CN113549581A - 一种能够快速分解人类粪便的复合微生物制剂及制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种能够快速分解人类粪便的复合微生物制剂，其原料按重量份比包括：纤维素酶5‑10份、埃希氏菌2‑5份、干燥剂5‑8份、发酵粉4‑6份、凝胶剂2‑5份、地衣芽孢杆菌3‑4份、辅助料8‑14份、巨大芽孢杆菌5‑7份、微生物剂30‑40份和液体培养基20‑30份，本发明涉及复合微生物制剂技术领域。该能够快速分解人类粪便的复合微生物制剂及制备方法和应用，通过能够将粪便中的有机物进行微生物无害化处理，避免了粪便造成的环境污染，可对粪便中大量的纤维素进行很好的分解，对这种难以处理的物质具有很好的处效果，进一步提高了粪便的处理质量，且在处理时降低了粪便中的含水率，为微生物的成长提供很好的环境，整个制备流程简单。
Description
技术领域
本发明涉及复合微生物制剂技术领域，具体为一种能够快速分解人类粪便的复合微生物制剂及制备方法和应用。
背景技术
城乡生活中排出的有机废弃物最主要的是人粪便。粪便的成分中3/4为水，1/4为固体；固体中30％为死细菌，10％～20％为脂肪，2％～3％为蛋白质，10％～20％为无机盐，30％为未消化的残存食物及消化液中的固体成分如脱落的上皮细胞。粪便的黄色是由胆红色的衍生物粪胆色素和尿胆色素形成的。气味则由细菌作用的产物所致，主要有吲哚、粪臭素、硫醇和硫氢化物。通常人每天约排粪0.5千克；排尿量约为1500毫升，含有肾脏由血浆中清除的各种物质，正常尿液成分为（克/升）：钠3、钾0.19、镁0.36、氯4.69、碳酸根0.84、磷酸根5、尿素18、肌酸酐1.96。这些表明粪便有相当的腐蚀性，尤其在酵解后会产生酸、氨等，为了对粪便进行无害化处理，复合微生物制剂在进行些年来受到广泛关注。
现有市场上的粪便复合微生物制剂种类多样，但是大同小异，都是通过微生物进行分解，然后加入适量的除味物质，但是在处理时，因为粪便中含有大量的纤维素，现有的微生物制剂并不能对其进行很好的处理，导致粪便处理的效果不是很好，然后就是粪便中还有大量的水分，会影响到微生物的生长环境，进一步导致了微生物制剂的处理效果不是很好。
因此有必要对现有的微生物制剂进行改进，保证微生物制剂的处理效果。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种能够快速分解人类粪便的复合微生物制剂及制备方法和应用，解决了人类粪便的复合微生物制剂效果不是很好的问题。
（二）技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种能够快速分解人类粪便的复合微生物制剂，其原料按重量份数计包括：纤维素酶5-10份、埃希氏菌2-5份、干燥剂5-8份、发酵粉4-6份、凝胶剂2-5份、地衣芽孢杆菌3-4份、辅助料8-14份、巨大芽孢杆菌5-7份、微生物剂30-40份。
进一步的，所述干燥剂是由硫酸钙和氯化钙中的任意一种组成。
进一步的，所述凝胶剂是由液状石蜡与聚乙烯以重量比1：3-5组成。
进一步的，所述微生物剂按重量份比包括益生菌10-20份、酸水解植物蛋白20-25份、粪肠球菌20-30份、热淀粉酶链霉菌2-4份和黑曲霉菌2-5份。
进一步的，所述辅助料：为柚子皮、花生壳、明胶按质量比1：2-4：7的组合物，优选呈丸状。本发明采用柚子皮、花生壳、明胶的组合，制成丸状与制备过程中的粘料共混投入液体培养基进行培养，三者可提供菌体所需营养，柚子皮和明胶复配稳定吸附菌体及较高浓度营养优势培养，另外，柚子皮中带有少量的抑菌成分，能够平衡菌体的所处生长期，避免一些菌体过早衰亡，影响使用效果，保障制备所得成品在应用时具有较佳效果。
更进一步的，所述柚子皮为过80目筛粉料、所述花生壳为过40目筛粉料；所述辅助料的粒径为3-10mm。通过对辅助料粒径的控制强化其组分发挥更好的效果，可吸附菌体形成菌体优势生长区域。
一种能够快速分解人类粪便的复合微生物制剂的制备方法具体包括以下步骤：
S1、首先将益生菌、酸水解植物蛋白、粪肠球菌、热淀粉酶链霉菌份和黑曲霉菌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°C下移植于固体培养基中培养，即得到所需的复合微生物制，放置备用；
