CN115637242A - 微生物复合菌剂及其制备方法和赤泥原位生物脱碱的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及赤泥脱碱工艺，公开了一种微生物复合菌剂及其制备方法和赤泥原位生物脱碱的方法。该复合菌剂含有嗜盐盐乳杆菌(Halolactibacillus halophilus)、嗜碱纤维梭菌(Clostridium alkalicellulosi)和厌氧盐碱细菌(Alkalitalea saponilacus)，所述复合菌剂中嗜盐盐乳杆菌、嗜碱纤维梭菌和厌氧盐碱细菌的菌落数比例为0.5‑1.5:0.5‑1.5:1。本发明提供的赤泥原位生物脱碱的方法包括以下步骤：将赤泥与木质纤维素原料、溶剂混合形成浆液，将所述浆液与上述的复合菌剂混合后进行培养II。该复合菌剂和赤泥原位生物脱碱的方法可实现生物脱碱的高效运行，能够简化生物脱碱工艺，减少能耗、降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及赤泥脱碱工艺，具体地，涉及一种微生物复合菌剂及其制备方法和赤泥原位生物脱碱的方法。
背景技术
赤泥是铝土矿提炼氧化铝之后排放的强碱性废渣，数量巨大且环境风险大。中国作为世界第一氧化铝生产国，每年排放的赤泥高达上亿吨。目前赤泥的主要处置方式为堆存，不仅占用土地、浪费资源，而且会造成环境污染，带来安全隐患。赤泥属于有害废渣，其高含碱量可能造成土地碱化、沼泽化和地下水污染等环境问题，因此，对其进行脱碱是实现赤泥无害化和资源化的重要前提。
目前赤泥脱碱方法主要有水洗、石灰浸出、酸中和、碳酸化和生物法等。水洗法不消耗试剂，成本较低，但是所产生的脱碱液无法外排，无法脱除赤泥中的结构碱；石灰浸出法存在脱碱率低，药剂消耗量大等缺陷；酸中和法酸消耗量大、成本高，易产生二次污染；碳酸法对设备要求高，脱碱率低。
生物法主要是利用微生物生产的有机酸中和赤泥中的碱，促进赤泥颗粒团聚体的形成，提高稳定性，降低赤泥的碱性，具有绿色环保、无二次污染等特点。现有的赤泥生物脱碱基本采用异位发酵产酸，然后再将酸液与赤泥混合之后进行异位脱碱，过程复杂；原位生物脱碱是将赤泥与产酸微生物混合之后，实现原位发酵产酸和赤泥脱碱的同步。然而，赤泥中盐碱含量高、透气性差、有机质和养分缺乏，无法为微生物提供合适的生长条件，导致脱碱效率低、成本偏高。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的原位生物脱碱效率低、成本偏高的问题，提供一种微生物复合菌剂及其制备方法和赤泥原位生物脱碱的方法，该微生物复合菌剂的三种菌之间相互协同，可实现赤泥中碱度的高效脱除，具有低能耗、低成本、绿色环保等优势。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种微生物复合菌剂，其特征在于，该复合菌剂含有嗜盐盐乳杆菌(Halolactibacillus halophilus)、嗜碱纤维梭菌(Clostridiumalkalicellulosi)和厌氧盐碱细菌(Alkalitalea saponilacus)，所述复合菌剂中嗜盐盐乳杆菌、嗜碱纤维梭菌和厌氧盐碱细菌的菌落数比例为0.5-1.5:0.5-1.5:1。
本发明第二方面提供一种微生物复合菌剂的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将嗜盐盐乳杆菌、嗜碱纤维梭菌和厌氧盐碱细菌分别接种至培养基中进行培养I后收集菌体得到嗜盐盐乳杆菌菌体、嗜碱纤维梭菌菌体和厌氧盐碱细菌菌体；
(2)将所述嗜盐盐乳杆菌菌体、嗜碱纤维梭菌菌体和厌氧盐碱细菌菌体混合得到所述复合菌剂；
其中，所述复合菌剂中嗜盐盐乳杆菌、嗜碱纤维梭菌和厌氧盐碱细菌的菌落数比例为0.5-1.5:0.5-1.5:1。
优选地，步骤(1)中所述培养基含有碳源、氮源和无机盐。
优选地，所述培养基含有葡萄糖、酵母粉、蛋白胨、MgSO4·7H2O和NaCl；进一步优选为含有葡萄糖15-25g/L、酵母粉2-3g/L、蛋白胨4-6g/L、MgSO4·7H2O 0.1-0.3g/L、NaCl 25-35g/L。
优选地，步骤(2)中所述混合的过程包括：将所述嗜盐盐乳杆菌菌体、嗜碱纤维梭菌菌体和厌氧盐碱细菌菌体分别重悬后进行混合，其中，所述重悬采用的溶剂为生理盐水。
优选地，步骤(1)中所述培养I的条件至少包括：温度为25-35℃，转速为150-250rpm，培养至菌株的对数生长期进行所述收集菌体。
