CN107964518B - 一种复合微生物菌剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种复合微生物菌剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明专利公开了一种复合微生物菌剂，包括如下重量份的原料组分：嗜氮根瘤菌ATCC 35116培养物、长柄木霉菌AS3.1029培养物和枝顶孢霉菌ATCC 48379培养物.该复合微生物菌剂通过嗜氮根瘤菌ATCC 35116、长柄木霉菌AS3.1029和枝顶孢霉菌ATCC 48379培养物的混合培养制成的培养液，对污水中矿物肥料、各种有机物、胶体和高分子物质如糖类和有机酸等有优异的处理效果，从而有效地净化处理生活污水。

Description

一种复合微生物菌剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种微生物菌剂及其制备方法和应用，尤其涉及一种用于重金属废水处理的复合微生物菌剂及其制备方法和应用。
背景技术
目前城市生活污水排放已是我国城市水的主要污染源，城市生活污水处理是当前和今后城市节水和城市水环境保护工作的重中之重。生活污水就是日常生活产生的污水,是指各种形式的无机物和有机物的复杂混合物，包括：漂浮和悬浮的大小固体颗粒、胶状和凝胶状扩散物以及纯溶液。
现有技术中，使用复合微生物菌剂治理生活污水时，往往多使用菌剂以及生物酶对杂质的分解或吸附作用进行污水处理，但是在此过程中，对污水中矿物肥料、各种有机物、胶体和高分子物质如糖类、纤维素、脂肪、蛋白质、油类、肥皂及洗涤剂的处理效果很难达到理想要求，且菌体易流失，从而造成资源浪费。
发明内容
发明目的：本发明的第一目的是提供一种复合微生物菌剂。
本发明的第二目的是提供该复合微生物菌剂的制备方法。
本发明的第三目的是提供该复合微生物菌剂的应用。
技术方案：为了实现上述发明目的，本发明提供了一种复合微生物菌剂，包括如下原料组分：嗜氮根瘤菌ATCC 35116培养物、长柄木霉菌AS3.1029培养物和枝顶孢霉菌ATCC48379培养物。
其中，复合微生物菌剂中包含各组分的重量份为：嗜氮根瘤菌ATCC 35116培养物5～10份、长柄木霉菌AS3.1029培养物5～10份、枝顶孢霉菌ATCC 48379培养物10～15份。
进一步地，复合微生物菌剂还包括如下重量份的原料组分：双歧杆菌培养物0～15份、嗜酸乳杆菌培养物0～15份和填料。
其中，双歧杆菌为齿双歧杆菌ATCC 15423、长双歧杆菌ATCC 55813或角双歧杆菌ATCC 27669；进一步地，嗜酸乳杆菌为嗜酸乳杆菌ATCC 43121、嗜酸乳杆菌ATCC 4356或嗜酸乳杆菌JCM 1028。
优选地，填料包括如下重量份的原料组分：纳米二氧化硅15～20份和活性炭30～40份；进一步地，填料还包括草木灰5～15份。
本发明内容还包括一种复合微生物菌剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)第一次扩大培养：将所述原料组分中各菌种分别接种至第一扩大培养基，培养湿度为25～35％，35～38℃扩大培养3～4天，分别得到嗜氮根瘤菌ATCC 35116培养物、长柄木霉菌AS3.1029培养物和枝顶孢霉菌ATCC 48379培养物、双歧杆菌培养物和嗜酸乳杆菌培养物；
(2)第二次扩大培养：将第一次扩大培养中得到的各菌种培养物按原料组分重量份均匀混合，制备混合菌培养物悬浮液；在水中加入红糖，制得发酵培养液，将混合菌培养物悬浮液加入发酵培养液中，在38～42℃培养12～18小时，得到第二次扩大培养物；
