二水氯化钙0.1g/L,氯化镁0.3g/L,苹果酸钠4g/L,果糖8g/L,酵母膏0.5g/L , 氯化钠1g/L,121℃灭菌15分钟,用苹果酸调PH至6.8-7.0。
步骤、枯草芽孢杆菌菌粉的制备
取出菌种保藏管,用营养肉汁固体培养基划平板进行复苏,37℃培养48小时。在平板下挑取单个菌落接种50毫升营养肉汁培养基中,在培养箱中37℃震荡培养24小时。种子采用5%的接种量,接种至5L大三角瓶中,装液量为2L,营养肉汁培养基,37℃震荡培养20-28小时,检测其菌液浓度,活菌含量超过20亿cfu/ml,即可作为枯草芽孢杆菌液体菌种接种至装有600L发酵培养基的1000L发酵罐中,接种量为5%,开搅拌120r/min,前10小时通气量为300L/min,10小时后通气量为480L/min ,37℃培养16-24小时,待芽孢含量不低于250亿cfu/ml,即可结束发酵,板框过滤除水,剩下菌体加轻质碳酸钙,调节菌体浓为200亿cfu/g,干燥后即得到枯草芽孢杆菌菌粉。
其中,所述营养肉汁培养基:蛋白胨5g,牛肉膏3g,氯化钠5g,水1000mL,pH7.2,固体培养基中加入琼脂2%。
其中,所述芽孢杆菌液体发酵培养基:葡萄糖8g/L,玉米粉20 g/L, 鱼粉10 g/L,硫酸镁0.2 g/L,硫酸锰0.1 g/L,磷酸二氢钾0.5 g/L,磷酸氢二钠2.0 g/L,pH7.0。各培养基灭菌的条件为:0.10-0.15MPa,121℃灭菌30分钟。
步骤、复合曲霉菌粉的制备
采用米根霉菌与米曲霉按以下步骤进行培养:
A、米根霉菌种子液的制备:取出米根霉菌菌种保藏管,用PDA固体培养基划平板进行复苏,30℃培养4天。在平板下挑取单个菌落划线接种装有150毫升PDA固体培养基的茄子瓶中,在培养箱中30℃培养4-6天,待菌苔长满茄子瓶,产生大量孢子即可用500毫升的无菌生理盐水洗脱,调节孢子浓度为0.4亿cfu/ml,即为米根霉菌种子液;
B、米曲霉种子液的制备:取出米曲霉菌种保藏管,用PDA固体培养基划平板进行复苏,30℃培养5天。在平板下挑取单个菌落划线接种装有150毫升PDA固体培养基的茄子瓶中,在培养箱中30℃培养5-7天,待菌苔长满茄子瓶,产生大量孢子即可用500毫升的无菌生理盐水洗脱,调节孢子浓度为1亿cfu/ml,即为米曲霉种子液;
C、混合发酵:将上述制备的米根霉菌种子液与米曲霉种子液以1:1的比例混合均匀后,以1%的接种量接种至灭菌的曲霉固体发酵培养基上,菌种与固体培养基混合均匀后,将接好种的固体发酵培养基摊在发酵槽上,物料高度为10-20cm,控温28-32℃,湿度保持为60%-75%,发酵4-6天,检测其总孢子含量不低于10亿/g,根霉菌孢子含量不低于4亿/g,即可低温风干,即得到复合曲霉菌粉。
其中,所述的PDA固体培养基:土豆200g,蔗糖20g,水1000mL,琼脂20g。
其中,所述的固体发酵培养基:麸皮75%,棉粕5%,玉米芯8%,玉米粉1%,石粉1%,粗玉米皮10%,尿素0.4%,磷酸氢二钾0.4%,硫酸镁0.05%,料水比1:0.8。各培养基灭菌的条件为:0.10-0.15MPa,121℃灭菌30分钟。
步骤、复合酵母菌粉的制备
采用酿酒酵母与季也蒙假丝酵母菌按以下步骤进行培养:
A、酿酒酵母种子液的制备:取出酿酒酵母菌种保藏管,用PDA固体培养基划平板进行复苏,30℃培养48小时。在平板下挑取单个菌落接种150毫升PDA培养基中,在培养箱中30℃震荡培养24小时。种子采用5%的接种量,接种至2L PDA液体培养基中,30℃震荡培养20-28小时,检测其菌液浓度,活菌含量超过10亿cfu/ml,即可作为酿酒酵母菌种子液体;
