CN113069913B

CN113069913B - 一种复合除臭剂及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN113069913B
Application number: CN202110368582.9A
Authority: CN
Inventors: 查坤; 廖银章; 严勃; 刘晓风; 李东; 刘伟; 陈意超
Original assignee: Chengdu Zhongke Lvsheng Environmental Technology Co ltd
Current assignee: Chengdu Zhongke Lvsheng Environmental Technology Co ltd
Priority date: 2021-05-06
Filing date: 2021-05-06
Publication date: 2022-06-24
Anticipated expiration: 2041-05-06
Also published as: CN113069913A

Abstract

本发明属于环境治理领域，具体涉及一种复合除臭剂及其制备方法和应用。具体技术方案包括：一种复合除臭剂，包括微生物除臭剂和化学除臭剂；所述微生物包括乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌和氨氧化细菌。本发明首次提供了一种微生物和化学试剂复合的除臭剂，兼具化学除臭剂除臭快和微生物除臭剂效果持续的优点。微生物除臭剂中，微生物生长中会产生有机酸降低环境pH，从而抑制腐败菌的生长，代谢中也会产生具有除臭功能的发酵产物，化学试剂不会影响微生物的生长，两者相辅相成，共同加速除臭。

Description

一种复合除臭剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于环境治理领域，具体涉及一种复合除臭剂及其制备方法和应用。

背景技术

恶臭气体主要来源于工业生产、市政污水和污泥处理、垃圾的转运和处理过程中的堆肥、填埋等。不同的处理设施及过程产生不同的恶臭气体。垃圾填埋和堆肥过程中会产生氨气、胺、硫化氢等恶臭气体。

目前，处理恶臭气体的方法主要有物理法、化学法和生物法，这些除臭剂各具有优缺点。物理除臭剂主要依赖于吸附，除臭快，但吸附能力随着时间延长会大幅度下降，当达到吸附饱和后即丧失吸附除臭作用。化学除臭剂主要通过中和、氧化或掩盖发挥除臭效果，反应速度快。微生物除臭剂是利用微生物将诸如粪臭素等成分解成其它形式的不臭物质；可持续性除臭，成本低、无毒、不会产生二次污染；但起效作用时间长，难以达到快速的除臭效果。因此，任何一种单一的除臭剂均难以达到理想的效果。

现有技术中有一些将化学除臭剂与生物除臭剂联合的应用，但往往只能对某一些或者某一类臭气具有显著除臭效果，对其他臭气的除臭效果就比较差。如专利CN108246094A(一种复合高效液体生物除臭剂及其制备方法),由化学物质丙酸和苹果酸组成，微生物由酵母菌、芽孢杆菌和乳酸菌组成，该复合除臭剂对氨等碱性臭气除臭效果比较显著，但对酸性臭气去除效果就比较差，且使用范围较小；专利CN109364737A(一种复合除臭剂)由7种无机盐及一种有机酸组成物理化学除臭剂和由7株菌组成生物除臭剂，其生产工艺比较复杂且成本较高。

因此，如果能提供一种综合除臭效果良好，生产工艺简单、成本低的复合除臭剂，将具有重要的现有价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合除臭剂及其制备方法和应用。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种复合除臭剂，包括微生物除臭剂和化学除臭剂；所述微生物包括乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌和氨氧化细菌。

优选的，所述乳酸菌为嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)，和/或，所述芽孢杆菌为凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)，和/或，所述酵母菌为异常汉逊酵母菌(Hansenula anomala)，和/或，所述氨氧化细菌为红球菌(Rhodococcus sp.)CNOx。

优选的，所述在微生物除臭剂中，按重量份数，所述微生物除臭剂包括：25～35份乳酸菌菌剂、15～25份芽孢杆菌菌剂、15～25份酵母菌菌剂、25～35份氨氧化细菌菌剂。

优选的，乳酸菌菌剂的活菌量≥10⁸CFU/g或≥10⁸CFU/mL，和/或，芽孢杆菌菌剂的活菌量≥10⁸CFU/g或≥10⁸CFU/mL，和/或，酵母菌菌剂的活菌量≥10⁷CFU/g或≥10⁷CFU/mL，和/或，氨氧化细菌菌剂的活菌量≥10⁷CFU/g或≥10⁷CFU/mL。

优选的，所述红球菌于2020年12月17日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.21393，和/或，所述红球菌的16S rDNA序列如SEQ IDNO：1所示。