本发明第三方面提供上述的复合菌剂和/或上述的制备方法制得的复合菌剂在赤泥原位生物脱碱中的应用。
本发明第四方面提供一种赤泥原位生物脱碱的方法，该方法包括以下步骤：将赤泥与木质纤维素原料、溶剂混合形成浆液，将所述浆液与复合菌剂混合后进行培养II；其中，所述复合菌剂为上述的复合菌剂和/或上述的制备方法制得的复合菌剂。
优选地，所述浆液与所述复合菌剂混合使得形成的混合液中总有效菌落数为108-109cfu/mL。
优选地，所述浆液中所述赤泥的含量为10-20wt％、所述木质纤维素原料的含量为5-10wt％。
优选地，所述赤泥的平均粒径小于或等于0.85mm，所述木质纤维素原料的平均粒径小于或等于0.85mm。
优选地，所述木质纤维素原料选自玉米秸秆、水稻秸秆、小麦秸秆、玉米芯、甘蔗渣和大豆秸秆中的至少一种；所述溶剂为水。
优选地，所述培养II的条件至少包括：每10-15h搅拌一次，每次搅拌的时间为8-15min，培养至所述浆液的pH小于或等于6。
优选地，该方法还包括将所述培养II得到的脱碱液接种至新鲜的所述浆液中进行重复培养。
优选地，所述重复培养的条件至少包括：每10-15h搅拌一次，每次搅拌的时间为8-15min，培养至所述浆液的pH小于或等于6。
通过上述技术方案，本发明的有益效果为：
本发明提供的微生物复合菌剂，将嗜盐盐乳杆菌、嗜碱纤维梭菌和厌氧盐碱细菌这三种产酸菌进行复配，形成相互协同作用，其中，嗜碱纤维梭菌和厌氧盐碱细菌属于嗜盐碱的厌氧菌，嗜盐盐乳杆菌属于嗜盐碱的兼性厌氧菌，不仅能够在赤泥中高盐高碱的条件下生长产生有机酸和二氧化碳，酸和二氧化碳能够中和赤泥中的游离碱，降低赤泥中的pH值，有机酸可与赤泥中的结构碱发生反应，脱除赤泥中的结构碱，进而进行赤泥生物脱碱，而且嗜盐盐乳杆菌能够消耗掉赤泥中的少量氧气，防止氧气对嗜碱纤维梭菌和厌氧盐碱细菌两种厌氧菌的抑制作用；此外，在应用于赤泥生物脱碱的过程中，利用赤泥中高盐高碱的条件抑制其它杂菌生长而不抑制复合菌剂生长的特点，无需灭菌和控制无菌条件，在开放环境中可实现生物脱碱的高效运行，能够简化生物脱碱工艺，减少能耗、降低成本。
本发明提供的赤泥原位生物脱碱的方法，采用废弃的木质纤维素原料为原料，利用赤泥中的碱破除木质纤维中的抗生物降解屏障，提高微生物对纤维和半纤维素的利用率，同时通过复合菌剂中嗜碱纤维梭菌能够产纤维素酶将木质纤维素原料中的纤维素分解为葡萄糖，厌氧盐碱细菌能够产生耐碱性木聚糖酶，将木质纤维素原料中的木聚糖转化为木糖，进而复合菌剂对葡萄糖和木糖作为碳源进一步转化产酸用于脱碱，实现了以废治废的效果。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明第一方面提供了一种微生物复合菌剂，其特征在于，该复合菌剂含有嗜盐盐乳杆菌(Halolactibacillus halophilus)、嗜碱纤维梭菌(Clostridiumalkalicellulosi)和厌氧盐碱细菌(Alkalitalea saponilacus)。
本发明中，使用的三种菌购买于德国微生物菌种保藏中心(DSMZ)，嗜盐盐乳杆菌(Halolactibacillus halophilus)的菌株商品编号为DSM 17073；嗜碱纤维梭菌(Clostridium alkalicellulosi)的菌株商品编号为DSM 17461；厌氧盐碱细菌(Alkalitalea saponilacus)的菌株商品编号为DSM 24412。其中，嗜碱纤维梭菌为厌氧菌，能够产纤维素酶，产生的纤维素酶能够将纤维素分解为葡萄糖，同时能将葡萄糖进一步转化为乙酸、乳酸和甲酸；厌氧盐碱细菌为厌氧菌，能够产生耐碱性木聚糖酶，将木质纤维素中的木聚糖转化为木糖，并发酵生成乙酸、丙酸和丁酸混合物；嗜盐盐乳杆菌为兼性厌氧菌，能够消耗掉赤泥的少量氧气，防止氧气对上述两种厌氧菌的抑制作用，同时在厌氧条件下能够利用葡萄糖或木糖产乳酸。
本发明提供的微生物复合菌剂，将嗜盐盐乳杆菌、嗜碱纤维梭菌和厌氧盐碱细菌这三种产酸菌进行复配，形成相互协同作用，其中，嗜碱纤维梭菌和厌氧盐碱细菌属于嗜盐碱的厌氧菌，嗜盐盐乳杆菌属于嗜盐碱的兼性厌氧菌，不仅能够在赤泥中高盐高碱的条件下生长产生有机酸和二氧化碳，酸和二氧化碳能够中和赤泥中的游离碱，降低赤泥中的pH值，有机酸可与赤泥中的结构碱发生反应，脱除赤泥中的结构碱，进而进行赤泥生物脱碱，而且嗜盐盐乳杆菌能够消耗掉赤泥中的少量氧气，防止氧气对嗜碱纤维梭菌和厌氧盐碱细菌两种厌氧菌的抑制作用。此外，在应用于赤泥生物脱碱的过程中，利用赤泥中高盐高碱的条件抑制其它杂菌生长而不抑制复合菌剂生长的特点，无需灭菌和控制无菌条件，在开放环境中可实现生物脱碱的高效运行，能够简化生物脱碱工艺，减少能耗、降低成本。
