CN113817631A - 一种高效去除氨和硫化氢的复合微生物菌剂和制备方法 - Google Patents

一种高效去除氨和硫化氢的复合微生物菌剂和制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供的一种高效去除氨和硫化氢的复合微生物菌剂，包括复合乳酸菌和复合酵母菌的混合菌剂，或复合乳酸菌、复合酵母菌和复合芽孢菌的混合菌剂；上述的复合微生物菌剂，通过选择的复合乳酸菌和复合酵母菌的混合菌剂，或复合乳酸菌、复合酵母菌和复合芽孢菌的混合菌剂，经过各菌的协同作用，能够高效去除氨气和硫化氢，达到除臭的目的，可从污染源头到环境控制，实现对污水处理厂、密闭的污泥堆肥厂、粪污处理厂及产生氨气和硫化氢的环境中的除臭。

Description

一种高效去除氨和硫化氢的复合微生物菌剂和制备方法
技术领域
本发明涉及微生物制剂技术领域，具体涉及一种高效去除氨和硫化氢的复合微生物菌剂和制备方法。
背景技术
由于目前工业及城市化规模逐步扩大，使得大量的臭气源源不断地产生，严重影响了人们的健康安全。被公认为的恶臭物质多达万种，包括含氮化合物、含硫化合物、含氧化合物和各种烃类等，其中主要的恶臭气体为氨气、硫化氢等。
常见的臭气处理方法有燃烧法、氧化法、吸收法、吸附法、中和法和生物法，其中生物处理技术主要是利用微生物降解或阻断恶臭成分的产生，具有条件温和、运行维护简便、无二次污染和持续性强等特点。随着人们对微生物认识的不断深入，利用微生物除臭的研究也从单一菌株的筛选逐渐向多种不同功能微生物组成的复合微生物菌剂方向发展。研究表明，微生物群落结构直接影响污染物生物转化速度和末端产物的类型，高效率处理的微生物群落必须具有足够的能力降解污染物，这种能力也取决于微生物群落对污染环境的代谢和遗传适应水平。
如中国专利申请号为201711155428.3的专利公开了将副干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei)R1和异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)J2两种菌株按照特定的比例混合制成的复合生物除臭剂喷施于养殖场鸡粪和未完成堆肥的禽粪上，能有效消除氨。但该专利中并没有说明对硫化氢等其他臭气是否具有优良的去除效果，另外该发明专利中发现的两种菌的适宜温度为28℃-30℃，均不适应低温或高温环境，应用范围受限。
中国专利申请号201910456346.5的公开了利用弯曲芽孢杆菌Z2 (Bacillusflexus Z2)和巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium Z3)的培养物或/和其加工物组成的耐高温微生物除臭菌剂，对氨和硫化氢具有显著去除效果。但是该专利中的两株菌容易与环境中的其他菌共生，制备过程中需要防范杂菌污染的可能性。
中国专利申请号为202110230791.7公开了除臭微生物菌株的筛选和制备方法及其应用，该发明专利中没有指出具体菌株的名称，只是以1株细菌、 1株酵母菌和1株除酵母菌以外的其他真菌，缺乏科学严谨性，培养时间需要5-10天，而且培养后需要调节pH到3.5-4.5，给菌剂生产造成不便。
中国专利申请号为201910785063.5公开了一种微生物除臭菌剂及其应用，该发明复合菌剂包含解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)，近年来，随着研究的深入，该菌的“无毒”和“无致病性”受到质疑，应用于畜禽养殖场需进行其溶血性验证方可应用。
中国专利申请号为202110227736.2公开了一株异常威克汉姆酵母 (Wickerhamomyces anomalus CGMCC No.206548)菌剂制备及应用，对氨有明显去除效果，但该发明中菌剂的制备需要接种于灭菌后的培养基且保持一定溶氧条件下培养获得。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种高效去除氨和硫化氢的复合微生物菌剂和制备方法，本发明针对臭气发生环境的复杂性，综合考虑温度等应用环境适应性、菌株抗污染、易操作性，及生产的成本等因素，开发适应不同温度条件的复合乳酸菌和复合酵母菌的培养物或/和其加工物组成的复合微生物菌剂，开发能够适应高温条件的复合芽孢杆菌，利用乳酸菌对环境中有害菌的抑制特点，通过构建由乳酸菌、酵母菌和芽孢杆菌组成的微生物群落，提供高效率去除氨和硫化氢的生物强化环境。
为此，本发明提供了如下的技术方案：
一种高效去除氨和硫化氢的复合微生物菌剂，包括复合乳酸菌和复合酵母菌，或复合乳酸菌、复合酵母菌和复合芽孢菌；