(3)发酵培养：在第二次扩大培养物中持续充入氧气8～12个小时，于40～48℃温度下进行保温发酵1～3小时，再经过滤、干燥、粉碎，加入填料，制成复合微生物菌剂；
优选地，步骤(1)中，所述第一扩大培养基为马铃薯葡萄糖琼脂斜面培养基，包括如下重量份的原料组分：马铃薯200～300g/L、葡萄糖10～30g/L、琼脂15～20g/L和氯霉素5～8g/L。
步骤(2)中，所述发酵培养液中，水与红糖的质量比为1:10～30；进一步地，制备混合菌培养物悬浮液的步骤为：用5.0ml吸管吸取3.0ml～5.0ml稀释液加入各菌种培养物的培养基内，反复吹吸，洗下菌苔；随后，用5.0ml吸管将洗液移至另一无菌试管中，用电动混合器混合若干秒或在手掌上振敲若干次，以使各菌种培养物悬浮均匀制得混合菌培养物悬浮液。
步骤(3)中，所述保温发酵温度为38～48℃，发酵时间为2～4小时，干燥温度为75～80℃。
本发明内容还包括一种复合微生物菌剂在生活污水处理中的应用。
上述应用的方式为在待处理的污水中加入所述复合微生物菌剂，剂量为3×102～5×102CFU/cm2的微生物菌剂，曝气或搅拌24～48小时，静置20～25min，过滤出水。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优点：在不产生或抑制菌丝体产生的同时，对污水中矿物肥料、各种有机物、胶体和高分子物质如糖类和有机酸等有优异的处理效果，从而有效地净化处理生活污水。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案作详细的说明，如无特殊说明，下列原料均可从市售获得。
实施例1
原料组分：嗜氮根瘤菌ATCC 35116培养物10份、长柄木霉菌AS3.1029培养物10份、枝顶孢霉菌ATCC 48379培养物15份、纳米二氧化硅20份、活性炭40份和草木灰5份。
制备及应用：(1)第一次扩大培养：将所述原料组分中各菌种分别接种至第一扩大培养基，第一扩大培养基原料组分为：马铃薯200g/L、葡萄糖10g/L、琼脂15g/L和氯霉素5g/L。培养湿度为25份，35℃扩大培养3天，分别得到原料组分中各菌种培养物；
(2)第二次扩大培养：将第一次扩大培养中得到的各菌种培养物按原料组分重量份均匀混合，制备混合菌培养物悬浮液；在水中加入红糖，水与红糖的质量比为1:10，制得发酵培养液；将混合菌培养物悬浮液加入发酵培养液中，在38℃培养12小时，得到第二次扩大培养物；
(3)发酵培养：在第二次扩大培养物中持续充入氧气8个小时，于38℃温度下进行保温发酵2小时，再经过滤、干燥，干燥温度为75℃；粉碎，加入填料，其中，纳米二氧化硅20份、活性炭40份和草木灰5份，制成复合微生物菌剂；
(4)在待处理的污水中加入所述复合微生物菌剂，剂量为3×102CFU/cm2的微生物菌剂，曝气或搅拌24小时，静置20min，过滤出水。
实施例2
原料组分：嗜氮根瘤菌ATCC 35116培养物5份、长柄木霉菌AS3.1029培养物5份、枝顶孢霉菌ATCC培养物48379 10份、齿双歧杆菌ATCC 15423培养物15份、嗜酸乳杆菌ATCC43121培养物15份、纳米二氧化硅20份、活性炭30份。
制备及应用：(1)第一次扩大培养：将所述原料组分中各菌种接种至第一扩大培养基，第一扩大培养基原料组分为：马铃薯300g/L、葡萄糖30g/L、琼脂20g/L和氯霉素8g/L。培养湿度为35％，38℃扩大培养4天，得到原料组分中各菌种培养物；