优选的，所述化学除臭剂包括除异味剂、乳化剂和香味剂。

优选的，按重量份数，在整个复合除臭剂中，所述化学除臭剂包括13～18份除异味剂、7～10份乳化剂和5～8份香味剂。

优选的，所述除异味剂为乳酸锌、甲基丙烯酸十二酯中的一种或两者的混合物。

优选的，乳化剂为聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯、聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯中的一种或两者的混合物，和/或，香味剂为橘子香精、香兰素中的一种或两种。

相应的，所述复合除臭剂在去除硫化氢气体和/或甲硫醇气体和/或氨气中的应用。

本发明具有以下有益效果：本发明提供了一种新的微生物和化学试剂复合除臭剂，兼具化学除臭剂除臭快和微生物除臭剂效果持续的优点。微生物除臭剂中，微生物生长中会产生有机酸降低环境pH，从而抑制腐败菌的生长，代谢中也会产生具有除臭功能的发酵产物，化学试剂不会影响微生物的生长，两者相辅相成，共同加速除臭。

附图说明

图1为硝化细菌CNOx在硝化(异养)培养基上的菌落形貌图；

图2为硝化细菌CNOx在异养、自养培养基中分别的生长曲线图；

图3为硝化细菌CNOx的进化树图谱。

具体实施方式

本发明提供了一种复合除臭剂，由微生物除臭剂和化学除臭剂共同组成。其中，按重量份数，包括65～75份微生物除臭剂和25～35份化学除臭剂。

在微生物除臭剂中，按重量份数，所述微生物除臭剂包括：25～35份乳酸菌菌剂、15～25份芽孢杆菌菌剂、15～25份酵母菌菌剂、25～35份氨氧化细菌菌剂。乳酸菌菌剂和芽孢杆菌菌剂的活菌量均≥10⁸CFU/g或≥10⁸CFU/mL，酵母菌菌剂和氨氧化细菌菌剂的活菌量均≥10⁷CFU/g或≥10⁷CFU/mL。

所述乳酸菌为嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)，所述芽孢杆菌为凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)，所述酵母菌为异常汉逊酵母菌(Hansenula anomala)，所述氨氧化细菌为红球菌(Rhodococcus sp.)CNOx。

其中，所述红球菌是一株兼性营养型氨氧化细菌，于2020年12月17日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，分类命名为：Rhodococcus sp.，保藏地址为：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为CGMCC No.21393；其16S rDNA序列如SEQ IDNO：1所示。所述红球菌为硝化细菌，革兰氏阳性菌，兼性营养型，菌落呈乳白色，表面凸起有光泽，边缘呈花瓣状近似圆形。在异养条件下生长迅速，在自养环境中硝化能力较强。另外，试验发现：所述硝化细菌的硝化途径与传统的NH₄ ⁺→NO₂→NO₂ ^-的分步硝化不同；这一硝化细菌具有两条独立的硝化途径，分别是：NH₄ ⁺→NO₂ ^-和NH₄ ⁺→NO₃ ^-，其中，前者为主要代谢途径。根据其代谢特性，可将有臭气的氨氮转化为无臭味的硝氮。

如图1所示，所述硝化细菌CNOx在硝化(异养)固体培养基中，菌落呈乳白色，表面凸起有光泽，边缘呈花瓣状近似圆形，不粘稠易挑取。24h后，35℃下菌落直径约为1～2mm。生长条件为：15～40℃，pH5.5～10.0，2～9％(w/w)NaCl。最佳生长温度为30℃，pH＝7.5～8.0，在硝化(异养)培养基和硝化(自养)培养基中，生长曲线如图2所示。同时，将CNOx进行分子生物学鉴定，发现其与Rhodococcus zopfii相似度最高，但相似度仅有96.3％，＜97％，制作成系统进化树如图3所示。综合判断，本发明提供的硝化细菌CNOx为一个新的种。

所述化学除臭剂包括除异味剂、乳化剂和香味剂。按重量份数，在整个复合除臭剂(包括微生物除臭剂)中，包括13～18份除异味剂、7～10份乳化剂和5～8份香味剂。

所述除异味剂为乳酸锌、甲基丙烯酸十二酯中的一种或两者的混合物；乳化剂为聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯、聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯中的一种或两者的混合物；香味剂为橘子香精、香兰素中的一种或两种。

本发明还提供了所述复合除臭剂的具体制备方法，包括如下步骤：

(1)将乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌和红球菌分别进行液体培养，然后按比例混合成微生物菌剂，获得微生物除臭剂。

(2)在微生物除臭剂中，分别添加化学除臭剂的各组分，混匀后得到复合除臭剂。或将化学除臭剂各组分混匀后，再一起加入微生物除臭剂后，混匀后得到复合除臭剂。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。

