专利名称：一种粪产碱杆菌及其制备脱硫除臭剂的方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及生物发酵领域，具体地，涉及一种粪产碱杆菌及其在环境除臭中的应用。
背景技术：
禽畜粪便及生活垃圾中存在大量的致臭微生物，能够降解含硫有机物尤其是蛋白质，从而释放硫化氢，产生恶臭。随着农村规模化、集约化畜牧业的发展，畜禽生产中产生的硫化氢对环境的污染不断加剧。硫化氢作为臭气主要成分之一，能刺激人的嗅觉神经和三叉神经，对呼吸中枢产生毒害，不但对人类的健康造成极大的威胁，导致大气污染，而且也严重地影响着家畜(禽)的健康和生产性能的发挥，因此畜牧场臭气中的硫化氢污染愈来愈引起人们的重视。其次随着生活垃圾开始集中收集填埋，在垃圾的集中、运输、中转、压缩、填埋等过程中，发酵产生的硫化氢不可避免的污染着大气环境，也对人们的健康造成威胁。针对以上现象，需要能够快速去除硫化氢、适用于多种设施且成本低廉的除臭方法。目前常用的硫化氢的去除方法主要有物理法、化学法和生物法三种。物理吸附剂能够短时间的吸附臭气，但不能改变臭气的组成，而且饱和后对臭气的去除率迅速降低；化学法虽然除臭时间短，杀菌能力强，但是易对环境造成二次污染；而生物除臭法，具有处理效率高、无二次污染、所需设备简单便于操作、费用低廉和管理维护方便的特点，成为许多国家研究和应用的热点。生物除臭中，现有的技术中常应用自养硫氧化菌进行硫化氢的去除，其缺点是菌株代谢时间长，生长慢，不易获得高密度菌体，现有的异养硫氧化菌需要定期添加营养物质，增加了除臭反应的成本。再者，自养硫氧化菌在氧化硫化氢的同时产生硫酸，一方面抑制了硫氧化菌活性，大量产酸还会导致菌体自溶；另一方面需要加入碱进行中和，增加了处理的成本。因此迫切需要一种高效低毒、无二次污染，成本低、除臭效果迅速持久的除臭方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种粪产碱杆菌及其制备脱硫除臭剂的方法和应用，以克服上述现有技术存在的不足。本发明提供的菌株为粪产碱杆菌菌株M50-B1，该菌株于2011年9月5日在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCCJia :北京市朝阳区北辰西路I号院3号，中国科学院微生物研究所，邮编100101)保藏，分类命名为粪产碱菌(Alcaligenesfaecalis)保藏编号为 CGMCC No. 5219。粪产碱杆菌M50-B1，菌体形态杆状(图 1)，直径0.5“111-1.(^111，长0.5 4 111-2 4 111，
革兰氏阴性(图2)，好氧，可在硝酸盐存在情况下进行厌氧呼吸，有反硝化作用，最适生长温度为28°C，氧化酶与接触酶阴性，柠檬酸盐反应阳性，V. P.实验阳性，不产生吲哚，可在自养条件下好氧生长，也具备氧化硫化氢的作用。本发明提供了上述菌株在环境除臭中的应用。本发明提供了一种含有粪产碱杆菌M50-B1的脱硫除臭剂。本发明提供了上述脱硫除臭剂的制备方法，包括如下步骤(I)将粪产碱杆菌M50-B1的种子液接种至新鲜灭菌的异养硫氧化液体细菌培养基中，28-30°C发酵培养，期间定期测定菌浊度，至600nm处吸光度达到20时，停止发酵，得到液体脱硫除臭剂；或(2)将粪产碱杆菌M50-B1的种子液接种至新鲜灭菌的异养硫氧化液体细菌培养基中，28-30°C发酵培养，期间定期测定菌浊度，至600nm处吸光度达到20时，停止发酵，将得到的发酵液与颗粒活性炭按I : 1(V V)混合均匀后，将吸附菌体的活性炭载体于40°C干燥至含水率60%，得到固型脱硫除臭剂。上述步骤(I)、(2)种子液的浓度为107CFU/mL，添加体积百分数为2% _5%。上述颗粒活性炭其粒径为O. 85_2mm。异养硫氧化液体细菌培养基配方为牛肉膏3. 0g，蛋白胨15. Og,酵母膏3. Og,Na2HPO4 · 12H20 2. 0g, NaCl 3. 0g, Na2S2O3 · 5H20 8. Og,蒸馏水 1L, lmol/L 盐酸调 pH 至 7. 0，121°C，灭菌 20min。