申請日2017.09.29
公開(公告)日2018.01.19
IPC分類號C12N1/20
摘要
本發(fā)明公開了一種利用城市污泥制備的超高溫好氧發(fā)酵菌劑的制備方法，其步驟是：將超高溫好氧菌活化后，進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵液去除上清液，加入保護(hù)劑攪拌混勻，烘干，經(jīng)粉磨機(jī)粉磨，并篩分裝。本發(fā)明方案具有如下優(yōu)點(diǎn)，首先利用低成本的城市污泥作為主要的發(fā)酵原料調(diào)理和配制發(fā)酵培養(yǎng)基進(jìn)行菌劑的發(fā)酵生產(chǎn)，不但為解決城市污泥的污染問題提供了一種思路，有助于保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境，而且降低超高溫好氧菌發(fā)酵成本，提高發(fā)酵效率。其次，相較于常規(guī)方法制備的發(fā)酵菌劑，本發(fā)明中復(fù)合載體和保護(hù)劑的添加可有效提高超高溫好氧發(fā)酵菌劑的存活率和保藏期，適合長期的保存。最后，本發(fā)明降低超高溫好氧菌的應(yīng)用成本，適合大規(guī)模工業(yè)化的生產(chǎn)和應(yīng)用。
權(quán)利要求書
1.一種利用城市污泥制備的超高溫好氧發(fā)酵菌劑，其制備方法是：將超高溫好氧菌活化后，進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵液去除上清液，加入保護(hù)劑攪拌混勻，烘干，經(jīng)粉磨機(jī)粉磨，并篩分裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，發(fā)酵所用的培養(yǎng)基是用城市污泥制備的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，發(fā)酵所用的培養(yǎng)基的制備方法是：取城市污泥加水調(diào)節(jié)污泥含固率，加入泡敵、酵母粉、氯化銨、蔗糖、可溶性淀粉、磷酸二氫鉀，調(diào)節(jié)pH，加入復(fù)合載體，攪拌均勻，滅菌冷卻至備用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述保護(hù)劑由脫脂奶粉、可溶性淀粉、甘油、水組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，保護(hù)劑中，脫脂奶粉：可溶性淀粉：甘油：水=(2～3)：(1～2)：10：(85～87)，其中脫脂奶粉和可溶性淀粉按質(zhì)量計，單位g;甘油和水按體積計，單位mL。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述復(fù)合載體由高嶺土，生物炭，麥麩中的至少一種組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述復(fù)合載體含量為50～100g/L。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，污泥含固率為2～3%。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述復(fù)合載體由生物炭，麥麩組成，按質(zhì)量比計，生物炭：麥麩=1.5～3:1。
10.根據(jù)權(quán)利要求1～9任一項所述的制備方法，其特征在于，所述超高溫好氧菌是Thermusthermophilus、Calditerricolayamamurae、Calditerricolasatsumensis、Thermaerobactercomposti、Geobacillusthermocatenulatus或Thermaerobactersubterraneus中的至少一種。
說明書
一種利用城市污泥制備的超高溫好氧發(fā)酵菌劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及微生物培養(yǎng)與應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及到一種利用城市污泥制備的超高溫好氧發(fā)酵菌劑的制備方法及其制備方法。
背景技術(shù)
高溫堆肥是有機(jī)固體廢物無害化處理與資源化利用的重要手段，其實質(zhì)是有機(jī)物在微生物作用下分解代謝產(chǎn)生熱能，促使有機(jī)物向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化過程。高溫對于好氧堆肥是一把雙刃劍。一方面，物料的快速腐熟和衛(wèi)生學(xué)無害化離不開高溫，高溫有利于促進(jìn)腐殖質(zhì)的形成和病原菌的殺滅;而另一方面，蛋白質(zhì)、核酸等微生物有機(jī)體的重要組成物質(zhì)對溫度敏感，將隨著溫度的升高遭受不可逆的破壞甚至死亡，從而抑制微生物種群活性，導(dǎo)致后續(xù)堆肥過程難以穩(wěn)定運(yùn)行。在傳統(tǒng)好氧堆肥中，大多數(shù)嗜熱微生物的最適生長溫度為50-60℃，這使得傳統(tǒng)堆肥存在堆體溫度低，有機(jī)物降解速率慢，病原微生物殺滅不徹底，發(fā)酵周期長等缺點(diǎn)。