(2)第二次扩大培养：将第一次扩大培养中得到的各菌种培养物按原料组分重量份均匀混合，制备混合菌培养物悬浮液；在水中加入红糖，水与红糖的质量比为1:30，制得发酵培养液；将混合菌培养物悬浮液加入发酵培养液中，在42℃培养18小时，得到第二次扩大培养物；
(3)发酵培养：在第二次扩大培养物中持续充入氧气12个小时，于45℃温度下进行保温发酵3.5小时，再经过滤、干燥，干燥温度为80℃。粉碎，加入填料，其中，纳米二氧化硅20份、活性炭30份，制成复合微生物菌剂；
(4)在待处理的污水中加入所述复合微生物菌剂，剂量为5×102CFU/cm2的微生物菌剂，曝气或搅拌48小时，静置25min，过滤出水。
实施例3
原料组分：嗜氮根瘤菌ATCC 35116培养物7份、长柄木霉菌AS3.1029培养物8份、枝顶孢霉菌ATCC 48379培养物12份。齿双歧杆菌ATCC 15423培养物10份、嗜酸乳杆菌ATCC43121培养物8份、纳米二氧化硅15份、活性炭35份和草木灰7份。
制备及应用：(1)第一次扩大培养：将所述原料组分中各菌种接种至第一扩大培养基，第一扩大培养基原料组分为：马铃薯250g/L、葡萄糖20g/L、琼脂18g/L和氯霉素6g/L。培养湿度为30％，37℃扩大培养4天，得到原料组分中各菌种培养物；
(2)第二次扩大培养：将第一次扩大培养中得到的各菌种培养物按原料组分重量份均匀混合，制备混合菌培养物悬浮液；在水中加入红糖，水与红糖的质量比为1:20，制得发酵培养液；将混合菌培养物悬浮液加入发酵培养液中，在40℃培养15小时，得到第二次扩大培养物；
(3)发酵培养：在第二次扩大培养物中持续充入氧气10个小时，于48℃温度下进行保温发酵4小时，再经过滤、干燥，干燥温度为78℃；粉碎，加入填料，其中，纳米二氧化硅15份、活性炭35份和草木灰7份。制成复合微生物菌剂；
(4)在待处理的污水中加入所述复合微生物菌剂，剂量为5×102CFU/cm2的微生物菌剂，曝气或搅拌36小时，静置22min，过滤出水。
实施例4
原料组分：嗜氮根瘤菌ATCC 35116培养物7份、长柄木霉菌AS3.1029培养物8份、枝顶孢霉菌ATCC 48379培养物12份。长双歧杆菌ATCC 55813培养物10份、嗜酸乳杆菌ATCC4356培养物8份、纳米二氧化硅15份、活性炭35份和草木灰7份。
制备及应用：(1)第一次扩大培养：将所述原料组分中各菌种接种至第一扩大培养基，第一扩大培养基原料组分为：马铃薯250g/L、葡萄糖20g/L、琼脂18g/L和氯霉素6g/L。培养湿度为30％，37℃扩大培养4天，得到原料组分中各菌种培养物；
(2)第二次扩大培养：将第一次扩大培养中得到的各菌种培养物按原料组分重量份均匀混合，制备混合菌培养物悬浮液；在水中加入红糖，水与红糖的质量比为1:20，制得发酵培养液，将混合菌培养物悬浮液加入发酵培养液中，在40℃培养15小时，得到第二次扩大培养物；
(3)发酵培养：在第二次扩大培养物中持续充入氧气10个小时，于45℃温度下进行保温发酵2.5小时，再经过滤、干燥，干燥温度为78℃。粉碎，加入填料，其中，纳米二氧化硅15份、活性炭35份和草木灰7份。制成复合微生物菌剂；
(4)在待处理的污水中加入所述复合微生物菌剂，剂量为5×102CFU/cm2的微生物菌剂，曝气或搅拌36小时，静置22min，过滤出水。
实施例5
原料组分：嗜氮根瘤菌ATCC 35116培养物7份、长柄木霉菌AS3.1029培养物8份、枝顶孢霉菌ATCC 48379培养物12份、角双歧杆菌ATCC 27669培养物10份、嗜酸乳杆菌JCM1028培养物8份、纳米二氧化硅15份、活性炭35份和草木灰7份。