异养硫氧化固体细菌培养基配方为牛肉膏3.0g，蛋白胨15.0g，酵母膏3.0g，Na2HPO4 · 12H20 2. 0g, NaCl 3. 0g, Na2S2O3 · 5H20 8. Og,蒸馏水 1L, lmol/L 盐酸调 pH 至 7· 0，121 °C，加琼脂 I. 5% -2%，灭菌 20min。本发明提供了该脱硫除臭剂的使用方法，将液体脱硫除臭剂按粪便或垃圾量的1% (V/V)量进行喷施，要求菌液均匀覆盖垃圾表面，每天一次连续喷施3天，或，将固体脱硫除臭剂按垃圾或粪便量的2% (V/V)均匀撒布至垃圾表面。本发明提供的脱硫除臭剂可以用于畜禽养殖场、生物滤池、生物滴滤塔和/或生活垃圾处理场的除臭应用。本微生物脱硫除臭剂在常温下，液体形态有效期约为2个月，固体形态菌剂有效期为3个月以上。本发明提供一种硫氧化菌发酵液，包含高效的硫氧化菌，能将硫化氢氧化形成硫的多聚物，不产生硫酸，没有二次污染，粪产碱杆菌M50-B1均可以在环境中快速增殖，在去除硫化氢的同时占据一定的生态位，从而减少了臭气的生成，从而根本的解决臭气问题。另一方面弱酸性菌液在喷洒的过程中能够吸收空气中的氨，从而还有一定的除氨作用。固型菌剂中的活性炭能够起到吸附臭气物质的作用，且可以在较短的时间内发生作用，从而弥补了生物除臭有一定延迟期的缺点。本发明的微生物脱硫除臭菌剂，具有制备简单，除臭迅速、效果持久、没有二次污染的特点。
图I是粪产碱杆菌M50-B1菌株的电子显微镜照片；图2是粪产碱杆菌M50-B1菌株革兰氏染色光学显微镜照片；图3是异养条件下粪产碱杆菌M50-B1的生长及硫氧化效率图；图4是自养条件下粪产碱杆菌M50-B1的生长及硫氧化效率图5是使用脱硫除臭剂后养殖场硫化氢变化曲线图；图6是液体菌剂储藏除臭有效期实验图；图7是固体菌剂储藏除臭有效期实验图。
具体实施例方式以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的化学试剂均为常规市售试剂，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。 异养硫氧化细菌液体培养基牛肉膏3. 0g，蛋白胨15. 0g，酵母膏3. 0g，Na2HPO412H20 2. 0g, NaCl 3. 0g, Na2S2O3 5H20 8. 0g，蒸馏水 1L，lmol/L 盐酸调 pH 至 7· 0，121°C，灭菌 20min。异养硫氧化细菌固体培养基牛肉膏3.0g，蛋白胨15.0g，酵母膏3.0g，Na2HPO412H20 2. 0g, NaCl 3. 0g, Na2S2O3 5H20 8. 0g，蒸馏水 1L，lmol/L 盐酸调 pH 至 7· 0，121°C，力口琼脂 I. 5% -2%,灭菌 20min。硫氧化细菌富集培养基牛肉膏I. 5g，蛋白胨10. 0g，酵母膏I. 0g, Na2HP04 12H202. 0g, NaCl 3. 0g，Na2S2O3 · 5H20 8. 0g，自然 pH，121°C，灭菌 20min。颗粒活性炭粗产品活性炭，购自北京化学试剂公司，经10目-20目筛分过滤获得，粒径在0. 85-2mm之间。实施例I粪产碱杆菌M50-B1菌株的分离及鉴定I、菌株的分离分离源来自于堆肥生物滤池表层木屑，将样品按5% (V/V)接种量接入IOOml异养硫氧化细菌筛选培养基中，放入恒温摇床中培养，控制温度30°C , 120r/min,定期(7天)转接至新鲜培养基中继续富集。对经过21天驯化，对连续传代3次后的样品进行硫氧化效率测定，得出其中代谢效率达到90%以上。将获得的富集培养液梯度稀释后涂布到异养硫氧化细菌培养基固体平板上，在30°C培养7天，挑取单菌落并进行划线分离纯化后获得该菌株，编号为M50-B1。2、菌株的鉴定分子生物学鉴定应用细菌基因组提取试剂盒(天根公司)提取M50-B1菌株的DNA，采用细菌16S rDNA序列通用引物27F-1492R扩增，获得的1400bp 16S rDNA片段经过Blastn 软件(http://blast.ncbi.nlm.nih.gov)比对，与已知的幾产喊杆菌(Alcaligenesfaecalis)其他菌株相似性为100%。生理生化鉴定采用API 20NE (Biomerieux)试剂盒进行鉴定,鉴定结果见表I :表I分离菌株M50-B1的生化鉴定结果