所述复合乳酸菌包括植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)、鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)、乳酸片球菌(Pediococcus acidilactici)、融合魏斯氏菌(Weissella confusa)、肠膜明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides)；
所述复合酵母菌包括巴氏比赤酵母(Pichia pastoris)、异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)、葡萄牙棒孢酵母(Clavispora lusitaniae)；
所述复合芽孢菌包括枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、Corynebacteriumnuruki、Brevibacterium sp、Pseudoxanthomonas byssovorax、热耐受假单胞菌(Pseudomonas thermotolerans)、热噬淀粉芽胞杆菌(Bacillus thermoamylovorans)、嗜热脂肪土芽孢杆菌(Geobacillus stearothermophilus)。
可选的，所述复合微生物菌剂为液态时，所述复合乳酸菌及复合酵母菌的产品和复合芽孢菌产品的体积比例为100:0-50:50；
所述复合乳酸菌及复合酵母菌的产品的总活菌数为6×109-4×1010个/毫升；或
所述复合乳酸菌及复合酵母菌的产品的总活菌数为6×109-4×1010个 /毫升，所述复合芽孢菌的产品的活菌数6×109-1×1010个/毫升。
可选的，所述复合微生物菌剂为固态时，所述复合乳酸菌及复合酵母菌产品和复合芽孢菌产品的质量比例为100:0-50:50；
所述复合乳酸菌及复合酵母菌的产品的总活菌数为7×109-4×1010个 /克；或
所述复合乳酸菌及复合酵母菌的的产品的总活菌数为7×109-4×1010个/克，所述复合芽孢菌的的产品的活菌数4×109-4×1010个/克。
可选的，所述复合乳酸菌和复合酵母菌生长温度范围10℃-50℃，所述复合芽孢杆菌生长温度范围25℃-80℃。
可选的，所述嗜热脂肪土芽孢杆菌(Geobacillus stearothermophilus)的保藏编号为CGMCC No.13968，保藏单位为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期为2017年04月01日；
所述肠膜明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides)的保藏编号为CGMCCNo.15023，保藏单位为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期为2017年12月 07日；
所述植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)的保藏编号为CGMCC No. 15024，保藏单位为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期为2017年12月07日。
可选的，所述复合微生物菌剂为包括复合乳酸菌和复合酵母菌，或复合乳酸菌、复合酵母菌和复合芽孢菌的培养物或加工物。
一种所述的高效去除氨和硫化氢的复合微生物菌剂的制备方法，包括：
按照配方选取相应的菌株经活化、发酵和扩培；
可选的，包括如下步骤：
分别将复合乳酸菌、复合酵母菌的菌株进行活化，得到复合乳酸菌菌悬液、复合酵母菌菌悬液；
将复合乳酸菌菌悬液和复合酵母菌菌悬液按比例接种到发酵培养基中进行发酵，得到复合乳酸菌和复合酵母菌的母液；
将复合乳酸菌和复合酵母菌的母液进行扩培。
可选的，上述步骤中，活化条件为温度30-37℃条件下培养24-48小时，可选的，活化条件为温度35℃条件下培养48小时。可选的，活化培养基组成为：每1000mL由海藻酸钠2-5.0g，糖蜜10-20.0g，磷酸氢二钾0.5-1.0g，硫酸镁0.2-0.39g，酵母粉5-10g和水组成。可选的，活化培养基组成为：每1000mL由海藻酸钠5.0g，糖蜜20.0g，磷酸氢二钾1.0g，硫酸镁0.39g，酵母粉10g和水组成。
可选的，上述步骤中，复合乳酸菌菌悬液和复合酵母菌菌悬液按照体积比1：1混合，发酵条件为30-37℃发酵10-24小时。可选的，发酵条件为35℃发酵24小时；可选的，发酵培养基组成为：每1000mL海藻酸钠 2-5.0g，糖蜜10-20.0g，磷酸氢二钾0.5-1.0g，硫酸镁0.2-0.39g，酵母粉 5-10g和水组成。可选的，发酵培养基组成为：每1000mL由海藻酸钠5.0g，糖蜜20.0g，磷酸氢二钾1.0g，硫酸镁0.39g，酵母粉10g和水组成。
可选的，上述步骤中，得到的复合乳酸菌和复合酵母菌的母液中活菌数为≧4×109CFU/mL。