2008年，日本學(xué)者Y.Oshima將一株極端嗜熱菌Calditerricolasatsumensis應(yīng)用于有機(jī)固廢的堆肥中，有效提高堆肥的溫度和病原物的殺滅效率。2012年，周順桂等研究人員將另一株極端嗜熱菌Calditerricolayamamurae應(yīng)用于污泥堆肥中(一種極端嗜熱菌UTM801及其應(yīng)用，專利申請?zhí)枺?01210343222.4)，并發(fā)明了超高溫好氧堆肥技術(shù)。與傳統(tǒng)堆肥相比，超高溫好氧堆肥技術(shù)可有效提高堆肥溫度，促進(jìn)有機(jī)物降解，有效殺滅病原微生物，縮短發(fā)酵周期，降低有機(jī)固體廢棄物堆肥處理的成本。然而，極端嗜熱細(xì)菌生長條件嚴(yán)苛，在自然環(huán)境中存活率低，使其在實際應(yīng)用中容易被其他本土優(yōu)勢微生物所替代而失活，從而影響超高溫好氧發(fā)酵技術(shù)的處理效果�；诖�，在實際應(yīng)用中需要定期加入相應(yīng)極端嗜熱菌劑，以維持堆肥中的極端嗜熱菌的菌群數(shù)量，保持超高溫好氧發(fā)酵的技術(shù)優(yōu)勢。因此，利用低成本的有機(jī)廢棄物，通過簡單的發(fā)酵生產(chǎn)超高溫發(fā)酵菌劑，提高極端嗜熱菌的活性和保藏期，對于降低超高溫好氧堆肥技術(shù)大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用的成本具有重要的實踐意義。
城市污泥是城市生活污水處理過程中必然產(chǎn)生的沉淀物。我國污泥年產(chǎn)生量約800萬噸干重(折成濕泥餅3200萬噸)，并且以每年10%～15%的速度遞增。污泥產(chǎn)生的環(huán)境污染問題日益突出，已造成極大的安全隱患、環(huán)境壓力和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。同時，城市污泥中含有可被微生物利用的碳、氮、磷以及微量元素等營養(yǎng)物質(zhì)。利用污泥為原料進(jìn)行微生物菌劑的發(fā)酵生產(chǎn)，不僅能夠為城市污泥提供新的資源化途徑，而且可大幅度降低微生物的工業(yè)發(fā)酵的成本。國內(nèi)外已有多個專利報道采用污泥作為主要原料發(fā)酵生產(chǎn)微生物菌劑。然而，極端嗜熱菌生長條件嚴(yán)苛，難以保存，且城市污泥中養(yǎng)分含量有限，成份不穩(wěn)定，直接以污泥為唯一原料進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)，菌體生長緩慢，發(fā)酵水平低，又不穩(wěn)定。因此，在現(xiàn)有技術(shù)中還未發(fā)現(xiàn)利用污泥制備超高溫發(fā)酵菌劑的報道。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于公開了一種利用城市污泥制備的超高溫好氧發(fā)酵菌劑及其制備方法，以提高極端嗜熱菌的發(fā)酵生產(chǎn)效率以及超高溫發(fā)酵菌劑的活性和保藏期。
本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：
一種利用城市污泥制備的超高溫好氧發(fā)酵菌劑的制備方法，由以下步驟制備而成：將超高溫好氧菌活化后，進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵液去除上清液，加入保護(hù)劑攪拌混勻，烘干，經(jīng)粉磨機(jī)粉磨，并篩分裝。
優(yōu)選的，發(fā)酵所用的培養(yǎng)基是用城市污泥制備的。
優(yōu)選的，發(fā)酵所用的培養(yǎng)基的制備方法是：取城市污泥加水調(diào)節(jié)污泥含固率，加入泡敵、酵母粉、氯化銨、蔗糖、可溶性淀粉、磷酸二氫鉀，調(diào)節(jié)pH，加入復(fù)合載體，攪拌均勻，滅菌冷卻至備用。
優(yōu)選的，保護(hù)劑由脫脂奶粉、可溶性淀粉、甘油、水組成。
進(jìn)一步優(yōu)選的，保護(hù)劑中，脫脂奶粉：可溶性淀粉：甘油：水=(2～3)：(1～2)：10：(85～87)，其中脫脂奶粉和可溶性淀粉按質(zhì)量計，單位g;甘油和水按體積計，單位mL。
優(yōu)選的，復(fù)合載體由高嶺土，生物炭，麥麩中的至少一種組成。
進(jìn)一步優(yōu)選的，復(fù)合載體含量為50～100g/L。
進(jìn)一步優(yōu)選的，復(fù)合載體由生物炭，麥麩組成，其中按質(zhì)量比計生物炭：麥麩=1.5～3:1。
優(yōu)選的，污泥含固率為2～3%。
優(yōu)選的，超高溫好氧菌是Thermusthermophilus、Calditerricolayamamurae、Calditerricolasatsumensis、Thermaerobactercomposti、Geobacillusthermocatenulatus或Thermaerobactersubterraneus中的至少一種。
本發(fā)明的有益效果是：
1、利用城市污泥為主要原料進(jìn)行發(fā)酵，降低了發(fā)酵成本，同時為解決城市污泥的污染問題提供了一種思路，有助于保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境;
2、本發(fā)明通過污泥培養(yǎng)基的調(diào)料和優(yōu)化配制，不但降低了超高溫好氧菌的發(fā)酵成本，而且提高了發(fā)酵效率，解決了超高溫好氧菌發(fā)酵生產(chǎn)困難的問題;
3、相較于常規(guī)方法制備的發(fā)酵菌劑，本發(fā)明中復(fù)合載體和保護(hù)劑的添加可有效提高超高溫好氧發(fā)酵菌劑的存活率和保藏期，適合長期的保存;
4、通過簡單的發(fā)酵生產(chǎn)超高溫發(fā)酵菌劑，降低了應(yīng)用的成本，從而適合大規(guī)模工業(yè)化的生產(chǎn)和應(yīng)用。