B、季也蒙假丝酵母菌种子液的制备:取出季也蒙假丝酵母菌菌种保藏管,用季也蒙假丝酵母固体培养基划平板进行复苏,30℃培养48小时。在平板下挑取单个菌落接种150毫升季也蒙假丝酵母培养基中,在培养箱中30℃震荡培养24小时。种子采用5%的接种量,接种至3L的季也蒙假丝酵母培养基,30℃震荡培养20-28小时,检测其菌液浓度,活菌含量超过6亿cfu/ml,即可作为季也蒙假丝酵母菌种子液;
C、混合发酵培养:将上述制备的酿酒酵母菌种子液体与季也蒙假丝酵母菌种子液按2:3的比例混合均匀后作为混合酵母种子,以5%的接种量接种至700L的酵母菌发酵培养基中,开搅拌120r/min,通气量350L/min,30℃培养20-28小时,待酵母菌总含量不低于40亿cfu/ml,季也蒙假丝酵母菌含量不低于15亿cfu/ml,即可结束发酵,板框过滤除水,剩下菌体加轻质碳酸钙,调节菌浓为40亿cfu/g,干燥即得到复合酵母菌粉。
其中,所述的PDA培养基:土豆200g,蔗糖20g,水1000mL,固体培养基中加入琼脂2%。
其中,所述的季也蒙假丝酵母培养基:蔗糖 10g,酵母膏0.4g,磷酸氢二钾0.5g,碳酸钙1g,七水硫酸镁0.2g,氯化铁0.005g,水1000mlpH 7.0-7.2,固体培养基中加琼脂20g。
其中,所述的酵母菌发酵培养基:糖蜜100 g/L,玉米粉10g/L,豆粕10g/L,酵母膏0.3 g/L,蛋白胨0.5 g/L,硫酸铵0.5 g/L,硫酸镁0.1 g/L。各培养基灭菌的条件为:0.10-0.15MPa,121℃灭菌30分钟。
步骤、混合粉碎
按复合光合细菌菌粉 25份,枯草芽孢杆菌菌粉10份,复合曲霉菌粉35份,复合酵母菌粉30份的重量比,混合均匀,粉碎过100目筛,即得到复合微生物除臭剂。
实施例2
制备该用于处理生活垃圾的复合微生物除臭剂,主要以下重量份的原料混合制备而成:复合光合细菌菌粉 30份,枯草芽孢杆菌菌粉10份,复合曲霉菌粉30份,复合酵母菌粉30份。
该用于处理生活垃圾的复合微生物除臭剂的制备方法,包括以下步骤:
步骤:复合光合细菌菌粉的制备
采用紫硫光合细菌中的桃红荚硫菌菌种与紫色非硫光合细菌中的深红红螺菌按以下步骤进行培养:
A、桃红荚硫菌半固体种子活化培养:将桃红荚硫菌种穿刺在半固体桃红荚硫菌培养基中, 30℃光照培养8天,待穿刺的菌线变红并长出菌苔,即可作为活化的桃红荚硫菌种
B、深红红螺菌平板活化:将深红红螺菌菌种在平板上划线活化,温度30℃活化培养4天,挑取大个菌落作为活化种子;
C、桃红荚硫菌种子培养:将活化的桃红荚硫菌种接种至桃红荚硫菌种子液体培养基中,温度30℃,光照强度为:2000lux,光照厌氧培养8天,检测种子的OD650为1.4,活菌数为6.8亿cfu/ml即为桃红荚硫菌种子培养液;
D、深红红螺菌种子培养:将挑取大个深红红螺菌菌落作为活化种子接种到种子培养基中,温度30℃,光照强度为:2000lux,光照静置培养4天,检测种子的OD660为1.5,活菌数为9亿cfu/ml即为深红红螺菌种子培养液;
