一种生物除臭复合菌剂及其制备方法和应用与流程

文档序号:11505731阅读:324来源:国知局

本发明属于生物除臭技术领域,具体涉及一种生物除臭复合菌剂及其制备方法和应用。



背景技术:

臭气是世界七大公害之一,常导致细菌滋生,病毒繁衍,长期以来,通行治理臭气的办法无非是人工埋盖,或用化学药物喷施以香遮臭(如喷射空气清新剂),既不能彻底除臭,又会因残留药毒造成二次污染。在传统堆肥、沼气厌氧发酵、餐厨垃圾发酵、垃圾填埋场等各处理领域,臭气一直是影响人们接受程度的直接和首要问题。过程中如硫化氢、胺类、氨气等浓度过高不仅产生刺鼻的臭味,更会对人的身体产生危害,同时衍生出严重的大气和环境污染。有机有机物堆肥或发酵过程中,微生物转化利用有机物产生大量的氨类物质,一部分氨类被微生物转化为硝态氮或合成自身物质,一部分则以气态形式挥发则产生刺鼻性气味,同时也会造成堆肥或发酵过程中氮素的流失,可降解有机物在环境中分解释放氨气是形成臭气的最主要的原因。

随着社会进步、经济发展、人们环境识的增强和生活质量的不断提高,恶臭气体控制与处理问题已越来越受重视。因此,必须采取切实可行的办法,对这些区域产生的恶臭气体进行净化处理,改善其空间以及周边的环境质量。

目前国内外常用处理臭气的方法有吸附法、燃烧法、高能离子法以及生物法。吸附法包括酸碱药水洗涤以及活性炭吸附,前者需要消耗大量化学药剂,后者则易堵塞,更换频繁,维护费用较高;燃烧法适合于高浓度、高热值的有机废气,在一般的除臭工程上很少应用;高能离子法产生的臭氧直接排放,有可能会危害环境安全,而且其产生的离子有强氧化作用,对设备有腐蚀作用,而且对人身体也有一定伤害。



技术实现要素:

为了解决上述问题,本发明的目的在于提供一种高效生物除臭复合菌剂。

本发明的目的之二是提供了所述生物除臭复合菌剂的制备。

本发明的目的之三是提供了所述生物除臭复合菌剂的具体使用。

本发明是通过以下技术方案来实现的:

一种生物除臭复合菌剂,包括按质量份计算的,

假单胞杆菌属菌剂(pseudomonas)50-100份

芽孢杆菌属菌剂(bacillus)25-80份

绿色木霉属菌剂(trichodermaviride)20-50份

链霉菌属菌剂(streptomyces)20-30份。

所述生物除臭复合菌剂的制备方法,具体制备步骤如下:

(1)取样和准备培养基

将粪液用无菌水梯度稀释得到样品稀释液作为备用,配置好相应的细菌培养基、真菌培养基和放线菌培养基;

(2)菌种分离

先将样品稀释液分别吸取涂在平板细菌培养基、真菌培养基和放线菌培养基上,接种后倒置放入恒温培养箱内培养,24小时后进行取样观察,并挑选菌株进行计数,随后挑选不同菌株进行斜面划线培养,并编号保存;

(3)菌种初筛

将步骤(2)分离得到的株菌株分别接种在相应的液体培养基上,培养48小时;随后取培养后的各液体培养基放入试管中,并滴入纳氏试剂,通过出现的棕红色颜色的深浅或有无来判断微生物产氨能力,无颜色变化或者颜色变化浅的菌株说明该菌株产能能力弱,以此筛选出菌株,编号记录;

(4)菌株抑氨能力复筛

选取新鲜的粪液,过滤滤掉粪渣并添加葡萄糖溶解后,放入广口瓶中作为实验基质,接着用橡胶塞密封瓶口,通过玻璃导管用2%硼酸溶液吸收氨气;

各取相应的步骤(3)中初筛出来的培养基菌液加入对应的实验基质;放入摇床振荡箱中进行培养,温度为37℃,摇床速度60r/min;每隔48h更换硼酸溶液,并用稀硫酸溶液来滴定计算产氨量,从而确定每个菌株的抑氨能力,选出5天抑氨能力均在70%以上菌株;

(5)菌株鉴定和复合菌剂制备

先对步骤(4)中复筛出来的菌株进行扩大培养,培养温度30℃,摇床速度120r/min,培养时间48-72h;接着对培养得到的高浓度菌株培养液进行高速离心,收集菌体并冷冻干燥做成菌粉;将菌粉和活性炭粉按照1:1的质量比进行混合,制成单一菌剂;最后将单一菌剂按照一定比例混合制得所述生物除臭复合菌剂。