实施例：复合除臭剂的制备和效果展示

1、本实施例采用液体培养基分别培养微生物除臭剂中的各微生物，各微生物的培养基组分及培养方法如下：

乳酸杆菌培养基(g/L)：蛋白胨10.0g，牛肉膏8.0g，酵母提取物5.0g，葡萄糖20.0g，乙酸钠5.0g，柠檬酸二胺2.0g，吐温80 1.0ml，K₂HPO₄ 2.0g，MgSO₄·7H₂O 0.2g，MnSO₄·H₂O 0.05g，补水至1000mL，调pH于6.8，115℃灭菌30min。嗜酸乳杆菌菌剂培养方法为：待培养基冷却后接种嗜酸乳杆菌，于30.0℃、150r/min培养36h。嗜酸乳杆菌市购获得。

芽孢杆菌培养基(g/L)：牛肉膏3.0g，酵母膏5.0g.蛋白胨10.0g，NaCl 5.0g,葡萄糖5.0g,补水至1000mL，调pH于7.2,115℃灭菌30min。芽孢杆菌菌剂培养方法为：待培养基冷却后接种凝结芽孢杆菌；于35℃、150r/min培养24h。凝结芽孢杆菌市购获得。

酵母菌培养基(g/L)：酵母膏3.0g，麦芽浸粉2.0g，蛋白胨8.0g，葡萄糖20.0g,补水至1000mL，调pH于6.8，115℃灭菌30min。酵母菌菌剂培养方法为：待培养基冷却后接种异常汉逊酵母菌；于30.0℃、150r/min培养36h。异常汉逊酵母菌市购获得。

氨氧化细菌(红球菌)培养基(g/L)：(NH₄)₂SO₄ 2.00g，葡萄糖9.09g、乙酸钠6.20g、丁二酸钠6.13g、柠檬酸钠7.42g、蔗糖4.32g，维氏盐溶液50mL，微量元素溶液1mL，补水至1000ml，调pH于7.5，115℃灭菌30min。维氏盐溶液：K₂HPO₄ 5.0g，MgSO₄·7H₂O 2.5g，NaCl2.5g，FeSO₄·7H₂O 0.05g，MnSO₄ 0.05g，去离子水1000mL。微量元素溶液：ZnSO₄·7H₂O450mg，H₃BO₃ 100mg，CoCl₂·6H₂O 250mg，KI 100mg，CuSO₄·5H₂O 200mg，NiCl₂·6H₂O200mg，(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O 600mg，去离子水1000mL。红球菌菌剂培养方法为：待培养基冷却后，于30℃、150r/min培养36h。红球菌由申请人自行筛选获得，并已进行微生物保藏。

计量各微生物菌剂中的活菌含量，结果为：乳酸菌为2.5×10⁸CFU/mL～3.7×10⁸CFU/mL、芽孢杆菌为3.5×10⁹CFU/mL～6.5×10⁹CFU/mL、酵母菌为6.0×10⁷CFU/mL～8.3×10⁷CFU/mL、红球菌为3.0×10⁷CFU/mL～4.5×10⁷CFU/mL。

2、按重量份数，称取步骤1制备的嗜酸乳杆菌培养液25份、凝结芽孢杆菌培养液25份、异常汉逊酵母菌培养液15份和红球菌培养液35份，混合后配制成微生物除臭剂一。

称取嗜酸乳杆菌培养液35份、凝结芽孢杆菌培养液15份、异常汉逊酵母菌培养液25份和红球菌培养液25份，混合后配制成微生物除臭剂二。

称取嗜酸乳杆菌30份、凝结芽孢杆菌20份、异常汉逊酵母菌20份和红球菌培养液30份，混合后配制成微生物除臭剂三。

3、制备复合除臭剂，各组配方如表1所示。表1中，各数字均为重量份数。表1中各组的制备方法均为：将除异味剂、乳化剂和香味剂按其百分比分别加到微生物除臭剂中，充分混合并溶解。

表1各组复合除臭剂配方展示

2、分别使用上述各组进行硫化氢、甲硫醇、氨气的除臭实验，并用HF-900气象色谱仪进行检测。处理前硫化氢浓度为55ppm，甲硫醇浓度为45ppm，氨气浓度为401ppm(均为体积分数)结果如表2所示。

表2各组结果对比

需要说明的是：不含红球菌微生物的去除氨效果与含红球菌微生物去除氨气的效果差别不明显。但使用于堆肥和垃圾填埋场除臭时，将含有红球菌的复合除臭剂喷在垃圾表层，可以快速、有效去除空气中的氨气。这是因为：微生物除臭剂中的红球菌附着在堆肥或垃圾填埋物上，可以将氨氧化为硝氮(NH⁴⁺→NO^3-)，从而把有臭气的氨氮转化为无臭味的硝氮。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形、变型、修改、替换，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

序列表

<110> 中国科学院成都生物研究所

<120> 一种复合除臭剂及其制备方法和应用

<160> 1

<170> SIPOSequenceListing 1.0

<210> 1

<211> 1096

<212> DNA

<213> 红球菌(Rhodococcus sp.)