可选的，在上述步骤中，将复合乳酸菌和复合酵母菌的母液按照接种量5-15％(v/v)接种到液态扩培培养基中，密封发酵10-72小时，温度条件为10-45℃，pH为3.5-4.5，可选的，将复合乳酸菌和复合酵母菌的母液按照接种量10％(v/v)接种到液态扩培培养基中，密封发酵48小时，温度条件为35℃，pH为4.5。可选的，所述液态扩培培养基的组成为：每100L由酵母粉150-400g，糖蜜1-2kg，磷酸氢二钾50-60.0g，硫酸镁8-12g，米糠粕150-350g和水组成。可选的，所述液态扩培培养基的组成为：每100 L由酵母粉200g，糖蜜2kg，磷酸氢二钾60.0g，硫酸镁12g，米糠粕250 g和水组成。
可选的，在上述步骤中，将复合乳酸菌和复合酵母菌的母液按照固态扩培培养基的质量的5-15％接种到固态扩培培养基中，在温度25-30℃下密封发酵15-24小时，pH为3.5-4.5左右。可选的，将复合乳酸菌和复合酵母菌的母液按照固态扩培培养基的质量的10％接种到固态扩培培养基中， 25℃下密封发酵24小时，pH为4.5。可选的，所述固态扩培培养基的组成为：豆粕20-30wt％，玉米粉50-70wt％，糖蜜1-2wt％，米糠粕5-9wt％，酵母粉0.5-1wt％，料水比为1.5：1(质量比)，可选的，所述固态扩培培养基的组成为：豆粕23wt％，玉米粉65wt％，糖蜜2wt％，米糠粕9wt％，酵母粉1wt％，料水比为1.5:1(质量比)。
可选的，包括如下步骤：
分别将复合乳酸菌、复合酵母菌、复合芽孢菌的菌株进行活化，得到复合乳酸菌菌悬液、复合酵母菌菌悬液、复合芽孢菌菌悬液；
将复合乳酸菌菌悬液和复合酵母菌菌悬液按比例接种到发酵培养基中进行发酵，得到复合乳酸菌和复合酵母菌的母液；将复合乳酸菌和复合酵母菌的母液进行扩培，得到复合乳酸菌和复合酵母菌的产品；
将复合芽孢菌菌悬液进行发酵、扩培，得到复合芽孢菌的产品
将复合乳酸菌和复合酵母菌的产品和复合芽孢菌的产品按比例混合。
可选的，在上述步骤中，复合乳酸菌、复合酵母菌的活化条件为温度 30-37℃条件下培养24-48小时，可选的，活化条件为温度35℃条件下培养 48小时。可选的，活化培养基组成为：每1000mL由海藻酸钠2-5.0g，糖蜜10-20.0g，磷酸氢二钾0.5-1.0g，硫酸镁0.2-0.39g，酵母粉5-10g和水组成。可选的，活化培养基组成为：每1000mL由海藻酸钠5.0g，糖蜜20.0 g，磷酸氢二钾1.0g，硫酸镁0.39g，酵母粉10g和水组成。复合芽孢菌的活化条件为温度30-37℃条件下培养12-24小时，可选的，活化条件为温度 35℃条件下培养24小时。复合芽孢菌的活化培养基组成为：每1000mL由葡萄糖15-18.0g，磷酸氢二钾0.5-0.9g，硫酸镁0.2-0.36g，酵母粉3-5g，蛋白胨0.5-1.8g，氯化钠0.5-1.8g和水组成。可选的，复合芽孢菌的活化培养基组成为：每1000mL由葡萄糖18.0g，磷酸氢二钾0.9g，硫酸镁0.36 g，酵母粉5g，蛋白胨1.8g，氯化钠1.8g和水组成。
可选的，在上述步骤中，复合芽孢菌菌悬液接种到发酵培养基中， 30-37℃发酵12-24小时(可选的，35℃发酵18小时)，菌液中活菌数≧4×109 CFU/mL，得到复合芽孢菌母液。复合芽孢菌的发酵培养基组成为：每1000 mL由葡萄糖15-18.0g，磷酸氢二钾0.5-0.9g，硫酸镁0.2-0.36g，酵母粉 3-5g，蛋白胨0.5-1.8g，氯化钠0.5-1.8g和水组成。可选的，复合芽孢菌的发酵培养基组成为：每1000mL由葡萄糖18.0g，磷酸氢二钾0.9g，硫酸镁0.36g，酵母粉5g，蛋白胨1.8g，氯化钠1.8g和水组成。
可选的，在上述步骤中，复合芽孢菌母液按照接种量5-15％(v/v)(可选的10％(v/v))接种到液态扩培培养基中，25-40℃密封发酵18-48小时至发酵液在pH4-6左右即可，可选的，35℃密封发酵18小时至发酵液在pH4-5.5。液态扩培培养基为：每1000mL由葡萄糖15-18.0g，磷酸氢二钾0.5-0.9g，硫酸镁0.2-0.36g，酵母粉3-5g，蛋白胨0.5-1.8g，氯化钠0.5-1.8g和水组成。可选的，液态扩培培养基为：每1000mL由葡萄糖18.0g，磷酸氢二钾 0.9g，硫酸镁0.36g，酵母粉5g，蛋白胨1.8g，氯化钠1.8g和水组成。
可选的，在上述步骤中，复合芽孢菌母液按照固态扩培培养基的质量的5-15％(可选的，10％)接种到固态扩培培养基中，30-37℃密封发酵18-24 小时天至发酵液在pH5-6，可选的，35℃密封发酵10小时至发酵液在pH5.5。所述固态扩培培养基为：木屑10-20wt％，玉米粉40-60wt％，米糠粕 15-27wt％，糖蜜1-1.5wt％，所述的复合芽孢菌液态扩培培养基0.5-2wt％，料水比为3:1(质量比)，可选的，所述固态扩培培养基为：木屑10wt％，玉米粉60wt％，米糠粕27wt％，糖蜜1.5wt％，所述的复合芽孢菌液态扩培培养基1.5wt％，料水比为：3:1(质量比)。