较佳地,所用分离培养基中,细菌培养基为:牛肉膏3g/l、蛋白胨10g/l、氯化钠5g/l、琼脂5g/l,ph值为7.0-7.5;

真菌培养基为:蛋白胨5g/l、葡萄糖10g/l、磷酸二氢钾1g/l、硫酸镁0.5g/l、琼脂5g/l、1/3000孟加拉红溶液体积比10%、氯霉素0.1g/l,ph值为7.0-7.5;

放线菌培养基为:淀粉20g/l、硝酸钾1g/l、磷酸氢二钾0.5g/l、硫酸镁0.5g/l、氯化钠0.5g/l、硫酸亚铁0.01g/l、琼脂5g/l,ph值为7.0-7.5。

较佳地,步骤(3)菌种分离的培养温度,细菌培养基37℃,放线菌和真菌培养基为30℃,培养24h。

较佳地,步骤(4)菌种初筛,培养48小时,培养温度细菌37℃,放线菌和真菌为30℃,摇床速度120r/min。

其中,步骤(5)中所用扩大培养基分别为:

细菌扩大培养基为:牛肉膏3g/l、蛋白胨10g/l、氯化钠5g/l、ph值为7.0-7.5;培养温度37℃,摇床速度120r/min;

霉菌扩大培养基为:20%马铃薯浸汁、葡萄糖20g/l、ph值为7.0-7.5;

放线菌扩大培养基为:淀粉20g/l、硝酸钾1g/l、磷酸氢二钾0.5g/l、硫酸镁0.5g/l、氯化钠0.5g/l、硫酸亚铁0.01g/l、琼脂5g/l,ph值为7.0-7.5。

将所述生物除臭复合菌剂用于处理家庭厨房垃圾,将厨房垃圾装入塑料桶中,在其表面撒上一层所述生物除臭复合菌剂,投入量为8%-15%。搅拌均匀后用密封袋密封并置于温暖处,1-2周后底部会出现发酵液,可作为液肥使用,发酵好的厨房垃圾无明显异味,可埋入土壤做继续腐熟当做肥料。

其中,生物除臭复合菌剂包括按质量份计算的,假单胞杆菌属菌剂50-60份,芽孢杆菌属菌剂70-80份,绿色木霉属菌剂40-50份,链霉菌属菌剂20-30份。

所述生物除臭复合菌剂用于处理牲畜粪便垃圾,每天向牲畜池中投入复合菌剂覆盖粪池表面即可,8%-20%;一周后,猪粪池和未施加之前异味有明显减轻。其中,所述生物除臭复合菌剂包括按质量份计算的,假单胞杆菌属菌剂80-100份,芽孢杆菌属菌剂25-50份,绿色木霉属菌剂20-30份,链霉菌属菌剂20-30份。

本发明将从粪便中培养分离得到并且抑氨能力在70%以上的假单胞杆菌属菌剂(pseudomonas)、芽孢杆菌属菌剂(bacillus)、绿色木霉属菌剂(trichodermaviride)、链霉菌属菌剂(streptomyces)几种菌株按照它们之间最优协同抑氨效果比例进行复配,通过微生物对氨的吸收和转化从而减少氨产生。

本发明通过分离和筛选化粪池一级池中发酵粪液中的各种微生物(细菌、放线菌、真菌),共分离得到96种菌株,其中细菌53株,放线菌23株,真菌20株。通过产氨实验确定出具有抑制氨产生的菌株有21株,其中细菌12株,放线菌5株,真菌4株。将21株菌株分别接种至模拟粪液实验当中,发现其18株具有明显的抑氨作用,并且5株的抑氨率达70%以上,将该5株菌株进行菌株鉴定,结果显示2株为假单胞杆菌属(pseudomonas),1株为芽孢杆菌属(bacillus),1株为绿色木霉属(trichodermaviride),1株为链霉菌属(streptomyces)。随后将5种菌株进行扩大培养后制成各单一菌剂,并按照一定比例混合复合菌剂,实际用于猪舍的粪池除臭和餐厨垃圾中异味去除都取得了良好效果。其中,化粪池是将生活污水分格沉淀,对粪水污泥进行厌氧消化的小型初级环保处理构筑物。一般与建筑物一同设计、一同施工、一同验收及使用。其工作原理为(以三格化粪池为例):固废混合污水进入第一格,比重较大的固体物及寄生虫卵等沉淀,在池中厌氧发酵和分解,污水被分为三层:糊状粪皮、相对澄清的粪液、固体状的粪渣。