制备及应用：(1)第一次扩大培养：将所述原料组分中各菌种接种至第一扩大培养基，第一扩大培养基原料组分为：马铃薯300g/L、葡萄糖30g/L、琼脂20g/L和氯霉素8g/L。培养湿度为35％，38℃扩大培养4天，得到原料组分中各菌种培养物；
(2)第二次扩大培养：将第一次扩大培养中得到的各菌种培养物按原料组分重量份均匀混合，制备混合菌培养物悬浮液；在水中加入红糖，水与红糖的质量比为1:30，制得发酵培养液，将混合菌培养物悬浮液加入发酵培养液中，在42℃培养18小时，得到第二次扩大培养物；
(3)发酵培养：在第二次扩大培养物中持续充入氧气12个小时，于40℃温度下进行保温发酵4小时，再经过滤、干燥，干燥温度为80℃。粉碎，加入填料，其中，纳米二氧化硅15份、活性炭35份和草木灰7份。制成复合微生物菌剂；
(4)在待处理的污水中加入所述复合微生物菌剂，剂量为5×102CFU/cm2的微生物菌剂，曝气或搅拌48小时，静置25min，过滤出水。
实施例6
原料组分：嗜氮根瘤菌ATCC 35116培养物5份、长柄木霉菌AS3.1029培养物5份、枝顶孢霉菌ATCC 48379培养物10份、嗜酸乳杆菌ATCC 43121培养物15份、纳米二氧化硅20份、活性炭30份和草木灰15份。
制备及应用：(1)第一次扩大培养：将所述原料组分中各菌种接种至第一扩大培养基，第一扩大培养基原料组分为：马铃薯300g/L、葡萄糖30g/L、琼脂20g/L和氯霉素8g/L。培养湿度为35％，38℃扩大培养4天，得到原料组分中各菌种培养物；
(2)第二次扩大培养：将第一次扩大培养中得到的各菌种培养物按原料组分重量份均匀混合，制备混合菌培养物悬浮液；在水中加入红糖，水与红糖的质量比为1:30，制得发酵培养液，将混合菌培养物悬浮液加入发酵培养液中，在42℃培养18小时，得到第二次扩大培养物；
(3)发酵培养：在第二次扩大培养物中持续充入氧气12个小时，于38℃温度下进行保温发酵4小时，再经过滤、干燥，干燥温度为80℃。粉碎，加入填料，其中，纳米二氧化硅20份、活性炭30份和草木灰15份。制成复合微生物菌剂；
(4)在待处理的污水中加入所述复合微生物菌剂，剂量为5×102CFU/cm2的微生物菌剂，曝气或搅拌48小时，静置25min，过滤出水。
实施例7
原料组分：嗜氮根瘤菌ATCC 35116培养物5份、长柄木霉菌AS3.1029培养物5份、枝顶孢霉菌ATCC 48379培养物10份、齿双歧杆菌ATCC 15423培养物15份、纳米二氧化硅20份、活性炭30份和草木灰15份。
制备及应用：(1)第一次扩大培养：将所述原料组分中各菌种接种至第一扩大培养基，第一扩大培养基原料组分为：马铃薯300g/L、葡萄糖30g/L、琼脂20g/L和氯霉素8g/L。培养湿度为35％，38℃扩大培养4天，得到原料组分中各菌种培养物；
(2)第二次扩大培养：将第一次扩大培养中得到的各菌种培养物按原料组分重量份均匀混合，制备混合菌培养物悬浮液；在水中加入红糖，水与红糖的质量比为1:30，制得发酵培养液，将混合菌培养物悬浮液加入发酵培养液中，在42℃培养18小时，得到第二次扩大培养物；
(3)发酵培养：在第二次扩大培养物中持续充入氧气12个小时，于45℃温度下进行保温发酵2小时，再经过滤、干燥，干燥温度为80℃。粉碎，加入填料，其中，纳米二氧化硅20份、活性炭30份和草木灰15份。制成复合微生物菌剂；
(5)在待处理的污水中加入所述复合微生物菌剂，剂量为5×102CFU/cm2的微生物菌剂，曝气或搅拌48小时，静置25min，过滤出水。
使用上述实施例1～7中的复合微生物菌剂对生活污水进行处理，进、出水时污染物含量结果如表1：
表1复合微生物菌剂对生活污水中污染物含量的影响
Figure BDA0001522720090000071
