CN106497839A - 一种用于生活垃圾除臭的微生物环保菌剂的制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种用于生活垃圾除臭的微生物环保菌剂的制备及应用，该菌剂主要由地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、产朊假丝酵母、掷孢酵母、产色高温单孢菌和米曲霉组成。该制备方法是将细菌、霉菌、酵母、放线菌以不同的培养方式，经液体培养和固体培养后，按一定比例粉碎混合后既得除臭微生物环保菌剂。将该复合菌剂以一定的比例加入生活垃圾中，能够吸收降解生活垃圾产生的恶臭气体硫化氢和氨气，消除生活垃圾以及垃圾渗滤液的恶臭，抑制腐败细菌的生长发育(其中NH3平均去除率为97.85％，H2S平均去除率为98.12％，臭气浓度平均去除率为90.12％，杂菌平均去除率为75.34％)，促进生活垃圾的腐熟，从根源上解决恶臭气体的产生。

Description

一种用于生活垃圾除臭的微生物环保菌剂的制备方法及应用
技术领域
本发明属于环保领域，涉及一种用于生活垃圾除臭的微生物环保菌剂的制备方法和应用
背景技术
随着社会经济的发展，人们环保意识的增强，对环境质量的要求也越来越高。人口数量的增加和城市化进程的加快，城市生活垃圾的数量日益增加，随之而来的城市中心垃圾收集点和垃圾处理场所引起的环境问题日益凸显，产生的恶臭物质不仅对环境空气质量造成严重影响，危害生态环境，还会使附近居民产生不快和厌恶感，危害人们的身体健康。因此，如果消除有效安全的去除生活垃圾产生的恶臭成为人们所关注的焦点之一。
针对上述问题，目前市场上已有的垃圾除臭剂主要有化学除臭剂、微生物除臭剂和植物除臭剂。化学除臭剂除臭速度快，但成本较高，易造成二次污染；植物除臭剂提取工艺复杂，成本更高。因此两者在规模化的实际应用中都收到了极大的限制，多用于小场地和小空间的应用或应急应用。微生物除臭法是利用微生物自身的新陈代谢作用来降解臭气物质，是近些年来迅速发展的除臭技术，以价格便宜，绿色环保、处理效率高、适用范围广而受到热捧。
现有除臭菌剂效果参差不齐，菌剂种菌株种类单一，针对性不强，对于生活垃圾的除臭并没有一种专一的的高效除臭菌剂，所以，针对上述问题，在生活垃圾除臭方面，急需一种能改善垃圾生态环境、抑制有害微生物生长，消除恶臭气体产生的微生物菌剂。
发明内容
本发明的目的，提供一种针对生活垃圾除臭的微生物菌剂的制备方法以及应用方法。该微生物菌剂不仅能快速去除恶臭气体的产生，还能抑制有害微生物的生长，促进生活垃圾的腐熟。
本发明通过以下技术方案实施：
本发明提供的微生物除臭菌剂，它的活性成分由地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、产朊假丝酵母、掷孢酵母、产色高温单孢菌和米曲霉组成。
本发明首先选取具有除臭效果的多株细菌、霉菌、放线菌以及酵母，然后根据拮抗性实验选取彼此之间无拮抗性的上述7株菌，再将选取的的菌株分别在最适条件下制备成固体单菌剂，然后将单菌剂活菌数1:1:1：1:1:1:1的比例接种到生活垃圾中，培养7天后测定各菌株的活菌数比例，在此基础上，选取上述7中菌株分别作为Plackett-Burman试验的7个因素，每个因素取高、低两个水平，以NH3、H2S去除率以及有效活菌数为响应值，设计12组实验方案并实验，从中选取各菌株的最优配比为，地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、产朊假丝酵母、掷孢酵母、产色高温单孢菌和米曲霉的单菌剂质量比为：1.5:1.5:2:2.5:2.5：5:3。进而在室温30℃、密闭房间中，将最优配比复合菌剂以不同的添加比例添加到生活垃圾中，以不添加任何菌剂和两种市售除臭菌剂(以说明书最佳添加比例进行添加)作为对照组，2d后测定其除臭效果。研究表明，本发明菌剂最优添加量为6％，各项指标均优于对照组，除臭效果明显。
本发明微生物环保菌剂可用于多种场合除臭，但用于生活垃圾除臭效果最优。