本发明的微生物复合菌剂中，嗜盐盐乳杆菌、嗜碱纤维梭菌和厌氧盐碱细菌可以按照任意的比例进行混合。优选情况下，为了更好地发挥三种菌之间的协同作用，所述复合菌剂中嗜盐盐乳杆菌、嗜碱纤维梭菌和厌氧盐碱细菌的菌落数比例为0.5-1.5:0.5-1.5:1，进一步优选为0.8-1.2:0.8-1.2:1。
本发明中，微生物复合菌剂可以呈液态形式或者固态形式，优选为采用液态形式，例如，将嗜盐盐乳杆菌、嗜碱纤维梭菌和厌氧盐碱细菌分别用生理盐水重悬后进行混合，形成微生物复合菌剂。
本发明第二方面提供了一种微生物复合菌剂的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将嗜盐盐乳杆菌、嗜碱纤维梭菌和厌氧盐碱细菌分别接种至培养基中进行培养I后收集菌体得到嗜盐盐乳杆菌菌体、嗜碱纤维梭菌菌体和厌氧盐碱细菌菌体；
(2)将所述嗜盐盐乳杆菌菌体、嗜碱纤维梭菌菌体和厌氧盐碱细菌菌体混合得到所述复合菌剂；
其中，所述复合菌剂中嗜盐盐乳杆菌、嗜碱纤维梭菌和厌氧盐碱细菌的活菌数比例为0.5-1.5:0.5-1.5:1。
本发明提供的微生物复合菌剂的制备方法操作简单、省时省力，且成本较低，适于推广及工业化生产，得到的微生物复合菌剂能够实现生物脱碱的高效运行。
本发明中，将嗜盐盐乳杆菌、嗜碱纤维梭菌和厌氧盐碱细菌用培养基分别进行纯培养前，可以分别将各个菌株进行适当的活化培养或者种子培养，有利于快速恢复细菌的活力，促进细菌的快速增长，也有利于微生物复合菌剂的制备。
本发明中采用的培养基为能够为嗜盐盐乳杆菌、嗜碱纤维梭菌和厌氧盐碱细菌提供生长所需的营养物质即可。优选地，为了能够使得嗜盐盐乳杆菌、嗜碱纤维梭菌和厌氧盐碱细菌在培养基中良好生长，提供足够的营养物质。优选地，步骤(1)中所述培养基含有碳源、氮源和无机盐。其中，碳源可以是葡萄糖、蔗糖、果糖等糖类物质，氮源可以是酵母膏、酵母粉、蛋白胨等，无机盐可以是硫酸镁、氯化钾、碳酸钠、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾等。
本发明中，进一步优选地，所述培养基含有葡萄糖、酵母粉、蛋白胨、MgSO4·7H2O和NaCl。示例性地，所述培养基含有葡萄糖15-25g/L、酵母粉2-3g/L、蛋白胨4-6g/L、MgSO4·7H2O 0.1-0.3g/L、NaCl 25-35g/L。每种物质的含量单位“g/L”的含义为每1L培养基中含有的该物质的质量克数，通常以水为培养基的溶剂。
本发明中，优选地，步骤(2)中所述混合的过程包括：将所述嗜盐盐乳杆菌菌体、嗜碱纤维梭菌菌体和厌氧盐碱细菌菌体分别重悬后进行混合，其中，所述重悬采用的溶剂为生理盐水。
本发明中，所述培养I为嗜盐盐乳杆菌、嗜碱纤维梭菌和厌氧盐碱细菌各个菌的纯培养，在纯培养得到各个菌株后，复配成微生物复合菌剂，该过程有利于提高细菌的生长速率，节约复合菌剂的制备时间。优选地，步骤(1)中所述培养I的条件至少包括：温度为25-35℃，转速为150-250rpm，培养至菌株的对数生长期进行所述收集菌体。将处于对数生长期的嗜盐盐乳杆菌、嗜碱纤维梭菌和厌氧盐碱细菌混合形成复合菌剂，能够充分保证菌的活力，有利于提高复合菌剂的产酸能力，进而提高对赤泥脱碱的效率。
本发明第三方面提供上述的复合菌剂和/或上述的制备方法制得的复合菌剂在赤泥原位生物脱碱中的应用。
本发明提供的复合菌剂能够在赤泥高盐高碱的条件下生长产酸，基于此，将复合菌剂的生长过程与赤泥原位生物脱碱过程相结合，以利用复合菌剂生长过程中产生的酸与赤泥中的碱中和，对赤泥进行脱碱。示例性地，将赤泥与复合菌剂生长所需的碳源、氮源等物质混合后，再将复合菌剂接入进行细菌培养，以将复合菌剂的生长过程与赤泥的脱碱过程相结合。
本发明第四方面提供一种赤泥原位生物脱碱的方法，该方法包括以下步骤：将赤泥与木质纤维素原料、溶剂混合形成浆液，将所述浆液与复合菌剂混合后进行培养II；其中，所述复合菌剂为上述的复合菌剂和/或上述的制备方法制得的复合菌剂。
本发明提供的赤泥原位生物脱碱的方法，采用废弃的木质纤维素原料为原料，利用赤泥中的碱破除木质纤维中的抗生物降解屏障，提高微生物对纤维和半纤维素的利用率，同时通过复合菌剂中嗜碱纤维梭菌能够产纤维素酶将木质纤维素原料中的纤维素分解为葡萄糖，厌氧盐碱细菌能够产生耐碱性木聚糖酶，将木质纤维素原料中的木聚糖转化为木糖，进而复合菌剂对葡萄糖和木糖作为碳源进一步转化产酸用于脱碱，实现了以废治废的效果。