使用上述实施例1～7中的复合微生物菌剂对生活污水进行处理，进、出水时杂质百分比结果如表2：
表2复合微生物菌剂对生活污水中污染物含量影响的百分比
Figure BDA0001522720090000072
Figure BDA0001522720090000081
由表1、2可知，本发明提供的复合微生物菌剂中，嗜氮根瘤菌ATCC 35116、长柄木霉菌AS3.1029、枝顶孢霉菌ATCC 48379的组成的复合菌(实施例1)对污水仍有良好的处理作用，并且尤其对污水中的糖类组分达到92.8％的去除作用；进一步地，嗜氮根瘤菌ATCC35116、长柄木霉菌AS3.1029、枝顶孢霉菌ATCC 48379以及双歧杆菌和乳酸菌构成了一个高效处理生活污水的复合微生物系统，以优选比例的实施例3为例，CODcr的去除率达到97.2％，BOD5的去除率达到96.89％，糖类的去除率达到92.9％，固体悬浮物的去除率达到92.81％，对磷的去除率达到87.20％，对氮的去除率达到91.64％；且有效调节pH值从酸性至中性。

Claims (7)

1.一种复合微生物菌剂，其特征在于：所述复合微生物菌剂由以下重量份的各组分组成：嗜氮根瘤菌ATCC 35116培养物 5~10份、长柄木霉菌AS3.1029 培养物5~10份、枝顶孢霉菌ATCC 48379培养物 10~15份，双歧杆菌培养物0~15份、嗜酸乳杆菌培养物0~15份和填料。
2.权利要求1所述复合微生物菌剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）第一次扩大培养：将所述原料组分中各菌种分别接种至第一扩大培养基，培养湿度为25~35%，35~38℃扩大培养3~4天，分别得到嗜氮根瘤菌ATCC 35116培养物、长柄木霉菌AS3.1029培养物和枝顶孢霉菌ATCC 48379培养物、双歧杆菌培养物和嗜酸乳杆菌培养物；
（2）第二次扩大培养：将第一次扩大培养中得到的各菌种培养物按原料组分重量份均匀混合，制备混合菌培养物悬浮液；在水中加入红糖，制得发酵培养液，将混合菌培养物悬浮液加入发酵培养液中，在38~42℃培养12~18小时，得到第二次扩大培养物；
（3）发酵培养：在第二次扩大培养物中持续充入氧气8~12个小时，于40～48℃温度下进行保温发酵1～3小时，再经过滤、干燥、粉碎，加入填料，制成复合微生物菌剂。
3.根据权利要求2所述复合微生物菌剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述第一扩大培养基为马铃薯葡萄糖琼脂斜面培养基，包括如下组分浓度的组分：马铃薯200~300g/L、葡萄糖 10~30 g/L、琼脂 15~20 g/L和氯霉素5~8 g/L。
4.根据权利要求2所述复合微生物菌剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述发酵培养液中，水与红糖的质量比为1:10~30。
5.根据权利要求2所述复合微生物菌剂的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，干燥温度为75~80℃。
6.权利要求1所述的复合微生物菌剂在生活污水处理中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：在待处理的污水中加入所述复合微生物菌剂，剂量为3×102～5×102 CFU/cm2的微生物菌剂，曝气或搅拌24~48小时，静置20～25min，过滤出水。
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