E、发酵培养:将桃红荚硫菌种子培养液与发酵培养基以1:4的接种量接种,同时将深红红螺菌种子培养液与发酵培养基按1:12的接种量接入,在光照培养罐中厌氧培养,培养温度30℃,光照强度为:3000lux,搅拌速度为120转/分钟,待培养至第三天,开始流加100g/L的硫代硫酸钠溶液至发酵培养液中,在24小时内将发酵培养液中的硫代硫酸钠的浓度调至2 g/L,继续培养4天,待检测其OD650为5.2,活菌数为44亿cfu/ml,其中桃红荚硫菌为23亿cfu/ml,即可放罐,用沸石粉吸附,调节菌体浓度为20亿cfu/g,30-40℃风干,即得复合光合细菌菌粉。
其中,所述的半固体桃红荚硫菌培养基为:氯化铵1.0g/L,磷酸二氢钾0.8g/L,二水氯化钙0.1g/L,氯化镁0.2g/L,苹果酸钠6 g/L,果糖2g/L,九水硫化钠0.1g/L,琼脂10g/L,氯化钠2g/L, 121℃灭菌15分钟,用苹果酸调PH至7.0-7.2,其中九水硫化钠先配制成0.1g/mL单独灭菌。
其中,所述的桃红荚硫菌种子液体培养基为:氯化铵1g/L,磷酸二氢钾0.8g/L,二水氯化钙0.1g/L,氯化镁0.2g/L,苹果酸钠6 g/L, 果糖2g/L,硫代硫酸钠0.5g/L,氯化钠2g/L,121℃灭菌15分钟,用苹果酸调PH至7.0-7.2。
其中,所述的深红红螺菌种子液体培养基为: 氯化铵1.0g/L,磷酸二氢钾0.8g/L,二水氯化钙0.05g/L,氯化镁0.3g/L,苹果酸钠6 g/L,果糖2g/L,氯化钠1g/L,酵母膏0.5g/L,121℃灭菌15分钟,用灭菌苹果酸调PH至7.0-7.2。
其中,所述的深红红螺菌平板固体培养基为种子液体培养基加入20 g/L的琼脂形成的。
其中,所述的发酵培养基:氯化铵1.2g/L,磷酸二氢钾0.8g/L,二水氯化钙0.1g/L,氯化镁0.3g/L,苹果酸钠4g/L,果糖8g/L,酵母膏0.5g/L , 氯化钠1g/L,121℃灭菌15分钟,用苹果酸调PH至6.8-7.0。
步骤、枯草芽孢杆菌菌粉的制备
取出菌种保藏管,用营养肉汁固体培养基划平板进行复苏,37℃培养48小时。在平板下挑取单个菌落接种50毫升营养肉汁培养基中,在培养箱中37℃震荡培养24小时。种子采用5%的接种量,接种至5L大三角瓶中,装液量为2L,营养肉汁培养基,37℃震荡培养20-28小时,检测其菌液浓度,活菌含量超过20亿cfu/ml,即可作为枯草芽孢杆菌液体菌种接种至装有600L发酵培养基的1000L发酵罐中,接种量为5%,开搅拌120r/min,前10小时通气量为300L/min,10小时后通气量为480L/min ,37℃培养16-24小时,待芽孢含量不低于250亿cfu/ml,即可结束发酵,板框过滤除水,剩下菌体加轻质碳酸钙,调节菌体浓为200亿cfu/g,干燥后即得到枯草芽孢杆菌菌粉。
其中,所述营养肉汁培养基:蛋白胨5g,牛肉膏3g,氯化钠5g,水1000mL,pH7.2,固体培养基中加入琼脂2%。
其中,所述芽孢杆菌液体发酵培养基:葡萄糖8g/L,玉米粉20 g/L, 鱼粉10 g/L,硫酸镁0.2 g/L,硫酸锰0.1 g/L,磷酸二氢钾0.5 g/L,磷酸氢二钠2.0 g/L,pH7.0。各培养基灭菌的条件为:0.10-0.15MPa,121℃灭菌30分钟。
步骤、复合曲霉菌粉的制备
采用米根霉菌与米曲霉按以下步骤进行培养:
A、米根霉菌种子液的制备:取出米根霉菌菌种保藏管,用PDA固体培养基划平板进行复苏,30℃培养4天。在平板下挑取单个菌落划线接种装有150毫升PDA固体培养基的茄子瓶中,在培养箱中30℃培养4-6天,待菌苔长满茄子瓶,产生大量孢子即可用500毫升的无菌生理盐水洗脱,调节孢子浓度为0.4亿cfu/ml,即为米根霉菌种子液;