一级池内经过发酵后,粪液中cod和氨氮很高,菌种群落最为丰富,各微生物种群稳定,是获得除臭功能菌种的理想来源。

总之,本发明用于除臭,适应性广、培养成本低、使用简便、除臭效果良好。

具体的实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明,以助于本领域技术人员理解本发明。

实施例1

施用于猪舍的猪粪除臭的复合菌剂,包括假单胞杆菌属菌剂100份,芽孢杆菌属菌剂30份,绿色木霉属菌剂20份,链霉菌属菌剂20份,

具体施用时:将几种菌剂混合后作为复合菌剂,施用于猪舍的猪粪除臭。每天向猪粪池中投入复合菌剂覆盖粪池表面即可,投入量按质量百分比计算为15%。一周后,猪粪池和未施加之前异味有明显减轻。

实施例2

施用于猪舍的猪粪除臭的复合菌剂,包括假单胞杆菌属菌剂80份,芽孢杆菌属菌剂50份,绿色木霉属菌剂20份,链霉菌属菌剂20份,

具体施用时:同实施例1,投入量按质量百分比计算为8%。一周后,猪粪池和未施加之前异味有明显减轻。

实施例3

施用于猪舍的猪粪除臭的复合菌剂,包括假单胞杆菌属菌剂85份,芽孢杆菌属菌剂25份,绿色木霉属菌剂30份,链霉菌属菌剂30份,

具体施用时:同实施例1,投入量按质量百分比计算为10%。一周后,猪粪池和未施加之前异味有明显减轻。

实施例4

施用于家庭厨余垃圾除臭的复合菌剂,包括假单胞杆菌属菌剂60份,芽孢杆菌属菌剂70份,绿色木霉属菌剂50份,链霉菌属菌剂20份,

具体施用时:将几种菌剂混合后作为复合菌剂混合后作为复合菌剂施用于家庭厨余垃圾的除臭。将厨余垃圾装入塑料桶中,在其表面撒上一层菌粉,投入量为10%,并搅拌均匀,用密封袋密封并置于温暖处,1-2周后底部会出现发酵液,可作为液肥使用,发酵好的厨余垃圾无明显异味,可埋入土壤做继续腐熟当做肥料。

实施例5

施用于家庭厨余垃圾除臭的复合菌剂,包括假单胞杆菌属菌剂50份,芽孢杆菌属菌剂80份,绿色木霉属菌剂40份,链霉菌属菌剂30份,

具体施用时:同实施例4,投入量约为20%。

实施例6

施用于家庭厨余垃圾除臭的复合菌剂,包括假单胞杆菌属菌剂55份,芽孢杆菌属菌剂75份,绿色木霉属菌剂45份,链霉菌属菌剂25份,

具体施用时:同实施例4,投入量约为8%。

所述生物除臭复合菌剂的制备方法:

1.1取样

随机取3个小区化粪池中一级池粪液各5ml,并混合形成15ml混合粪液,粪液呈棕黑色,cod接近12000,ph值6.5偏酸。

1.2菌种分离

将15ml粪液用无菌水分别制作10-4、10-5、10-6、10-7、10-8梯度稀释液作为备用。

所用分离培养基为:牛肉膏蛋白胨培养基(细菌培养基),成分为:其中牛肉膏3g/l、蛋白胨10g/l、氯化钠5g/l、琼脂5g/l,ph值为中性(7.0-7.5);

马丁-孟加拉红培养基(真菌培养基),成分为:蛋白胨5g/l、葡萄糖10g/l、磷酸二氢钾1g/l、硫酸镁0.5g/l、琼脂5g/l、1/3000孟加拉红溶液体积比10%、氯霉素0.1g/l,ph值为中性(7.0-7.5);

高氏一号培养基(放线菌培养基),成分为:淀粉20g/l、硝酸钾1g/l、磷酸氢二钾0.5g/l、硫酸镁0.5g/l、氯化钠0.5g/l、硫酸亚铁0.01g/l、琼脂5g/l,ph值为中性(7.0-7.5);

将10-6、10-7、10-8梯度稀释液分别吸取1ml涂在平板细菌培养基上,将10-4、10-5、10-6梯度稀释液分别吸取1ml涂在平板马丁-孟加拉红培养基上和高氏一号培养基上,接种后的稀释液用专用灭菌涂布棒涂均匀,并倒置放入恒温培养箱内,培养温度细菌培养基37℃,放线菌和真菌培养基为30℃,培养24h。