<400> 1

gctggggggg gtctacctgc agtcgaacga tgaagcccag cttgctgggt ggattagtgg 60

cgaacgggtg agtaacacgt gggtgatctg ccctgcactt cgggataagc ccgggaaact 120

gggtctaata ccggatatga cttcctgctg catggcggga agtggaaagt ttttcggtgc 180

aggatgagcc cgcggcctat cagcttgttg gtggggtaat ggcctaccaa ggcgacgacg 240

ggtagccggc ctgagagggc gaccggccac actgggactg agacacggcc cagactccta 300

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tgagggatga cggccttcgg gttgtaaacc tctttcacca gggacgaagc gcaagtgacg 420

gtacctggag aagaagcacc ggccaactac gtgccagcag ccgcggtaat acgtagggtg 480

cgagcgttgt ccggaattac tgggcgtaaa gagctcgtag gcggtttgtc gcgtcgtctg 540

tgaaatcccg cagctcaact gcgggcgtgc aggcgatacg ggcagactag agtactgcag 600

gggagactgg aattcctggt gtagcggtga aatgcgcaga tatcaggagg aacaccggtg 660

gcgaaggcgg gtctctgggc agtaactgac gctgaggagc gaaagcgtgg gtagcgaaca 720

ggattagata ccctggtagt ccacgccgta aacggtgggc gctaggtgtg ggtttccttc 780

cacgggatcc gtgccgtagc caacgcatta agcgccccgc ctggggagta cggccgcaag 840

gctaaaactc aaaggaattg acgggggccc gcacaagcgg cggagcatgt ggattaattc 900

gatgcaacgc gaagaacctt acctgggttt gacatacacc ggatcgcctc agagatgggg 960

tttcccttgt ggtcggtgta caggtggtgc atggctgtcg tcagctcgtg tcgtgagatg 1020

ttgggttaag tcccgcaacg agcgcaaccc ttgtcctggg ttgccacaat tcggttgggg 1080

actcccagga aactgc 1096

Claims

1.一种复合除臭剂，其特征在于：包括微生物除臭剂和化学除臭剂；所述微生物包括乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌和氨氧化细菌；所述氨氧化细菌为红球菌（Rhodococcus sp.）CNOx，所述红球菌于2020年12月17日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.21393。

2.根据权利要求1所述的复合除臭剂，其特征在于：所述乳酸菌为嗜酸乳杆菌（Lactobacillus acidophilus），和/或，所述芽孢杆菌为凝结芽孢杆菌（Bacillus coagulans），和/或，所述酵母菌为异常汉逊酵母菌（Hansenula anomala）。

3.根据权利要求2所述的复合除臭剂，其特征在于：按重量份数，所述微生物除臭剂包括：25～35份乳酸菌菌剂、15～25份芽孢杆菌菌剂、15～25份酵母菌菌剂、25～35份氨氧化细菌菌剂。

4.根据权利要求3所述的复合除臭剂，其特征在于：乳酸菌菌剂的活菌量≥10⁸CFU/g或≥10⁸CFU/mL，和/或，芽孢杆菌菌剂的活菌量≥10⁸CFU/g或≥10⁸CFU/mL，和/或，酵母菌菌剂的活菌量≥10⁷CFU/g或≥10⁷CFU/mL，和/或，氨氧化细菌菌剂的活菌量≥10⁷CFU/g或≥10⁷CFU/mL。

5.根据权利要求1所述的复合除臭剂，其特征在于：所述化学除臭剂包括除异味剂、乳化剂和香味剂。

6.根据权利要求5所述的复合除臭剂，其特征在于：按重量份数，在整个复合除臭剂中，所述化学除臭剂包括13～18份除异味剂、7～10份乳化剂和5～8份香味剂。

7.根据权利要求6所述的复合除臭剂，其特征在于：所述除异味剂为乳酸锌、甲基丙烯酸十二酯中的一种或两者的混合物。

8.根据权利要求6所述的复合除臭剂，其特征在于：乳化剂为聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯、聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯中的一种或两者的混合物，和/或，香味剂为橘子香精、香兰素中的一种或两种。

9.权利要求1～8任意一项所述复合除臭剂在去除硫化氢气体和/或甲硫醇气体和/或氨气中的应用。