本发明的优点在于：第一，除臭效果好，本发明的除臭菌剂是通过各种无害的微生物之间良好的协同作用，抑制生活垃圾场中腐败微生物的生长，促进生活垃圾的发酵分解，对已产生的恶臭气体如NH3、H2S进行吸收降解，消除生活垃圾以及垃圾滤液产生的恶臭，从根本上解决恶臭气体的生产。第二，菌剂制作方法简单，成本低廉。本发明采用固体培养，不仅设备要求较为简单，便于大规模的产业化生产，而且里面由于选取的来源广泛、价格便宜的固体培养基原料，使得生产成本非常低廉，且固体菌剂含水量较低有利于菌剂较长期储存。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例：
1、除臭菌株的选取
查阅相关文献，选取具有除臭效果的多株细菌、放线菌、霉菌以及酵母，然后通过十字交叉实验，将各菌株分别两两接种到培养基上，验证是否存在拮抗性，最后选取不存在拮抗性的7株菌：地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、产朊假丝酵母、掷孢酵母、产色高温单孢菌和米曲霉。
2、单菌剂粉制备
(1)细菌、放线菌、酵母单菌剂的制备
a、取平板上活化好的菌株一环，接种到250ml相应液体培养基中，放入全温摇床柜中，最适温度下(细菌37℃、放线菌45℃、酵母28℃)，120r/min培养12-36h(细菌培养12h,放线菌培养36h、酵母培养24h)至进入对数生长期。
b、麸皮固体载体制备：称取一定量的麸皮，加入60％的无机盐溶液，均匀搅拌后，静置润料30min，称取50g润料完毕的麸皮加入250ml三角瓶中，包扎，121℃灭菌20min。冷却后摇散结块的麸皮以备用。
c、吸取10ml培养至对数期的液体菌剂，加入至麸皮固体载体中，分别最适温度下培养8h,让麸皮载体充分吸收菌体。最后将培养好的菌剂于28℃的烘箱中烘12-24h，然后粉碎，即可得到相应的单菌剂。
所述液体培养基为：
细菌液体培养基：蛋白胨10g，牛肉膏3g，NaCl 5g，去离子水1000ml，pH7.0，115℃灭菌30min。
放线菌液体培养基：可溶性淀粉20g，KNO31.0g，NaCl 0.5g，K2HPO4·3H2O 0.5g，MgSO4·7H2O 0.5g，FeSO4·7H2O 0.01g，蒸馏水1000ml，pH7.0，115℃灭菌30min。
酵母液体培养基为：麦芽糖10g、葡萄糖20g、蛋白胨20g，牛肉膏3g，NaCl 5g，去离子水1000ml，pH7.0，115℃灭菌30min。
无机盐溶液：KNO31.0g/L，NaCl 0.5g/L，K2HPO4·3H2O 0.5g/L，MgSO4·7H2O 0.5g/L，FeSO4·7H2O0.01g/L。
(2)霉菌单菌剂的制备
a、称取一定量的麸皮，加入70％的无机盐溶液，均匀搅拌后，静置润料30min，称取50g润料完毕的麸皮加入250ml三角瓶中，包扎，121℃灭菌20min。冷却后摇散结块的麸皮以备用。
b、挑取活化好的霉菌一环接种于麸皮，28℃培养，待三角瓶内麸皮结成饼后，进行扣瓶，继续培养24h,即可得到菌剂。
c、再次称取麸皮，加入75％的无机盐溶液，均匀搅拌后，静置润料30min，121℃灭菌20min，冷却后打散结块的麸皮，然后将上一步制作的菌剂按10％的接种量加入，混合均匀，再将其均匀的平铺在灭菌的瓷盘中，物料厚1-2cm。用灭菌过得8层纱布覆盖后在45℃恒温恒湿培养箱中培养，每隔12h,在纱布上洒少许的无菌水，总共培养48h。最后将培养好的菌剂于28℃的烘箱中烘12-24h，然后粉碎，即可得到霉菌的单菌剂。
无机盐溶液：KNO31.0g/L，NaCl 0.5g/L，K2HPO4·3H2O 0.5g/L，MgSO4·7H2O 0.5g/L，FeSO4·7H2O0.01g/L。
3、复合菌剂的制备
分别取7株单菌剂按有效活菌数大致为1:1:1:1:1:1:1的比例，按10％的接种量接种到装有20L的高度腐败的生活垃圾中，均匀搅拌后，室温堆放，发酵48h后测定里面各7株菌的在生活垃圾中的而自然比例。在各菌株在生活垃圾中的自然比例的基础上，按照Design Expert 7.0软件设计的12组方案将单菌剂复配成12组复合菌剂。然后将菌剂以10％的接种量，添加进装有等量的高度腐烂并产生恶臭气味的生活垃圾中，搅拌均匀，分别置于密闭空间培养，48h后在垃圾周围的不同采集点采样，测定NH3、H2S去除率以及7种菌株的活菌数。采样点总共选取4个，取平均值。NH3采用次氯酸钠-水杨酸分光光度法，H2S采用聚乙烯醇磷酸铵吸收-亚甲基蓝比色法，有效活菌数采用稀释涂布法。以NH3、H2S去除率为主要评价指标，有有效活菌数为次要评价指标，选取12组中最优方案，最优方案配比为：地衣芽孢杆菌：枯草芽孢杆菌：纳豆芽孢杆菌：产朊假丝酵母：掷孢酵母：产色高温单孢菌：米曲霉＝1.5：1.5：2：2.5：2.5：5:3(单菌剂质量比)，将各固体单菌剂按照上述质量比均匀混合起来便得到了微生物环保菌剂。。