本发明提供了所述的高效去除氨和硫化氢的复合微生物菌剂在去除氨和硫化氢中的用途；
可选的，在粪污处理、污水处理或污泥堆肥处理中去除氨和硫化氢的用途。
一种所述的高效去除氨和硫化氢的复合微生物菌剂的使用方法，施用所述的高效去除氨和硫化氢的复合微生物菌剂；
可选的，复合微生物菌剂为液态时，根据氨和硫化氢的浓度，将所述的高效去除氨和硫化氢的复合微生物菌剂稀释20-100重量倍，以20-100 mL/m3的量喷施；可选的，所述复合微生物菌剂指复合乳酸菌及复合酵母菌的产品
可选的，喷施方式为空间喷雾；
可选的，氨的浓度为1000ppm以下，硫化氢的浓度为200ppm以下；
可选的，复合微生物菌剂为固态时，将所述复合微生物菌剂以0.2-5wt％的比例添加。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的一种高效去除氨和硫化氢的复合微生物菌剂，包括复合乳酸菌和复合酵母菌的混合菌剂，或复合乳酸菌、复合酵母菌和复合芽孢菌的混合菌剂；
所述复合乳酸菌包括植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)、鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)、乳酸片球菌(Pediococcus acidilactici)、融合魏斯氏菌(Weissella confusa)、肠膜明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides)；
所述复合酵母菌包括巴氏比赤酵母(Pichia pastoris)、异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)、葡萄牙棒孢酵母(Clavispora lusitaniae)；
所述复合芽孢菌包括枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、Corynebacteriumnuruki、Brevibacterium sp、Pseudoxanthomonas byssovorax、热耐受假单胞菌(Pseudomonas thermotolerans)、热噬淀粉芽胞杆菌(Bacillus thermoamylovorans)、嗜热脂肪土芽孢杆菌(Geobacillus stearothermophilus)；
上述的复合微生物菌剂，通过选择的复合乳酸菌和复合酵母菌的混合菌剂，或复合乳酸菌、复合酵母菌和复合芽孢菌的混合菌剂，经过各菌的协同作用，能够高效去除氨气和硫化氢，达到除臭的目的，可从污染源头到环境控制，实现对污水处理厂、密闭的污泥堆肥厂、粪污处理厂及产生氨气和硫化氢的环境中的除臭；
进一步的，本发明的复合乳酸菌和复合酵母菌均为益生菌，不含任何有害化学物质，对人体无毒无害，针对空间的喷洒不会对环境造成二次污染。
2.本发明提供的高效去除氨和硫化氢的复合微生物菌剂，所述复合微生物菌剂为液态时，所述复合乳酸菌及复合酵母菌的产品和复合芽孢菌产品的体积比例为100:0-50:50；所述复合乳酸菌及复合酵母菌的产品的总活菌数为6×109-4×1010个/毫升；或所述复合乳酸菌及复合酵母菌的产品的总活菌数为6×109-4×1010个/毫升，所述复合芽孢菌的产品的活菌数6× 109-1×1010个/毫升；所述复合微生物菌剂为固态时，所述复合乳酸菌及复合酵母菌产品和复合芽孢菌产品的质量比例为100:0-50:50，所述复合乳酸菌及复合酵母菌的产品的总活菌数为7×109-4×1010个/克；或所述复合乳酸菌及复合酵母菌的的产品的总活菌数为7×109-4×1010个/克，所述复合芽孢菌的的产品的活菌数4×109-4×1010个/克；通过选择上述的比例，使得复合微生物菌剂中的各菌之间具有显著的协同性，进一步提高去除氨气和硫化氢的效率。
3.本发明提供的高效去除氨和硫化氢的复合微生物菌剂，所述复合乳酸菌和复合酵母菌生长温度范围10℃-50℃，所述复合芽孢杆菌生长温度范围25℃-80℃；
本发明的复合微生物菌剂中乳酸菌温度适应范围广，具有高效抑制环境中杂菌的性能，可以产生乳酸，适合在酸性环境繁殖，能够在pH3的酸性条件下存活，相比其他乳酸菌更具有耐酸性及温度适应性，从而有效抑制腐败细菌的生长；
进一步的，本发明的复合微生物菌剂中的酵母相比其他酵母生长快，温度适应范围广，该菌能够和乳酸菌共存，可以有效促进除臭剂中乳酸菌的增殖，加快臭味气体的分解速率。
4.本发明提供的高效去除氨和硫化氢的复合微生物菌剂，所述嗜热脂肪土芽孢杆菌(Geobacillus stearothermophilus)的保藏编号为CGMCC No. 13968；所述肠膜明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides)的保藏编号为CGMCC No.15023；所述植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)的保藏编号为CGMCC No.15024；