—试剂或特征结果
P -半乳糖苷酶___
精氨酸双水解酶___
赖氨酸脱羧酶__-_
鸟氨酸脱羧-_
权利要求
1.粪产碱杆菌(Alcaligenesfaecalis)菌株 M50-B1，其保藏号为 CGMCC No. 5219。
2.一种脱硫除臭剂，其特征在于，含有权利要求I所述的菌株。
3.—种权利要求2所述的脱硫除臭剂的制备方法，其特征在于，该方法包括如下 (1)将权利要求I所述的菌株菌种在异养硫氧化固体培养基中活化后接种于异养硫氧化液体细菌培养基中，制备种子液；将种子液接种至新鲜灭菌的异养硫氧化液体细菌培养基中，28-30°C发酵培养，期间定期测定菌浊度，至600nm处吸光度达到20时，停止发酵，得到液体脱硫除臭剂；或 (2)将权利要求I所述的菌株菌种在异养硫氧化固体培养基中活化后接种于异养硫氧化液体细菌培养基中，制备种子液；将种子液接种至新鲜灭菌的异养硫氧化液体细菌培养基中，28-30°C发酵培养，期间定期测定菌浊度，至600nm处吸光度达到20时，停止发酵，将得到的发酵液与颗粒活性炭按I : 1(V : V)混合均匀后，将吸附菌体的活性炭载体于40°C干燥至含水率60%，得到固型脱硫除臭剂。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的异养硫氧化液体细菌培养基配方为:牛肉膏 3. 0g，蛋白胨 15. 0g，酵母膏 3. 0g, Na2HPO4 12H20 2. 0g, NaCl 3. 0g, Na2S2O3 5H208. Og,蒸懼水 1L, lmol/L 盐酸调 pH 至 7. 0,121。。,灭菌 20min。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的异养硫氧化固体细菌培养基配方为:牛肉膏 3. 0g，蛋白胨 15. 0g，酵母膏 3. 0g, Na2HPO4 12H20 2. 0g, NaCl 3. 0g, Na2S2O3 5H208. 0g，蒸馏水 1L，lmol/L 盐酸调 pH 至 7· 0，121°C，加琼脂 I. 5% _2%，灭菌 20min。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的方法(I)、(2)种子液的浓度为107CFU/mL,添加体积百分数为2 % -5 %。
7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的颗粒活性炭粒径为0.85-2mm。
8.权利要求2所述的脱硫除臭剂的使用方法，其特征在于，将液体脱硫除臭剂按粪便或垃圾量的I % (V/V)量进行喷施，要求菌液均匀覆盖垃圾表面，每天一次连续喷施3天，或，将固体脱硫除臭剂按垃圾或粪便量的2% (V/V)均匀撒布至垃圾表面。
9.权利要求I所述的菌株、权利要求2所述的脱氧除臭剂在环境除臭中的应用。
10.权利要求9所述的应用，其特征在于，所述的环境可以是畜禽养殖场、生物滤池、生物滴滤塔和/或生活垃圾处理场。
全文摘要
本发明提供了一株粪产碱杆菌(Alcaligenes faecalis)菌株M50-B1，其保藏编号为CGMCC 5219。本发明还提供了该菌在生物脱硫除臭剂中的应用。将该菌制成液体菌剂和固体菌剂，在氧化硫化氢的过程中，不产酸，同时弱酸性菌液在喷洒过程中能够吸收空气中的氨，起到了很好的除臭作用，固型菌剂中的活性炭弥补了生物除臭延期性的缺点，并节约了除臭成本。本发明提供的粪产碱杆菌及利用其制备的生物脱硫除臭剂，除臭效果好，制备方法简单、成本低廉，不造成二次污染，适合于在生活垃圾及畜禽生产的除臭中推广应用。
文档编号C12R1/05GK102965294SQ201110328440
公开日2013年3月13日 申请日期2011年10月25日 优先权日2011年10月25日
发明者仇天雷, 李焕, 王旭明, 孙晓红, 邢礼军, 王彦珍, 韩梅琳 申请人:北京农业生物技术研究中心