CN108486003A - 一种快速除臭固氮型处理人畜粪便的微生物发酵菌 - Google Patents

一种快速除臭固氮型处理人畜粪便的微生物发酵菌 Download PDF

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沈峥
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    • C12N1/16—Yeasts; Culture media therefor

Abstract

本发明是一种快速除臭固氮型处理人畜粪便的微生物发酵菌，由地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌、酿酒酵母、褐球固氮菌和灰色链霉菌组成。该菌剂具有抑制腐败病菌生长繁殖的能力，能够从源头上起到对臭味物质的除臭作用，减少病菌对人体的危害。菌剂有效活菌数量高，处理相同量的物料可以减少菌剂的投加量，从而大大的减小粪便处理成本，可广泛适用于固定式或移动式厕所。将该菌剂接种于厕所储粪箱后可达到快速除臭、高效降解人畜粪便的效果，短时间内即可将粪污降解成为液体，将粪污最大程度无害化和减量化，符合可持续发展的政策。

Description

一种快速除臭固氮型处理人畜粪便的微生物发酵菌
技术领域
本发明属于生态环保领域，涉及一种快速除臭固氮型处理人畜粪便的微生物发酵菌。
背景技术
由于粪便中含有大量有机质，腐烂分解后会产生硫醇、硫醚、氨、硫化氢等有恶臭的有毒有害气体，而且，一定时间内其臭味随时间成倍增加，严重污染空气，对厕所的卫生环境造成污染，降低使用感受，因此在粪便处理过程中，急需能够快速有效消除臭气的处理工艺。微生物除臭技术是20世纪50年代发展起来的新兴除臭技术，是利用微生物的生理代谢活动降解恶臭物质，将其氧化成无臭、无害的最终产物，达到除臭的目的。利用微生物除臭剂具有成本低廉、无二次污染等特点，已成为治理恶臭的一个重要研究方向。
在粪便处理工艺中，氮素流失也是普遍存在的问题之一。以堆肥过程为例，氮素是畜禽粪便堆肥过程中转化最为复杂的物质,是一系列物理、化学变化及微生物活动的最直接体现。随着堆肥进程的不断推进，堆体内温度持续升高及微生物的分解作用使得有机氮转化为铵态氮，其中少部分在硝化细菌的作用下转化为稳定的硝态氮形式得以保存，而绝大部分铵态氮在碱性条件下转化为NH3扩散至大气中造成N素的大量损失。有研究表明，畜禽粪便在堆肥过程中氮素损失量最高可达74%，在对环境造成污染的同时，也使肥料的肥效大幅度降低。目前，如何减少堆肥过程中N素的损失已成为当今畜禽粪便资源化利用的研究热点。
随着科技的发展，目前国内外均有许多专注于人畜粪便的资源化处理方法和应用于其中的人工培养微生物，但是这些微生物菌种多存在或过于单一、或过于复杂、成本高等问题，致使处理效果不理想从而无法推广使用，研究一种低成本、适应面广的微生物制剂非常必要。
发明内容
本发明主要是针对现有技术的不足，结合目前粪便处理工艺的需求，同时解决厕所恶臭和粪便氮素流失问题，提供一种快速消除臭味、降低氮素损失、处理效果高效、不产生二次污染、能广泛适用于固定式或移动式厕所的处理方式。
本发明提出的一种快速除臭固氮型处理人畜粪便的微生物发酵菌，由地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌、酿酒酵母、褐球固氮菌和灰色链霉菌组成，其中：地衣芽孢杆菌：巨大芽孢杆菌：嗜酸乳杆菌：酿酒酵母：褐球固氮菌：灰色链霉菌的菌数比例为5：3：3：4：2：2，具体比例也可根据除臭、固氮功能需求的不同稍加调整。
本发明中，每克所述微生物发酵菌中总的有效活菌含量在4×108~3×109CFU，且每种单微生物发酵菌的活菌数量不小于4×107CFU。
本发明提出的一种快速除臭固氮型处理人畜粪便的微生物发酵菌的培养方法，具体步骤为：首先将地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌、酿酒酵母、褐球固氮菌和灰色链霉菌分别依次作一级斜面培养、一级摇瓶培养和二级摇瓶培养，然后将菌体在室温35℃下移植于固体培养基中培养，即得到所需的微生物发酵菌。
本发明提出的快速除臭固氮型处理人畜粪便的微生物发酵菌的使用方法，具体步骤如下：预先培养好的微生物发酵菌与生物填料充分混合，用于固定式或移动式厕所作为粪便的处理剂使用。
本发明中，所述生物填料为土壤、珍珠岩棉或锯末等中任一种。生物填料一方面为微生物生长提供固体载体，另一方面由于其表面积和孔隙率大的特点，也能快速吸附臭气，防止臭气逸出，加强除臭效果。
进一步的，本发明的微生物菌剂的使用方法为：直接将所述微生物复合菌剂接种于厕所储粪箱中，或接种于其他需要处理的粪便中。
本发明所用的菌种来自于发明人从中国科学院生物保藏中心购进并经过各级监测部门鉴定的各种无毒菌株，定期转种复壮及鉴定。
与现有技术相比，本发明的微生物菌剂的有益效果为：
(1)本发明的微生物复合菌剂可以直接接种于厕所储粪箱或需要处理的粪便堆中就能长期有效去除氨气等散发的异味，也可高效降解粪便、杀灭病菌；
(2)本发明的微生物复合菌剂对恶臭气体NH3和H2S具有明显的去除吸收作用，能够阻隔恶臭味的散发，降低NH3和H2S的浓度；
(3)本发明的微生物复合菌剂可根据需要选择合适的微生物比例和生物载体，适用面更广；
(4)本发明的微生物复合菌剂制备方法简单，工艺流程短、成本低廉，使用方便。
本发明的优点是：各微生物菌之间具有良好的协同作用，处理效率高，对腐败细菌起到抑制作用，从而起到除臭的作用。具体的，地衣芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌分解粪便及生活垃圾中的蛋白，产生蛋白酶，为其他微生物菌提供增殖所需的营养物质，同时灭杀有害病菌；酿酒酵母和嗜酸乳杆菌分别代谢产生乙醇和乳酸，进一步加强腐败细菌的抑制作用，褐球固氮菌能够去除粪便及臭味物质由于厌氧发酵产生的氨气。灰链霉菌能够减少粪便中微生物等发酵减少短链挥发性脂肪酸等恶臭气体，从而起到除臭的作用。本菌剂微生物可利用粪便中的多种有机物进行发酵和呼吸兼有的代谢，生长温度兼顾了低中高温度阶段，实现了粪便中水分和臭味的快速脱除，同时废弃物可作为优质有机肥使用，方法简单、实现了资源的循环利用。
本发明的生物载体可选用成本低、材料易得的天然材料如土壤、泥炭土、沸石、珍珠岩、锯末等，同时也可采用吸附性强、保水性强的特殊新型材料，如多孔金属氧化物、泥炭纤维与塑料特殊合成材料、PVA颗粒等。具体采用的生物载体可根据实际需求和产品性价比高低进行调整。
具体实施方式
实施例1
快速脱臭固氮的高效复合微生物菌剂由地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌、酿酒酵母、褐球固氮菌、灰色链霉菌组成，各种微生物之间的比例为为地衣芽孢杆菌：巨大芽孢杆菌：嗜酸乳杆菌：酿酒酵母：褐球固氮菌：灰色链霉菌=5：3：3：4：2：2。
该菌种采用以下方法培养：将菌剂依次作一级斜面培养、一级摇瓶培养、二级摇瓶培养，然后将菌体在室温35℃下移植于固体培养基中培养96小时。
使用时，将培养好的高效复合微生物菌群于35℃的温度下在专用容器中与生物填料接种定植，将填料置于生态厕所储粪箱内，用于该厕所的生物处理。
该生态厕所2蹲位，使用人数500人次/天。常温好氧。处理出水五日生化耗氧量(BOD5)18.6mg/L，化学需氧量(CODcr)为40.1mg/L，氨氮、悬浮物、大肠杆菌数均达标、出水浅褐色。厕所内NH3和H2S浓度分别降低了72.3%和51.2%。
实施例2
快速脱臭固氮的高效复合微生物菌剂由地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌、酿酒酵母、褐球固氮菌、灰色链霉菌组成，各种微生物之间的比例为各种微生物之间的比例为为地衣芽孢杆菌：巨大芽孢杆菌：嗜酸乳杆菌：酿酒酵母：褐球固氮菌：灰色链霉菌=5：3：3：4：2：2。
菌剂的培养方法同实施例1。
将鲜猪粪置于发酵槽中，按重量比35%加入锯末混匀，调节水分至45%，获得预处理物料。在35℃下，以重量比5%的接种量向其中加入上述微生物菌剂，进行定时搅拌，发酵7天，含水量降至20%左右，同时减少了22%的氮素损失（与空白组对照)。