微生物环保菌剂除臭效果对比试验
将2000kg高度腐败的生活垃圾，混合均匀，平均分成8份，分别置于大小一样的8个密闭房间中，分别编号1-8，本发明的复合菌剂以2％、4％、6％、8％、10％的比例分别添加,1-5号生活垃圾中，6号生活垃圾不添加任何菌剂，7-8号添加市售除臭菌剂J1和J2。48h后在垃圾周围的不同采集点采样，测定NH3、H2S去除率、臭气浓度以及杂菌数。采样点总共选取4个，取平均值。NH3采用次氯酸钠-水杨酸分光光度法，H2S采用聚乙烯醇磷酸铵吸收-亚甲基蓝比色法，臭气浓度采用XP-329IIIR香气、臭气浓度检测仪测量，杂菌数采用稀释涂布法。通过表1可以看出，本发明的微生物环保最优添加量为6％，各项指标均优于对照组，除臭效果明显。
表1微生物环保菌剂不同添加量以及不同生物除臭剂除臭效果对比

Claims (5)

1.一种用于生活垃圾除臭的微生物环保菌剂的制备方法和应用，其特征在于，所述微生物环保菌剂为含有一定比例的地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、产朊假丝酵母、掷孢酵母、产色高温单孢菌和米曲霉几种现成菌中的微生物环保菌剂；所述制备方法为：
步骤1，细菌、放线菌、酵母单菌剂的制备：a、取平板上活化好的菌株一环，接种到250ml相应液体培养基中，放入全温摇床柜中，最适温度下，即细菌37℃、放线菌45℃、酵母28℃；120r/min培养12-36h，其中细菌培养12h,放线菌培养36h、酵母培养24h至进入对数生长期；b、麸皮固体载体制备：称取一定量的麸皮，加入60％的无机盐溶液，均匀搅拌后，静置润料30min，称取50g润料完毕的麸皮加入250ml三角瓶中，包扎，121℃灭菌20min；冷却后摇散结块的麸皮以备用；c、吸取10ml培养至对数期的液体菌剂，加入至麸皮固体载体中，分别最适温度下培养8h,让麸皮载体充分吸收菌体；最后将培养好的菌剂于28℃的烘箱中烘12-24h，然后粉碎，即可得到相应的单菌剂；
步骤2，霉菌单菌剂的制备：a、称取一定量的麸皮，加入70％的无机盐溶液，均匀搅拌后，静置润料30min，称取50g润料完毕的麸皮加入250ml三角瓶中，包扎，121℃灭菌20min；冷却后摇散结块的麸皮以备用；b、挑取活化好的霉菌一环接种于麸皮，28℃培养，待三角瓶内麸皮结成饼后，进行扣瓶，继续培养24h,即可得到菌剂；c、再次称取麸皮，加入75％的无机盐溶液，均匀搅拌后，静置润料30min，121℃灭菌20min，冷却后打散结块的麸皮，然后将上一步制作的菌剂按10％的接种量加入，混合均匀，再将其均匀的平铺在灭菌的瓷盘中，物料厚1-2cm；用灭菌过得8层纱布覆盖后在45℃恒温恒湿培养箱中培养，每隔12h,在纱布上洒少许的无菌水，总共培养48h；最后将培养好的菌剂于28℃的烘箱中烘12-24h，然后粉碎，即可得到霉菌的单菌剂；
步骤3，各固体单菌剂按照一定质量比均匀混合起来便得到了用于生活垃圾除臭的微生物环保菌剂；
步骤4，将微生物环保菌剂按照一定比例添加到生活垃圾中，即可到达除臭效果。
2.如权利要求1所述的一种用于生活垃圾除臭的微生物环保菌剂的制备方法和应用，其特征在于，所述固体培养基质量组成为：麸皮：无机盐溶液＝10:6。
3.如权利要求1所述的一种用于生活垃圾除臭的微生物环保菌剂的制备方法和应用，其特征在于，所述无机盐溶液的组成为：KNO3 1.0g/L，NaCl 0.5g/L，K2HPO4·3H2O 0.5g/L，MgSO4·7H2O 0.5g/L，FeSO4·7H2O 0.01g/L。
4.如权利要求1所述的一种用于生活垃圾除臭的微生物环保菌剂的制备方法和应用，其特征在于：地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、产朊假丝酵母、掷孢酵母、产色高温单孢菌和米曲霉单菌剂的质量比为1.5：1.5：2：2.5：2.5：5:3。
5.一种权利要求1-4任一所述制备方法制得的微生物环保菌剂用于生活垃圾除臭，微生物环保菌剂的添加量为生活垃圾重量的6％。
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