本发明的复合微生物菌剂中通过选择上述保藏编号的菌，可以大大提高去除氨气和硫化氢的效率。
5.本发明提供的一种所述的高效去除氨和硫化氢的复合微生物菌剂的制备方法，工艺简单，生产成本低，且生长速度快，生长周期短，温度适应范围广，便于培养，低氧环境中也能发挥作用。使用简便，持续时间长，整体使用成本较低，应用效果好。
具体实施方式
提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)、鼠李糖乳杆菌(Lactobacillusrhamnosus)、乳酸片球菌(Pediococcus acidilactici)、融合魏斯氏菌(Weissellaconfusa)；巴氏比赤酵母(Pichia pastoris)、异常威克汉姆酵母 (Wickerhamomycesanomalus)、葡萄牙棒孢酵母(Clavispora lusitaniae)；枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)、Corynebacterium nuruki、Brevibacterium sp、 Pseudoxanthomonasbyssovorax、热耐受假单胞菌(Pseudomonas thermotolerans)、热噬淀粉芽胞杆菌(Bacillus thermoamylovorans)。上述菌种均为市售产品或是来源于开放的菌种保藏中心。
所述嗜热脂肪土芽孢杆菌(Geobacillus stearothermophilus)的保藏编号为CGMCC No.13968，保藏单位为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期为2017 年04月01日；
所述肠膜明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides)的保藏编号为CGMCCNo.15023，保藏单位为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期为2017年12月 07日；
所述植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)的保藏编号为CGMCC No. 15024，保藏单位为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期为2017年12月07日。
实施例1复合微生物菌剂的制备
(1)制备复合乳酸菌及复合酵母菌
a、复合乳酸菌及复合酵母菌母液制备：将由植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum，保藏编号为CGMCC No.15024)、凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)、鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)、乳酸片球菌 (Pediococcus acidilactici)、融合魏斯氏菌(Weissella confusa)、肠膜明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides，保藏编号为CGMCC No.15023)按照一定比例(在本实施例中为按照体积等比例，每种菌的密度的活菌数为6× 109-4×1010个/毫升)组合而成的复合乳酸菌和由巴氏比赤酵母(Pichiapastoris)、异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)、葡萄牙棒孢酵母(Clavispora lusitaniae)按照一定比例(在本实施例中为按照体积等比例，每种菌的密度为活菌数为6×109-4×1010个/毫升)组合而成的复合酵母菌菌种分别接种于活化培养基，在温度35℃条件下培养48小时；然后将培养好的复合乳酸菌和复合酵母菌按照一定比例(在本实施例中为按照体积等比例)接种到发酵罐中，35℃发酵24小时，制成菌体悬液，菌液中活菌数≧4×109CFU/mL，即制备完成复合乳酸菌及复合酵母菌母液。其中a中所述活化培养基为：每1000mL由海藻酸钠5.0g，糖蜜20.0g，磷酸氢二钾 1.0g，硫酸镁0.39g，酵母粉10g和自来水组成。发酵培养基组成为：每 1000mL由海藻酸钠5.0g，糖蜜20.0g，磷酸氢二钾1.0g，硫酸镁0.39g，酵母粉10g和水组成。