B、米曲霉种子液的制备:取出米曲霉菌种保藏管,用PDA固体培养基划平板进行复苏,30℃培养5天。在平板下挑取单个菌落划线接种装有150毫升PDA固体培养基的茄子瓶中,在培养箱中30℃培养5-7天,待菌苔长满茄子瓶,产生大量孢子即可用500毫升的无菌生理盐水洗脱,调节孢子浓度为1亿cfu/ml,即为米曲霉种子液;
C、混合发酵:将上述制备的米根霉菌种子液与米曲霉种子液以1:1的比例混合均匀后,以1%的接种量接种至灭菌的曲霉固体发酵培养基上,菌种与固体培养基混合均匀后,将接好种的固体发酵培养基摊在发酵槽上,物料高度为10-20cm,控温28-32℃,湿度保持为60%-75%,发酵4-6天,检测其总孢子含量不低于10亿/g,根霉菌孢子含量不低于4亿/g,即可低温风干,即得到复合曲霉菌粉。
其中,所述的PDA固体培养基:土豆200g,蔗糖20g,水1000mL,琼脂20g。
其中,所述的固体发酵培养基:麸皮75%,棉粕5%,玉米芯8%,玉米粉1%,石粉1%,粗玉米皮10%,尿素0.4%,磷酸氢二钾0.4%,硫酸镁0.05%,料水比1:0.8。各培养基灭菌的条件为:0.10-0.15MPa,121℃灭菌30分钟。
步骤、复合酵母菌粉的制备
采用酿酒酵母与季也蒙假丝酵母菌按以下步骤进行培养:
A、酿酒酵母种子液的制备:取出酿酒酵母菌种保藏管,用PDA固体培养基划平板进行复苏,30℃培养48小时。在平板下挑取单个菌落接种150毫升PDA培养基中,在培养箱中30℃震荡培养24小时。种子采用5%的接种量,接种至2L PDA液体培养基中,30℃震荡培养20-28小时,检测其菌液浓度,活菌含量超过10亿cfu/ml,即可作为酿酒酵母菌种子液体;
B、季也蒙假丝酵母菌种子液的制备:取出季也蒙假丝酵母菌菌种保藏管,用季也蒙假丝酵母固体培养基划平板进行复苏,30℃培养48小时。在平板下挑取单个菌落接种150毫升季也蒙假丝酵母培养基中,在培养箱中30℃震荡培养24小时。种子采用5%的接种量,接种至3L的季也蒙假丝酵母培养基,30℃震荡培养20-28小时,检测其菌液浓度,活菌含量超过6亿cfu/ml,即可作为季也蒙假丝酵母菌种子液;
C、混合发酵培养:将上述制备的酿酒酵母菌种子液体与季也蒙假丝酵母菌种子液按2:3的比例混合均匀后作为混合酵母种子,以5%的接种量接种至700L的酵母菌发酵培养基中,开搅拌120r/min,通气量350L/min,30℃培养20-28小时,待酵母菌总含量不低于40亿cfu/ml,季也蒙假丝酵母菌含量不低于15亿cfu/ml,即可结束发酵,板框过滤除水,剩下菌体加轻质碳酸钙,调节菌浓为40亿cfu/g,干燥即得到复合酵母菌粉。
其中,所述的PDA培养基:土豆200g,蔗糖20g,水1000mL,固体培养基中加入琼脂2%。
其中,所述的季也蒙假丝酵母培养基:蔗糖 10g,酵母膏0.4g,磷酸氢二钾0.5g,碳酸钙1g,七水硫酸镁0.2g,氯化铁0.005g,水1000mlpH 7.0-7.2,固体培养基中加琼脂20g。
其中,所述的酵母菌发酵培养基:糖蜜100 g/L,玉米粉10g/L,豆粕10g/L,酵母膏0.3 g/L,蛋白胨0.5 g/L,硫酸铵0.5 g/L,硫酸镁0.1 g/L。各培养基灭菌的条件为:0.10-0.15MPa,121℃灭菌30分钟。
步骤、混合粉碎
按复合光合细菌菌粉 30份,枯草芽孢杆菌菌粉10份,复合曲霉菌粉30份,复合酵母菌粉30份的重量比,混合均匀,粉碎过100目筛,即得到复合微生物除臭剂。