本发明中，为了降低浆液的pH，促进复合菌剂的菌群生长，在浆液混合均匀之后，可每隔4-8h对浆液进行搅拌8-12min，使浆液中木质纤维素利用赤泥中碱进行降解，并消耗赤泥中的部分碱，使得浆液的pH下降到9以下。
根据本发明，所述浆液中复合菌剂的接种量可以根据赤泥的碱性情况以及工艺需求进行确定。优选地，所述浆液与所述复合菌剂混合使得形成的混合液中复合菌剂的总有效活菌数为108-109cfu/mL，以能够有效提高对赤泥的脱碱效率以及对木质纤维素的利用率。
根据本发明，在浆液与复合菌剂混合后，为了加速复合菌剂的生长，可以向混合液中添加适量的碳源和氮源，以促进复合菌剂的生长，迅速建立混合液中复合菌剂的菌群的优势地位。示例性地，向浆液与复合菌剂混合形成的混合液中添加1-3wt％的葡萄糖和0.05-0.2wt％的酵母粉。
根据本发明，赤泥与木质纤维素原料、溶剂可以采用适当的比例进行混合，优选地，所述浆液中所述赤泥的含量为10-20wt％、所述木质纤维素原料的含量为5-10wt％，以能够提高赤泥与木质纤维素原料的混合均匀度，进而在复合菌剂接入后，能够提高对赤泥脱碱的效率。
根据本发明，所述溶剂可以采用水，便于混合过程的操作，也可以采用适于赤泥脱碱的工业或生活废水等。
根据本发明，为了进一步提高赤泥与木质纤维素原料混合的充分性，促进对赤泥脱碱的作用。优选地，所述赤泥的平均粒径小于或等于0.85mm，所述木质纤维素原料的平均粒径小于或等于0.85mm。
根据本发明，所述木质纤维素原料可以选用废弃的含木质纤维素的植物原料。优选地，所述木质纤维素原料选自玉米秸秆、水稻秸秆、小麦秸秆、玉米芯、甘蔗渣和大豆秸秆中的至少一种。
根据本发明，所述培养II的条件主要是为了促进赤泥、木质纤维素原料与复合菌剂的混合均匀性。优选地，所述培养II的条件至少包括：每10-15h搅拌一次，每次搅拌的时间为8-15min，培养至所述浆液的pH小于或等于6。以浆液的pH作为培养II的终点，便于观察。
本发明中，所述培养II得到的脱碱液中不仅含有甲酸、乙酸、丙酸、丁酸和乳酸，还含有复合菌剂的菌体。
根据本发明，优选地，该方法还包括将所述培养II得到的脱碱液接种至新鲜的所述浆液中进行重复培养。采用本发明提供的赤泥生物脱碱方法进行脱碱终止后，可将脱碱液与新鲜的浆液以体积比1:8-10进行混合，直接用于下一轮赤泥生物脱碱的接种，利用脱碱液中的复合菌剂对新鲜的浆液中的赤泥进行脱碱，节省菌种重复培养步骤，同时达到驯化菌种的目的，加速生物脱碱。
根据本发明，所述重复培养的条件也是为了促进赤泥、木质纤维素原料与复合菌剂的混合均匀性。优选地，所述重复培养的条件至少包括：每10-15h搅拌一次，每次搅拌的时间为8-15min，培养至所述浆液的pH小于或等于6。
作为本发明中一种相对优选地具体实施方式，赤泥原位生物脱碱的方法包括以下步骤：
(1)将赤泥、木质纤维素原料分别磨碎后过20目筛得到赤泥颗粒和木质纤维素颗粒，将赤泥颗粒、木质纤维素颗粒与水混合得到浆液，使得浆液中赤泥的含量为10-20wt％、木质纤维素原料的含量为5-10wt％，每隔4-8h对浆液进行搅拌8-12min，使得浆液的pH下降到9以下；
(2)将步骤(1)得到的pH为9以下的浆液与复合菌剂混合得到混合液I，使得混合液I中复合菌剂(嗜盐盐乳杆菌、嗜碱纤维梭菌和厌氧盐碱细菌的菌落数比例为0.5-1.5:0.5-1.5:1)的总有效活菌数为108-109cfu/mL，向混合液I中添加1-3wt％的葡萄糖和0.05-0.2wt％的酵母粉，然后每10-15h搅拌一次，每次搅拌的时间为8-15min，培养至混合液I的pH小于或等于6，得到脱碱液I；
(3)重复步骤(1)得到pH为9以下的新鲜浆液，将步骤(2)得到的脱碱液I与新鲜浆液混合得到混合液II，进行新一轮生物脱碱，每10-15h搅拌一次，每次搅拌的时间为8-15min，培养至混合液II的pH小于或等于6得到脱碱液II；
(4)重复步骤(3)的过程。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