b、液态复合乳酸菌及复合酵母菌产品制备(以100L为例)：将100 升塑料白桶挪至室外阳光直射处，向桶内加入50L左右的干净水(井水或自来水，自来水需晾晒一段时间防止自来水中的余氯对菌的生长产生影响)；将称好的液态扩培培养基组分的原料和a中的10L复合乳酸菌及复合酵母菌母液加入100L白桶内，用干净的长棍搅拌均匀，然后向塑料白桶内注水至100L体积，密封发酵2天至发酵液在pH4.5左右即可。其中b中所述扩培培养基组成为：每100L由酵母粉200g，糖蜜2kg，磷酸氢二钾60.0 g，硫酸镁12g，米糠粕250g和自来水组成。所述复合乳酸菌和复合酵母菌的总活菌数为6×109-4×1010个/毫升。
c、固态复合乳酸菌及复合酵母菌产品制备：将复合乳酸菌及复合酵母菌母液按照固态扩培培养基质量的10％接种至固态扩培培养基，常温 (25℃)发酵24小时，发酵后在pH4.5左右即可；其中c中所述固态扩培培养基组成为：豆粕23wt％，玉米粉65wt％，糖蜜2wt％，米糠粕9wt％，酵母粉1wt％。料水比为1.5:1(质量比)。所述复合乳酸菌和复合酵母菌的总活菌数为7×109-4×1010个/克。
(2)制备复合芽孢菌
a、复合芽孢菌母液制备：将由枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、Corynebacterium nuruki、Brevibacterium sp、Pseudoxanthomonas byssovorax、热耐受假单胞菌(Pseudomonas thermotolerans)、热噬淀粉芽胞杆菌(Bacillusthermoamylovorans)、嗜热脂肪土芽孢杆菌(Geobacillus stearothermophilus，保藏编号为CGMCC No.13968)按照一定比例(在本实施例中为按照体积等比例，每种菌的接种密度为4×109-1×1010个/毫升)组合而成的复合芽孢菌菌种接种于活化培养基，在温度35℃条件下培养24小时；然后将培养好的复合芽孢菌接种到发酵罐中，35℃发酵18小时，制成菌体悬液，菌液中活菌数≧4×109CFU/mL，即制备完成复合芽孢菌母液。其中a中所述活化培养基为：每1000mL由葡萄糖18.0g，磷酸氢二钾0.9g，硫酸镁0.36g，酵母粉5g，蛋白胨1.8g，氯化钠1.8g和自来水组成。发酵培养基组成为：每1000mL由葡萄糖18.0g，磷酸氢二钾0.9g，硫酸镁0.36g，酵母粉5g，蛋白胨1.8g，氯化钠1.8g和水组成。
b、液态复合芽孢菌产品制备(以100L为例)：将100升塑料白桶挪至室外阳光直射处，向桶内加入50L左右的干净水(井水或自来水，自来水需晾晒一段时间防止自来水中的余氯对菌的生长产生影响)；将称好的液态扩培培养基原料和a中的10L复合芽孢菌母液加入100L白桶内，用干净的长棍搅拌均匀，然后向塑料白桶内注水至100L体积，密封发酵1-2天至发酵液在pH5.5左右即可。其中b中所述液态扩培培养基组成为：每1000mL 由葡萄糖18.0g，磷酸氢二钾0.9g，硫酸镁0.36g，酵母粉5g，蛋白胨1.8 g，氯化钠1.8g和自来水组成。所述复合芽孢菌产品的活菌数6×109-1× 1010个/毫升。
c、固态复合芽孢菌产品制备：将复合芽孢菌母液按照固态扩培培养基的质量的10％接种至固态扩培培养基中，35℃密封发酵10小时至发酵液在pH5.5；其中c中所述固态培养基组成为：木屑10wt％，玉米粉60wt％，米糠粕wt 27％，糖蜜1.5wt％，所述的复合芽孢菌液态扩培培养基1.5wt％，料水比为：3:1(质量比)。所述复合芽孢菌产品的活菌数4×109-4×1010个 /克。
(3)复合微生物菌剂的制备
根据现场实际的氨和硫化氢浓度及具体应用环境将(1)和(2)按照一定比例进行复配后即制备完成复合微生物菌剂，在本实施例中制备的液态复合微生物菌剂，将液态复合乳酸菌及复合酵母菌产品和液态复合芽孢菌产品混合，所述液态复合乳酸菌及复合酵母菌产品和液态复合芽孢菌产品的体积比例为100:0-50:50，在本实施例中液态复合乳酸菌及复合酵母菌产品和复合芽孢菌产品选择体积比例为60：40。
在本实施例中制备的固态复合微生物菌剂，将固态复合乳酸菌及复合酵母菌产品和固态复合芽孢菌产品混合，所述固态复合乳酸菌及复合酵母菌产品和复合芽孢菌产品的质量比例为100:0-50:50，在本实施例中固态复合乳酸菌及复合酵母菌产品和固态复合芽孢菌产品的选择质量比例为50:50。
制得复合微生物菌剂产品：总有效活菌数为≥1×109CFU/mL。
实施例2
本实施例的复合微生物菌剂产品为按照实施例1制备，区别仅在于，所述复合微生物菌剂产品中不含所述嗜热脂肪土芽孢杆菌(Geobacillus stearothermophilus)的保藏编号为CGMCC No.13968、所述肠膜明串珠菌 (Leuconostoc mesenteroides)的保藏编号为CGMCC No.15023和所述植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)的保藏编号为CGMCCNo.15024。