S2、将纤维素酶、埃希氏菌、发酵粉、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌放入到容器中进行混合，根据放入的质量控制混合的程度；
S3、将 S1中放置备用的物料和 S2中混合得到的物料均匀混合，边混合边加入凝胶剂，待物料粘性逐渐提高，具有拉丝状态时即可，然后再加入干燥剂，控制物料水分，加入辅助料混合；
S4、将S3中制得的物料放入到液体培养基内培养，保证周围环境的质量，在常温培养2-3天即可得到复合微生物制剂。
进一步的，所述步骤S1中的固体培养基按重量份数计包括：玉米60-80份、鱼粉12-25份、KH2PO43-6份、牛肉膏20-30份。
进一步的，所述步骤S3中的液体培养基按重量份比包括水500-800份、蛋白胨40~60份、马铃薯30-50份、麸皮3-10份、酵母10-20份、NaCl 4~10份。
一种能够快速分解人类粪便的复合微生物制剂的具体应用是先将粪液先控干水分，保证水分占比在10%以下，然后将复合微生物制剂与粪液按重量份比1:1000-2000应用于生态厕所配比发酵后静置10天即可。
（三）有益效果
本发明提供了一种能够快速分解人类粪便的复合微生物制剂及制备方法和应用。区别于现有技术，具备以下有益效果：
本发明通过分阶段培养菌剂，以期获得良好效果，先对微生物菌剂进行一级斜面培养、一级摇瓶培养和二级摇瓶培养，再与纤维素酶、其它菌体共混培养，能够有差别的形成优势菌种，先提升对粪便有机物的分解性能，在改善对纤维成分的分解能力，能够将粪便中的有机物进行微生物无害化处理，避免了粪便造成的环境污染，经试验发现可对粪便中的有机物和纤维素进行很好的分解，进一步提高了粪便的处理质量，且在处理时降低了粪便中的含水率，为微生物的成长提供很好的环境；
（2）本发明提供的菌剂制备流程简单，降低了工人劳动强度的同时提高了整体的制备效率。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供三种技术方案：一种能够快速分解人类粪便的复合微生物制剂及制备方法，具体包括以下实施例：
实施例1
一种能够快速分解人类粪便的复合微生物制剂，其原料按重量份比包括：纤维素酶5份、埃希氏菌2份、干燥剂5份、发酵粉4份、凝胶剂2份、地衣芽孢杆菌3-4份、辅助料8份、巨大芽孢杆菌5份、微生物剂30份。
所述干燥剂是硫酸钙。
所述凝胶剂是由液状石蜡与聚乙烯以重量比1：3组成。
所述微生物剂按重量份比包括芽孢杆菌10份、益生菌10份、酸水解植物蛋白20份、粪肠球菌20份、热淀粉酶链霉菌2份和黑曲霉菌2份。
所述辅助料：为柚子皮、花生壳、明胶按质量比1：2：7的组合物，优选呈丸状。
所述柚子皮为过80目筛粉料、所述花生壳为过40目筛粉料；所述辅助料的粒径为3-10mm。
一种能够快速分解人类粪便的复合微生物制剂的制备方法具体包括以下步骤：
S1、首先将益生菌、酸水解植物蛋白、粪肠球菌、热淀粉酶链霉菌份和黑曲霉菌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°C下移植于固体培养基中培养，即得到所需的复合微生物制，放置备用；
S2、将纤维素酶、埃希氏菌、发酵粉、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌放入到容器中进行混合，根据放入的质量控制混合的程度；
S3、将 S1中放置备用的物料和 S2中混合得到的物料均匀混合，边混合边加入凝胶剂，待物料粘性逐渐提高，具有拉丝状态时即可，然后再加入干燥剂，控制物料水分，加入辅助料混合；
S4、将S3中制得的物料放入到液体培养基内培养，保证周围环境的质量，在常温培养3天即可得到复合微生物制剂。
所述步骤S1中的固体培养基按重量份数计包括：玉米70份、鱼粉18份、KH2PO45份、牛肉膏25份。
所述步骤S3中的液体培养基按重量份比包括水700份、蛋白胨50份、马铃薯40份、麸皮7份、酵母15份、NaCl 6份。
实施例2
一种能够快速分解人类粪便的复合微生物制剂，其原料按重量份比包括：纤维素酶10份、埃希氏菌5份、干燥剂8份、发酵粉6份、凝胶剂5份、地衣芽孢杆菌4份、辅助料14份、巨大芽孢杆菌7份、微生物剂40份。