以下实施例中，赤泥来源自河南某铝业赤泥尾矿(pH为11)，玉米秸秆、水稻秸秆、小麦秸秆均来源自于河南某地，嗜盐盐乳杆菌(Halolactibacillus halophilus)的菌株购买于德国微生物菌种保藏中心(DSMZ)、商品编号为DSM 17073；嗜碱纤维梭菌(Clostridiumalkalicellulosi)的菌株购买于德国微生物菌种保藏中心(DSMZ)、商品编号为DSM 17461；厌氧盐碱细菌(Alkalitalea saponilacus)的菌株购买于德国微生物菌种保藏中心(DSMZ)、商品编号为DSM 24412，丁酸梭状芽孢杆菌(Clostridium butyricum)购买于宁波泰斯拓生物技术有限责任公司、商品编号为TS353803，植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)购买于美国菌种保藏中心、商品编号为ATCC 8041，其余原料与试剂均为常规的市售品。
制备例1
(1)将嗜盐盐乳杆菌、嗜碱纤维梭菌和厌氧盐碱细菌分别经活化后，以接种量为2体积％接种到灭菌后的培养基中(培养基组成为：葡萄糖20g/L、酵母粉2.5g/L、蛋白胨5g/L、MgSO4·7H2O 0.2g/L、NaCl 30g/L)，在温度为30℃、转速为200rpm的条件下进行培养，将各个菌种培养至对数生长期停止培养，收集菌体，得到嗜盐盐乳杆菌菌体、嗜碱纤维梭菌菌体和厌氧盐碱细菌菌体；
(2)将嗜盐盐乳杆菌菌体、嗜碱纤维梭菌菌体和厌氧盐碱细菌菌体分别用生理盐水重悬后，以嗜盐盐乳杆菌、嗜碱纤维梭菌和厌氧盐碱细菌的活菌数比例为1:1:1进行混合得到复合菌剂。
制备例2
(1)将嗜盐盐乳杆菌、嗜碱纤维梭菌和厌氧盐碱细菌分别经活化后，以接种量为2体积％接种到灭菌后的培养基中(培养基组成为：葡萄糖15g/L、酵母粉2g/L、蛋白胨4g/L、MgSO4·7H2O 0.1g/L、NaCl 25g/L)，在温度为25℃、转速为250rpm的条件下进行培养，将各个菌种培养至对数生长期停止培养，收集菌体，得到嗜盐盐乳杆菌菌体、嗜碱纤维梭菌菌体和厌氧盐碱细菌菌体；
(2)将嗜盐盐乳杆菌菌体、嗜碱纤维梭菌菌体和厌氧盐碱细菌菌体分别用生理盐水重悬后，以嗜盐盐乳杆菌、嗜碱纤维梭菌和厌氧盐碱细菌的活菌数比例为0.8:0.8:1进行混合得到复合菌剂。
制备例3
(1)将嗜盐盐乳杆菌、嗜碱纤维梭菌和厌氧盐碱细菌分别经活化后，以接种量为2体积％接种到灭菌后的培养基中(培养基组成为：葡萄糖25g/L、酵母粉3g/L、蛋白胨6g/L、MgSO4·7H2O 0.3g/L、NaCl 35g/L)，在温度为35℃、转速为150rpm的条件下进行培养，将各个菌种培养至对数生长期停止培养，收集菌体，得到嗜盐盐乳杆菌菌体、嗜碱纤维梭菌菌体和厌氧盐碱细菌菌体；
(2)将嗜盐盐乳杆菌菌体、嗜碱纤维梭菌菌体和厌氧盐碱细菌菌体分别用生理盐水重悬后，以嗜盐盐乳杆菌、嗜碱纤维梭菌和厌氧盐碱细菌的活菌数比例为1.2:1.2:1进行混合得到复合菌剂。
制备例4
按照制备例3的方法制备复合菌剂，不同的是，将步骤(2)中嗜盐盐乳杆菌、嗜碱纤维梭菌和厌氧盐碱细菌的活菌数比例替换为1.5:1.5:1。
制备例5
按照制备例3的方法制备复合菌剂，不同的是，将步骤(2)中嗜盐盐乳杆菌、嗜碱纤维梭菌和厌氧盐碱细菌的活菌数比例替换为0.5:0.5:1。
制备例6
(1)将嗜盐盐乳杆菌和嗜碱纤维梭菌分别经活化后，以接种量为2体积％接种到灭菌后的培养基中(培养基组成为：葡萄糖25g/L、酵母粉3g/L、蛋白胨6g/L、MgSO4·7H2O0.3g/L、NaCl 35g/L)，在温度为35℃、转速为150rpm的条件下进行培养，将各个菌种培养至对数生长期停止培养，收集菌体，得到嗜盐盐乳杆菌菌体、嗜碱纤维梭菌菌体；
(2)将嗜盐盐乳杆菌菌体和嗜碱纤维梭菌菌体分别用生理盐水重悬后，以嗜盐盐乳杆菌与嗜碱纤维梭菌的活菌数比例为1.2:1进行混合得到复合菌剂。
制备例7
按照制备例3的方法制备复合菌剂，不同的是，将嗜碱纤维梭菌替换为丁酸梭状芽孢杆菌。
制备例8
按照制备例3的方法制备复合菌剂，不同的是，将嗜盐盐乳杆菌替换为植物乳酸菌。
实施例1
(1)将赤泥、玉米秸秆(玉米秸秆的纤维素含量为37.2％，半纤维素含量为23.5％，木质素含量为20.2％，半纤维素中木聚糖含量在80％以上)分别磨碎后过20目筛得到赤泥颗粒和木质纤维素颗粒，将赤泥颗粒、木质纤维素颗粒与水混合得到浆液，使得浆液中赤泥的含量为20wt％、木质纤维素原料的含量为10wt％，每隔4h对浆液进行搅拌10min，使得浆液的pH下降到9以下；
(2)将步骤(1)得到的pH为9以下的浆液与制备例1得到的复合菌剂混合得到混合液I，使得混合液I中复合菌剂的总有效活菌数为108cfu/mL，向混合液I中添加2wt％的葡萄糖和0.1wt％的酵母粉，然后每12h搅拌一次，每次搅拌的时间为10min，培养至混合液I的pH为5.53，得到脱碱液I；