24h后进行取样观察,并挑选菌株进行计数,共分离得到96种菌株,其中细菌53株,放线菌23株,真菌20株。随后挑选不同菌株进行斜面划线培养,并编号保存。

1.3菌种初筛

将上述分离得到的96株菌株分别接种在相应的液体培养基上,液体培养基除不含琼脂外,其他成分和分离培养基完全相同。培养温度细菌37℃,放线菌和真菌为30℃,摇床速度120r/min,培养48小时。随后取培养后的各液体培养基放入试管中,并滴入纳氏试剂,通过出现的棕红色颜色的深浅或有无来判断微生物产氨能力,无颜色变化或者颜色变化浅的菌株说明该菌株产能能力弱。以此筛选出21株菌株,其中12株细菌,5株真菌和4株放线菌,编号记录。

1.4菌株抑氨能力复筛

所用液体培养基为实验室理论初筛所用,菌株的抑氨能力需要通过模拟实验进行进一步印证。选取500ml新鲜猪泡粪的粪液,过滤滤掉粪渣并添加10g葡萄糖溶解后放入1000ml的广口瓶中作为实验基质,并用橡胶塞密封瓶口,通过玻璃导管用2%硼酸溶液吸收氨气。对于初筛的21株菌株,各取5ml相应的初筛的培养基菌液加入对应的实验基质。同时设一个对照组,只含实验基质不加菌液。

将广口瓶放入摇床振荡箱中进行培养,温度为37℃,摇床速度60r/min。每隔48h更换硼酸溶液,并用稀硫酸溶液来滴定计算产氨量,从而确定每个菌株的抑氨能力,培养时间共240h。

通过实验发现在上述21株菌株中,有2株对猪粪液的实际抑氨能力并不明显,说明通过实验室培养基筛选的菌株并非在实际基质中也能有相同效果。而剩下的18株都有一定的抑氨能力,其中的3株细菌,1株放线菌和1株真菌对猪粪液具有明显的抑氨能力,抑氨能力可达70%以上。

从表中可以看出,在接种的192h内,对照组猪粪液中氨气量一直上升,说明微生物对氨分解处于高峰期,192h小时以后,氨释放速度减缓,说明基质中有机质逐渐减少或微生物利用氨转化为硝态氮速度开始加快,从而减缓了氨气的释放量。筛选的5株菌株在添加后均能明显地减少氨气释放量,5天抑氨能力均在70%以上,说明该5株菌株具有良好的除臭功能。

1.5菌株鉴定和复合菌剂制备

通过将5株菌株进行平板划线培养,根据菌落形态和生理生化特性可判断出2株为假单胞杆菌属(pseudomonas),1株为芽孢杆菌属(bacillus),1株为绿色木霉属(trichodermaviride),1株为链霉菌属(streptomyces)。

将编号的5株菌株的液体培养基取5ml放入体积比50%-60%的3l发酵罐中进行扩大培养,细菌扩大培养基为牛肉膏蛋白胨培养基,成分为:其中牛肉膏3g/l、蛋白胨10g/l、氯化钠5g/l、ph值为中性(7.0-7.5);培养温度37℃,摇床速度120r/min。

霉菌扩大培养基为pda培养基,成分为:20%马铃薯浸汁,葡萄糖20g/l、ph值为中性(7.0-7.5);培养温度30℃,摇床速度120r/min。

放线菌扩大培养基为高氏一号培养基,成分为:淀粉20g/l、硝酸钾1g/l、磷酸氢二钾0.5g/l、硫酸镁0.5g/l、氯化钠0.5g/l、硫酸亚铁0.01g/l、琼脂5g/l,ph值为中性(7.0-7.5)。培养温度30℃,摇床速度120r/min。各菌株培养时间48-72h不等,直至发酵罐中菌体含量≥109个/ml。

对上述高浓度菌株培养液进行高速离心,收集菌体并冷冻干燥做成菌粉。将菌粉和活性炭粉按照1:1的质量比进行混合,制成单一菌剂。将单一菌剂按照一定比例混合制得复合菌剂。

上述实施例,只是本发明的较佳实施例,并非用来限制本发明实施范围,同样,其他牲畜臭味的处理可以参考猪粪处理中各微生物的陪进行相应调整;故凡以本发明权利要求所述的特征及原理所做的等效变化或修饰,均应包括在本发明权利要求范围之内。

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