Claims (4)

1.一种快速除臭固氮型处理人畜粪便的微生物发酵菌，其特征在于由地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌、酿酒酵母、褐球固氮菌和灰色链霉菌组成，其中：地衣芽孢杆菌：巨大芽孢杆菌：嗜酸乳杆菌：酿酒酵母：褐球固氮菌：灰色链霉菌的菌数比例为5：3：3：4：2：2，具体比例也可根据除臭、固氮功能需求的不同稍加调整。
2.根据权利要求1所述的快速除臭固氮型处理人畜粪便的微生物发酵菌，其特征在于每克所述微生物发酵菌中总的有效活菌含量在4×108~3×109CFU，且每种单微生物发酵菌的活菌数量不小于4×107CFU。
3.一种如权利要求1所述的快速除臭固氮型处理人畜粪便的微生物发酵菌的培养方法，其特征在于具体步骤为：首先将地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌、酿酒酵母、褐球固氮菌和灰色链霉菌分别依次作一级斜面培养、一级摇瓶培养和二级摇瓶培养，然后将菌体在室温35℃下移植于固体培养基中培养，即得到所需的微生物发酵菌。
4.一种如权利要求1所述的快速除臭固氮型处理人畜粪便的微生物发酵菌的使用方法，其特征在于具体步骤如下：预先培养好的微生物发酵菌与生物填料充分混合，用于固定式或移动式厕所作为粪便的处理剂使用。
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