(3)重复步骤(1)得到pH为9以下的新鲜浆液，将步骤(2)得到的脱碱液I与新鲜浆液以体积比1:8混合得到混合液II，进行新一轮生物脱碱，每12h搅拌一次，每次搅拌的时间为10min，培养至混合液II的pH为5.65，得到脱碱液II；
(4)重复步骤(3)的过程。
实施例2
(1)将赤泥、水稻秸秆和小麦秸秆(水稻秸秆的纤维素含量为34.5％，半纤维素含量为21.8％，木质素含量为18.7％，半纤维素中木聚糖含量在80％以上；小麦秸秆的纤维素含量为38.6％，半纤维素含量28.2％，木质素含量为16.5％，半纤维素中木聚糖含量在80％以上)分别磨碎后过20目筛得到赤泥颗粒和木质纤维素颗粒，将赤泥颗粒、木质纤维素颗粒与水混合得到浆液，使得浆液中赤泥的含量为15wt％、木质纤维素原料的含量为5wt％，每隔8h对浆液进行搅拌12min，使得浆液的pH下降到9以下；
(2)将步骤(1)得到的pH为9以下的浆液与制备例2得到的复合菌剂混合得到混合液I，使得混合液I中复合菌剂的总有效活菌数为109cfu/mL，向混合液中添加1wt％的葡萄糖和0.05wt％的酵母粉，然后每10h搅拌一次，每次搅拌的时间为8min，培养至混合液的pH为5.40，得到脱碱液I；
(3)重复步骤(1)得到pH为9以下的新鲜浆液，将步骤(2)得到的脱碱液I与新鲜浆液以体积比1:9混合得到混合液II，进行新一轮生物脱碱，每10h搅拌一次，每次搅拌的时间为8min，培养至混合液II的pH为5.71，得到脱碱液II；
(4)重复步骤(3)的过程。
实施例3
(1)将赤泥、玉米秸秆(玉米秸秆的纤维素含量为37.2％，半纤维素含量为23.5％，木质素含量为20.2％，半纤维素中木聚糖含量在80％以上)分别磨碎后过20目筛得到赤泥颗粒和木质纤维素颗粒，将赤泥颗粒、木质纤维素颗粒与水混合得到浆液，使得浆液中赤泥的含量为10wt％、木质纤维素原料的含量为8wt％，每隔6h对浆液进行搅拌8min，使得浆液的pH下降到9以下；
(2)将步骤(1)得到的pH为9以下的浆液与制备例3得到的复合菌剂混合得到混合液，使得混合液中复合菌剂的总有效活菌数为108cfu/mL，向混合液中添加3wt％的葡萄糖和0.2wt％的酵母粉，然后每15h搅拌一次，每次搅拌的时间为15min，培养至混合液的pH为5.67，得到脱碱液I；
(3)重复步骤(1)得到pH为9以下的新鲜浆液，将步骤(2)得到的脱碱液I与新鲜浆液以体积比1:10混合得到混合液II，进行新一轮生物脱碱，每15h搅拌一次，每次搅拌的时间为15min，培养至混合液II的pH为5.42，得到脱碱液II；
(4)重复步骤(3)的过程。
实施例4
按照实施例3的方法进行赤泥生物脱碱，不同的是，将制备例3得到的复合菌剂替换为制备例4得到的复合菌剂。
脱碱液I的pH为5.93，脱碱液II的pH为5.85。
实施例5
按照实施例3的方法进行赤泥生物脱碱，不同的是，将制备例3得到的复合菌剂替换为制备例5得到的复合菌剂。
脱碱液I的pH为5.89，脱碱液II的pH为5.95。
对比例1
按照实施例3的方法进行赤泥生物脱碱，不同的是，将制备例3得到的复合菌剂替换为制备例6得到的复合菌剂。
脱碱液I的pH为6.87，脱碱液II的pH为7.04。
对比例2
按照实施例3的方法进行赤泥生物脱碱，不同的是，将制备例3得到的复合菌剂替换为制备例7得到的复合菌剂。
脱碱液I的pH为7.65，脱碱液II的pH为7.47。
对比例3
按照实施例3的方法进行赤泥生物脱碱，不同的是，将制备例3得到的复合菌剂替换为制备例8得到的复合菌剂。
脱碱液I的pH为8.25，脱碱液II的pH为8.13。
对比例4
按照实施例3的方法进行赤泥生物脱碱，不同的是，将制备例3得到的复合菌剂替换为商购的复合菌剂(河北德强生物科技有限公司生产的沃丰地宝)。
脱碱液I的pH为7.85，脱碱液II的pH为7.91。
对比例5
(1)将赤泥磨碎后过20目筛得到赤泥颗粒与水混合得到浆液，使得浆液中赤泥的含量为10wt％；
(2)将步骤(1)得到的浆液与制备例3得到的复合菌剂混合得到混合液，使得混合液中复合菌剂的总有效活菌数为108cfu/mL，向混合液中添加30wt％的葡萄糖和2wt％的酵母粉，然后每15h搅拌一次，每次搅拌的时间为15min，培养至混合液的pH为8.51，得到脱碱液I；
(3)重复步骤(1)得到的新鲜浆液，将步骤(2)得到的脱碱液I与新鲜浆液以体积比1:10混合得到混合液II，进行新一轮生物脱碱，每15h搅拌一次，每次搅拌的时间为15min，培养至混合液II的pH为8.62，得到脱碱液II；
(4)重复步骤(3)的过程。
测试例