在本实施例中制备的液态复合微生物菌剂，所述液态复合乳酸菌及复合酵母菌产品和液态复合芽孢菌产品选择体积比例为60：40。
实施例3
本实施例的复合微生物菌剂产品为按照实施例1制备，区别仅在于，
制备的液态复合微生物菌剂，将液态复合乳酸菌及复合酵母菌产品和液态复合芽孢菌产品混合，所述液态复合乳酸菌及复合酵母菌产品和液态复合芽孢菌产品的体积比例为40：60。
实验例1复合微生物菌剂在污泥堆肥过程中对氨和硫化氢控制效果
复合微生物菌剂在南方某密闭生活污泥堆肥厂除臭效果验证。处置过程中企业面临问题是周边居民生活区，虽然生产过程中采取环境密闭、气体集中处置，但实际生产过程中产生的高浓度氨和硫化氢等依然无法控制。
污泥堆肥过程中含氮气体的挥发也是氮素损失的主要途径，控制氮素损失主要有原位控制和异位控制两种方式。异位控制技术是指堆肥过程中氮气产生后，采用中和、吸附或淋洗等方式收集堆肥尾气中的含氮气体。原位控制技术是从堆肥的物料或者堆肥工艺参数入手，物料组成或优化堆肥工艺参数来达到减少氮素损失的目的。
本实施例以原位控制氨和硫化氢为目的，采用上述实施例1中制备的固态复合微生物菌剂，在生活污泥起堆前将微生物复合菌剂(复合乳酸菌及复合酵母菌：复合芽孢菌的质量比为60:40)，2-10wt％的接种量接种到破碎直径小于1厘米的木屑中混合堆腐，24小时后与1-3倍木屑量(重量比) 的含75-85wt％水分的生活污泥混合均匀，备用。空白组添加等量破碎直径小于1厘米的木屑与1-3倍木屑量(重量比)的含75-85wt％水分的生活污泥混合均匀，调整水分与实验组等同，备用。将上述准备好的两个反应物分别移入两个长2.5米，高3米，进深2米的完全密闭棚内，形状尽量控制为高1.2米左右的等腰梯形，无通风，根据堆体内部实测温度定期给予人工翻堆。翻堆前通过测量气体口检测密闭空间内氨和硫化氢浓度，记录。
结果表明，实验组和空白组相比较，堆体温度升高迅速，起堆后24小时空白组最高温度为52℃，实验组最高温度为70℃。静态条件下空白组和实验组密闭环境中氨和硫化氢浓度呈显著差异，这种现象持续实验全过程，复合微生物菌剂的添加在污泥堆肥过程中表现出显著差异。通过翻堆，观察堆体在扰动过程中氨和硫化氢浓度变化，在堆腐第10天时，观察到空白组和实验组在翻堆过程中出现氨和硫化氢浓度显著升高，实验组通过分3 次将上述实施例1中复合微生物菌剂(固态复合乳酸菌及复合酵母菌产品：固态复合芽孢菌产品的质量比为60:40)按照2-10wt％添加，继续堆腐，添加后氨和硫化氢浓度与空白组相比明显得到抑制。伴随着堆肥过程的进程，硫化氢、氨气等难闻的气味逐渐减弱，特别是实验组气味更接近泥炭土的味道。空白组与实验组相比较，实验组的污泥样品颜色更接近黑褐色。
实验例2氨和硫化氢没有进行有效收集的密闭环境中实施效果
设立4组等量的体积为2立方米密闭空间，其中一组作为空白对照组，分别放置5kg污水厂厌氧污泥(氨的浓度为1000ppm以下，硫化氢的浓度为200ppm以下)，利用便携式气体检测仪检测密闭空间氨和硫化氢气体浓度的变化。除空白对照组喷洒与复合微生物菌剂等量的水，其他3组分别喷施本发明实施例1、2、3中液态复合微生物菌剂，具体实施方式为：将液态复合微生物菌剂用水稀释50重量倍，通过气体喷入口以100mL/m3间隔20分钟分5次喷洒，每次喷洒10分钟，喷洒后每隔5分钟检测氨和硫化氢浓度。
本发明中的氨和硫化氢气体检测均采用便携式复合三合一气体检测仪进行检测，具体参数如下：GT1000-W3，硫化氢：0-100ppm，分辨率： 0.01ppm，抗干扰氨气：0-200ppm，分辨率：0.01ppm，甲硫醇0-200ppm，分辨率：0.01ppm，温度检测范围：－40℃-120℃，湿度检测范围：0-100RH。
检测结果表明，本实施例1中制备的复合微生物菌剂在用水稀释50倍后，喷洒在含发生氨和硫化氢污染源的密闭空间，对氨和硫化氢的去除率均达到98％以上，而且持续效果很好。
实施例2中制备的复合微生物菌剂对氨和硫化氢的去除率均为90％以上；
实施例3中制备的复合微生物菌剂对氨和硫化氢的去除率均为95％以上。
去除率：与原始浓度(单位ppm)相比的去除的量。比如氨的去除率 98％氨，即氨原始浓度是100ppm，喷洒后还能检测到2ppm。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种高效去除氨和硫化氢的复合微生物菌剂，其特征在于，包括复合乳酸菌和复合酵母菌的混合菌剂，或复合乳酸菌、复合酵母菌和复合芽孢菌的混合菌剂；
所述复合乳酸菌包括植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)、鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)、乳酸片球菌(Pediococcus acidilactici)、融合魏斯氏菌(Weissella confusa)、肠膜明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides)；