进一步的，所述干燥剂是由硫酸钙。
进一步的，所述凝胶剂是由液状石蜡与聚乙烯以重量比1：4组成。
进一步的，所述微生物剂按重量份比包括益生菌20份、酸水解植物蛋白25份、粪肠球菌30份、热淀粉酶链霉菌4份和黑曲霉菌5份。
进一步的，所述辅助料：为柚子皮、花生壳、明胶按质量比1：4：7的组合物，优选呈丸状。
更进一步的，所述柚子皮为过80目筛粉料、所述花生壳为过40目筛粉料；所述辅助料的粒径为3-10mm。
一种能够快速分解人类粪便的复合微生物制剂的制备方法具体包括以下步骤：
S1、首先将益生菌、酸水解植物蛋白、粪肠球菌、热淀粉酶链霉菌份和黑曲霉菌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°C下移植于固体培养基中培养，即得到所需的复合微生物制，放置备用；
S2、将纤维素酶、埃希氏菌、发酵粉、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌放入到容器中进行混合，根据放入的质量控制混合的程度；
S3、将 S1中放置备用的物料和 S2中混合得到的物料均匀混合，边混合边加入凝胶剂，待物料粘性逐渐提高，具有拉丝状态时即可，然后再加入干燥剂，控制物料水分，加入辅助料混合；
S4、将S3中制得的物料放入到液体培养基内培养，保证周围环境的质量，在常温培养3天即可得到复合微生物制剂。
所述步骤S1中的固体培养基按重量份数计包括：玉米70份、鱼粉18份、KH2PO45份、牛肉膏25份。
所述步骤S3中的液体培养基按重量份比包括水700份、蛋白胨50份、马铃薯40份、麸皮7份、酵母15份、NaCl 6份。
实施例3
一种能够快速分解人类粪便的复合微生物制剂，其原料按重量份比包括：纤维素酶6份、埃希氏菌3份、干燥剂6份、发酵粉5份、凝胶剂4份、地衣芽孢杆菌3份、辅助料14份、巨大芽孢杆菌6份、微生物剂35份。
进一步的，所述干燥剂是由硫酸钙和氯化钙中的任意一种组成。
进一步的，所述凝胶剂是由液状石蜡与聚乙烯以重量比1：3组成。
进一步的，所述微生物剂按重量份比包括益生菌15份、酸水解植物蛋白23份、粪肠球菌25份、热淀粉酶链霉菌3份和黑曲霉菌3份。
进一步的，所述辅助料：为柚子皮、花生壳、明胶按质量比1：3：7的组合物，优选呈丸状。
更进一步的，所述柚子皮为过80目筛粉料、所述花生壳为过40目筛粉料；所述辅助料的粒径为3-10mm。
一种能够快速分解人类粪便的复合微生物制剂的制备方法具体包括以下步骤：
S1、首先将益生菌、酸水解植物蛋白、粪肠球菌、热淀粉酶链霉菌份和黑曲霉菌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°C下移植于固体培养基中培养，即得到所需的复合微生物制，放置备用；
S2、将纤维素酶、埃希氏菌、发酵粉、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌放入到容器中进行混合，根据放入的质量控制混合的程度；
S3、将 S1中放置备用的物料和 S2中混合得到的物料均匀混合，边混合边加入凝胶剂，待物料粘性逐渐提高，具有拉丝状态时即可，然后再加入干燥剂，控制物料水分，加入辅助料混合；
S4、将S3中制得的物料放入到液体培养基内培养，保证周围环境的质量，在常温培养3天即可得到复合微生物制剂。
所述步骤S1中的固体培养基按重量份数计包括：玉米70份、鱼粉18份、KH2PO45份、牛肉膏25份。
所述步骤S3中的液体培养基按重量份比包括水700份、蛋白胨50份、马铃薯40份、麸皮7份、酵母15份、NaCl 6份。
对比实验
根据实施例1、实施例2和实施例3的制备方法制得复合微生物制剂及
对照组1：与实施例2基本相同，唯有不同的是缺少辅助料，
对照组2：南京市售某品牌处理粪的复合微生物制剂（主成分：酵母液体菌种、乳酸液体菌种、荧光假单孢菌液体菌种），
然后依次对实施例1、实施例2和实施例3以及对照组1和对照组2进行实验，对其实验后的效果进行记录。
实验条件
将足量的粪便进行混合，混合均匀后等质等量分成50份，以10份为一组，放入到反应器内。