对实施例1-实施例5和对比例1-对比例5中的脱碱液I和脱碱液II处理时间，以及相应赤泥的脱碱成本进行核算(包括原料成本、能耗成本)，结果见表1。
表1
通过表1的结果可以看出，实施例1-实施例5采用本发明提供的复合菌剂和赤泥生物脱碱方法，与对比例1-对比例5相比，混合液I和混合液II的脱碱处理时间明显缩短，且赤泥的处理成本降低，具有赤泥脱碱效率高、时间短且成本低的效果。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种微生物复合菌剂，其特征在于，该复合菌剂含有嗜盐盐乳杆菌(Halolactibacillus halophilus)、嗜碱纤维梭菌(Clostridium alkalicellulosi)和厌氧盐碱细菌(Alkalitalea saponilacus)，所述复合菌剂中嗜盐盐乳杆菌、嗜碱纤维梭菌和厌氧盐碱细菌的菌落数比例为0.5-1.5:0.5-1.5:1。
2.一种微生物复合菌剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将嗜盐盐乳杆菌、嗜碱纤维梭菌和厌氧盐碱细菌分别接种至培养基中进行培养I后收集菌体得到嗜盐盐乳杆菌菌体、嗜碱纤维梭菌菌体和厌氧盐碱细菌菌体；
(2)将所述嗜盐盐乳杆菌菌体、嗜碱纤维梭菌菌体和厌氧盐碱细菌菌体混合得到所述复合菌剂；
其中，所述复合菌剂中嗜盐盐乳杆菌、嗜碱纤维梭菌和厌氧盐碱细菌的菌落数比例为0.5-1.5:0.5-1.5:1。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述培养基含有碳源、氮源和无机盐；
优选地，所述培养基含有葡萄糖、酵母粉、蛋白胨、MgSO4·7H2O和NaCl；进一步优选为含有葡萄糖15-25g/L、酵母粉2-3g/L、蛋白胨4-6g/L、MgSO4·7H2O 0.1-0.3g/L、NaCl 25-35g/L；
优选地，步骤(2)中所述混合的过程包括：将所述嗜盐盐乳杆菌菌体、嗜碱纤维梭菌菌体和厌氧盐碱细菌菌体分别重悬后进行混合，其中，所述重悬采用的溶剂为生理盐水。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述培养I的条件至少包括：温度为25-35℃，转速为150-250rpm，培养至菌株的对数生长期进行所述收集菌体。
5.权利要求1所述的复合菌剂和/或根据权利要求2至4中任意一项所述的制备方法制得的复合菌剂在赤泥生物脱碱中的应用。
6.一种赤泥原位生物脱碱的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：将赤泥与木质纤维素原料、溶剂混合形成浆液，将所述浆液与复合菌剂混合后进行培养II；
其中，所述复合菌剂为权利要求1所述的复合菌剂和/或根据权利要求2至4中任意一项所述的制备方法制得的复合菌剂。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述浆液与所述复合菌剂混合使得形成的混合液中总有效菌落数为108-109cfu/mL。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述浆液中所述赤泥的含量为10-20wt％、所述木质纤维素原料的含量为5-10wt％；
优选地，所述赤泥的平均粒径小于或等于0.85mm，所述木质纤维素原料的平均粒径小于或等于0.85mm；
优选地，所述木质纤维素原料选自玉米秸秆、水稻秸秆、小麦秸秆、玉米芯、甘蔗渣和大豆秸秆中的至少一种；所述溶剂为水。
9.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述培养II的条件至少包括：每10-15h搅拌一次，每次搅拌的时间为8-15min，培养至所述浆液的pH小于或等于6。
10.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，该方法还包括将所述培养II得到的脱碱液接种至新鲜的所述浆液中进行重复培养；
优选地，所述重复培养的条件至少包括：每10-15h搅拌一次，每次搅拌的时间为8-15min，培养至所述浆液的pH小于或等于6。
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105723219A (zh) * | 2013-09-12 | 2016-06-29 | 朗泽科技新西兰有限公司 | 重组微生物和其使用方法 |