所述复合酵母菌包括巴氏比赤酵母(Pichia pastoris)、异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)、葡萄牙棒孢酵母(Clavispora lusitaniae)；
所述复合芽孢菌包括枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、Corynebacterium nuruki、Brevibacterium sp、Pseudoxanthomonas byssovorax、热耐受假单胞菌(Pseudomonasthermotolerans)、热噬淀粉芽胞杆菌(Bacillus thermoamylovorans)、嗜热脂肪土芽孢杆菌(Geobacillus stearothermophilus)。
2.根据权利要求1所述的高效去除氨和硫化氢的复合微生物菌剂，其特征在于，所述复合微生物菌剂为液态时，所述复合乳酸菌及复合酵母菌的产品和复合芽孢菌产品的体积比例为100:0-50:50；
所述复合乳酸菌及复合酵母菌的产品的总活菌数为6×109-4×1010个/毫升；或
所述复合乳酸菌及复合酵母菌的产品的总活菌数为6×109-4×1010个/毫升，所述复合芽孢菌的产品的活菌数6×109-1×1010个/毫升。
3.根据权利要求1或2所述的高效去除氨和硫化氢的复合微生物菌剂，其特征在于，所述复合微生物菌剂为固态时，所述复合乳酸菌及复合酵母菌产品和复合芽孢菌产品的质量比例为100:0-50:50；
所述复合乳酸菌及复合酵母菌的产品的总活菌数为7×109-4×1010个/克；或
所述复合乳酸菌及复合酵母菌的产品的总活菌数为7×109-4×1010个/克，所述复合芽孢菌的产品的活菌数4×109-4×1010个/克。
4.根据权利要求1或2所述的高效去除氨和硫化氢的复合微生物菌剂，其特征在于，
所述复合乳酸菌和复合酵母菌生长温度范围10℃-50℃，所述复合芽孢杆菌生长温度范围25℃-80℃。
5.根据权利要求1或2所述的高效去除氨和硫化氢的复合微生物菌剂，其特征在于，所述嗜热脂肪土芽孢杆菌(Geobacillus stearothermophilus)的保藏编号为CGMCCNo.13968；
所述肠膜明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides)的保藏编号为CGMCC No.15023；
所述植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)的保藏编号为CGMCC No.15024。
6.一种权利要求1-5任一项所述的高效去除氨和硫化氢的复合微生物菌剂的制备方法，其特征在于，包括：
按照配方选取相应的菌株经活化、发酵和扩培。
7.根据权利要求6所述的高效去除氨和硫化氢的复合微生物菌剂的制备方法，包括如下步骤：
分别将复合乳酸菌、复合酵母菌的菌株进行活化，得到复合乳酸菌菌悬液、复合酵母菌菌悬液；
将复合乳酸菌菌悬液和复合酵母菌菌悬液按比例接种到发酵培养基中进行发酵，得到复合乳酸菌和复合酵母菌的母液；
将复合乳酸菌和复合酵母菌的母液进行扩培。
8.根据权利要求6所述的高效去除氨和硫化氢的复合微生物菌剂的制备方法，包括如下步骤：
分别将复合乳酸菌、复合酵母菌、复合芽孢菌的菌株进行活化，得到复合乳酸菌菌悬液、复合酵母菌菌悬液、复合芽孢菌菌悬液；
将复合乳酸菌菌悬液和复合酵母菌菌悬液按比例接种到发酵培养基中进行发酵，得到复合乳酸菌和复合酵母菌的母液；将复合乳酸菌和复合酵母菌的母液进行扩培，得到复合乳酸菌和复合酵母菌的产品；
将复合芽孢菌菌悬液进行发酵、扩培，得到复合芽孢菌的产品；
将复合乳酸菌和复合酵母菌的产品和复合芽孢菌的产品按比例混合。
9.权利要求1-5任一项所述的高效去除氨和硫化氢的复合微生物菌剂在去除氨和硫化氢中的用途；
可选的，在粪污处理、污水处理或污泥堆肥处理中去除氨和硫化氢的用途。
10.一种权利要求1-5任一项所述的高效去除氨和硫化氢的复合微生物菌剂的使用方法，其特征在于，施用所述的高效去除氨和硫化氢的复合微生物菌剂；
可选的，复合微生物菌剂为液态时，根据氨和硫化氢的浓度，将所述的高效去除氨和硫化氢的复合微生物菌剂稀释20-100重量倍，以20-100mL/m3的量喷施；可选的，所述复合微生物菌剂指复合乳酸菌及复合酵母菌的产品；
可选的，喷施方式为空间喷雾；
可选的，氨的浓度1000ppm以下；硫化氢的浓度200ppm以下；
可选的，复合微生物菌剂为固态时，将所述复合微生物菌剂以0.2-5wt％的比例添加。
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