1.有机物分解率检测，将实施例2和实施例3以及对照组1和对照组2这5组复合微生物制剂等量放入到对应的5组反应器内进行反应，反应7天后测定反应器内残余有机物的量，可得有机物分解率。
2.纤维素分解率检测，将实施例2和实施例3以及对照组1和对照组2这5组复合微生物制剂等量放入到对应的5组反应器内进行反应，反应7天后测定反应器内残余纤维素的量，可得纤维素分解率，计算各组平均值。
实验结果。
表1
通过表1可以看出，通过实施例2所制得的微生物制剂有机物分解率达到和纤维素分解率能够达到90%以上，对照组1与实施例2基本相同，唯有不同的是缺少辅助料，造成了有机物分解率、纤维素分解率的明显下降。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种能够快速分解人类粪便的复合微生物制剂，其特征在于：其原料按重量份数计包括：纤维素酶5-10份、埃希氏菌2-5份、干燥剂5-8份、发酵粉4-6份、凝胶剂2-5份、地衣芽孢杆菌3-4份、辅助料8-14份、巨大芽孢杆菌5-7份、微生物剂30-40份。
2.根据权利要求1所述的一种能够快速分解人类粪便的复合微生物制剂，其特征在于：所述干燥剂是由硫酸钙和氯化钙中的任意一种组成。
3.根据权利要求1所述的一种能够快速分解人类粪便的复合微生物制剂，其特征在于：所述凝胶剂是由液状石蜡与聚乙烯以重量比1：3-5组成。
4.根据权利要求1所述的一种能够快速分解人类粪便的复合微生物制剂，其特征在于：所述微生物剂：按重量份比包括：益生菌10-20份、酸水解植物蛋白20-25份、粪肠球菌20-30份、热淀粉酶链霉菌2-4份和黑曲霉菌2-5份。
5.根据权利要求1所述的一种能够快速分解人类粪便的复合微生物制剂，其特征在于：所述辅助料：为柚子皮、花生壳、明胶按质量比1:2-4：7的组合物，基本呈丸状。
6.根据权利要求5所述的一种能够快速分解人类粪便的复合微生物制剂，其特征在于：所述柚子皮为过80目筛粉料、所述花生壳为过40目筛粉料；所述辅助料的粒径为3-10mm。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种能够快速分解人类粪便的复合微生物制剂，其特征在于：其制备方法具体包括以下步骤： S1、首先将益生菌、酸水解植物蛋白、粪肠球菌、热淀粉酶链霉菌份和黑曲霉菌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°C下移植于固体培养基中培养，即得到所需的复合微生物制，放置备用；
S2、将纤维素酶、埃希氏菌、发酵粉、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌放入到容器中进行混合，根据放入的质量控制混合的程度；
S3、将S1中放置备用的物料和S2中混合得到的物料均匀混合，边混合边加入凝胶剂，待物料粘性逐渐提高，具有拉丝状态时即可，然后再加入干燥剂，控制物料水分，加入辅助料混合；
S4、将S3中制得的物料放入到液体培养基内培养，保证周围环境的质量，在常温培养2-3天即可得到复合微生物制剂。
8.根据权利要求7任意一项所述的一种能够快速分解人类粪便的复合微生物制剂，其特征在于：所述步骤S1中的固体培养基按重量份数计包括：玉米60-80份、鱼粉12-25份、KH2PO43-6份、牛肉膏20-30份。
9.根据权利要求7所述的一种能够快速分解人类粪便的复合微生物制剂，其特征在于：所述步骤S3中的液体培养基：按重量份数计包括：水500-800份、蛋白胨40~60份、马铃薯30-50份、麸皮3-10份、酵母10-20份、NaCl 4~10份。
10.根据权利要求1-6任意一项所述的一种能够快速分解人类粪便的复合微生物制剂，其特征在于：其具体应用是先将粪液先控干水分，保证水分占比在10%以下，然后将复合微生物制剂与粪液按重量份比1:1000-2000应用于生态厕所配比发酵后静置10天即可。
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| 王国强等: "复合微生物制剂在鸡粪无害化处理中的应用研究", 《中国畜牧杂志》 * |
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