| CN107751545A (zh) * | 2016-08-15 | 2018-03-06 | 薛富盛 | 大肠杆菌素或能表现大肠杆菌的微生物用于制备增肉剂的用途 |
| CN107935332A (zh) * | 2017-11-29 | 2018-04-20 | 洛阳理工学院 | 一种赤泥的连续生物脱碱工艺 |
| CN108431169A (zh) * | 2015-12-23 | 2018-08-21 | 阿格拉纳控股股份有限公司 | 具有环境相容的生物稳定剂的工艺流体在地热钻孔中的用途 |
| WO2018231923A1 (en) * | 2017-06-15 | 2018-12-20 | Muhammed Majeed | Anti-obesity potential of garcinol |
| CN111196713A (zh) * | 2020-01-09 | 2020-05-26 | 中南大学 | 一种利用低硅质赤泥原料制备高强支撑半玻化陶粒的方法 |
| US20200299145A1 (en) * | 2019-03-22 | 2020-09-24 | Kunming University Of Science And Technology | Method for aluminum-enhanced dealkalization of red mud and separation and recovery of aluminum and iron |
| WO2020206833A1 (zh) * | 2019-04-11 | 2020-10-15 | 东北大学 | 一种高铁赤泥涡流熔融还原脱碱提铁直接水泥化的方法 |
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105723219A (zh) * | 2013-09-12 | 2016-06-29 | 朗泽科技新西兰有限公司 | 重组微生物和其使用方法 |
| CN108431169A (zh) * | 2015-12-23 | 2018-08-21 | 阿格拉纳控股股份有限公司 | 具有环境相容的生物稳定剂的工艺流体在地热钻孔中的用途 |
| CN107751545A (zh) * | 2016-08-15 | 2018-03-06 | 薛富盛 | 大肠杆菌素或能表现大肠杆菌的微生物用于制备增肉剂的用途 |
| WO2018231923A1 (en) * | 2017-06-15 | 2018-12-20 | Muhammed Majeed | Anti-obesity potential of garcinol |
| CN107935332A (zh) * | 2017-11-29 | 2018-04-20 | 洛阳理工学院 | 一种赤泥的连续生物脱碱工艺 |
| US20200299145A1 (en) * | 2019-03-22 | 2020-09-24 | Kunming University Of Science And Technology | Method for aluminum-enhanced dealkalization of red mud and separation and recovery of aluminum and iron |
| WO2020206833A1 (zh) * | 2019-04-11 | 2020-10-15 | 东北大学 | 一种高铁赤泥涡流熔融还原脱碱提铁直接水泥化的方法 |
| CN111196713A (zh) * | 2020-01-09 | 2020-05-26 | 中南大学 | 一种利用低硅质赤泥原料制备高强支撑半玻化陶粒的方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| DUO-RUI ZHANG等: "Efficient dealkalization of red mud and recovery of valuable metals by a sulfur-oxidizing bacterium", FRONT MICROBIOL, 29 August 2022 (2022-08-29) * |
| 陈珊等: "赤泥脱碱方法及其机理研究进展", 硅酸盐通报, 15 October 2020 (2020-10-15) * |
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