CN102703420A - 一种城市垃圾及污水微生物降解制剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及微生物降解制剂及其制备方法，目的是提供一种城市垃圾及污水降解微生物制剂及其制备方法，该制剂施入垃圾及污水中以后，能够降解垃圾中的污染物如：碳水化合物、蛋白质、脂类、纤维素等有机物质，减少垃圾及污水产生的不良气味对人类生活的影响，所述微生物降解制剂是由枯草芽孢杆菌菌株BS76发酵液，与草炭土和硅藻土等混合而成。其制备方法如下：(1)菌种活化；(2)制备种子液发酵罐发酵；(3)配制培养基；(4)接种培养；(5)发酵罐发酵；(6)草炭土和硅藻土的消毒；(7)菌液与吸附剂的混合，得到微生物降解制剂的活菌干粉制剂。该产品可应用于城市垃圾处理；应用于城市污水处理；该产品具有积极的工业实用性，且简单、成本低、易实施。
Description
技术领域
本发明涉及属于生物技术、轻工业生产技术领域，尤其涉及一种城市垃圾及污水微生物降解制剂及其制备方法。
背景技术
随着城市化水平的提高，城市中产生的垃圾及废水日益增加，造成环境的污染，产生不良的气味影响了人们的正常生活。城市垃圾及污水微生物降解制剂是由微生物生命活动而使垃圾与污水得到降解一类制品，是将有效菌类与吸附材料混合在一起制成的复合生物制剂，城市垃圾及污水微生物降解制剂的使用可以有效的降解污染物当中的碳水化合物，蛋白质，氨基酸，脂类，纤维素等有机物质，使环境得到净化。
发明内容
本发明的发明目的就是要提供一种城市垃圾及污水微生物降解制剂及其制备方法，该制剂施入垃圾及污水中以后，能够降解污染物当中的碳水化合物，蛋白质，氨基酸，脂类，纤维素等有机物质，使环境得到净化。
本发明由青岛地区土壤中分离得到枯草芽孢杆菌BS76菌株。本明采用营养琼脂固体培养基平板：牛肉膏3克/1000毫升，蛋白胨10克/1000毫升，氯化钠5克/1000毫升，琼脂15-20克/1000毫升，pH7.4-7.6，121℃灭菌20-30分钟；将肥沃土壤用生理盐水做10倍系列稀释，每个稀释度取0.1-0.2毫升涂布于该营养琼脂固体培养基平板上，再在37℃下培养36-48小时，挑取单菌落，再在营养琼脂平板上划线纯化，直到得到纯种枯草芽孢杆菌BS76菌株。
本发明的任务是由以下技术方案完成的：
一种城市垃圾及污水微生物降解制剂，该制剂是由枯草芽孢杆菌BS76菌株，加上吸附剂制备而成的，该细菌在城市垃圾及污水微生物降解制剂中的活菌数为≥2亿个活菌/克；
一种城市垃圾及污水微生物降解制剂的制作方法，依次包括以下步骤：
1)菌种的活化检定：
无菌开启枯草芽孢杆菌BS76菌株的冻干菌种，接种于营养肉汤液体试管培养基中，在20℃-45℃培养18-48小时，然后划线接种于营养琼脂固体培养基平板，在20℃-45℃培养18-48小时，挑典型菌落，进行形态学与特性检定；
2)种子液的制备：
将检定合格的枯草芽孢杆菌BS76菌株菌种的纯培养物，接种于营养肉汤液体培养基内，在20℃-45℃摇瓶培养18-48小时，进行纯菌及菌性特征检查；
3)配制培养基：
营养肉汤培养基：将牛肉膏、蛋白胨、氯化钠加入蒸馏水中，上述各组份在蒸馏水中按1000毫升的溶液所含的重量(g)的组份配制：牛肉膏2-8克/1000毫升，蛋白胨8-12克/1000毫升，氯化钠3-7克/1000毫升，将上述混合物加热溶解后，调pH值7.2-7.6，121℃下灭菌20-30分钟，即制成培养枯草芽孢杆菌用液体培养基。
4)发酵培养：
将上述检定合格的枯草芽孢杆菌BS76的菌悬液按5-15％接种量接种入装有营养肉汤培养基的培养液在发酵罐中进行培养，培养温度为25-45℃，培养时间为48-72小时；
5)培养液菌体浓度检测：
无菌操作取培养有枯草芽孢杆菌B81的营养肉汤培养基，用血细胞计数板在显微镜下计数菌体数量，要求菌体数量达到20亿个/毫升；检查芽孢生成的比率，并要求生孢率达到90％以上；
6)收集菌体：
将上述培养到期的培养物，经纯菌实验确认无杂菌污染后，离心去上清，得到浓缩的湿菌体；
7)载体灭菌：
将草炭土和硅藻土在100℃-160℃加热1-4小时灭菌。
8)制备微生物城市垃圾及污水微生物降解制剂菌粉：
将灭菌的草炭土和硅藻土，比例为10％-90％∶90％-10％，与上述浓缩的湿菌体混合搅拌，在40℃-70℃下干燥，制成干粉，即为城市垃圾及污水微生物降解制剂；
本发明所述城市垃圾及污水微生物降解制剂及其制备方法，所述吸附剂为草炭土和硅藻土，吸附剂所占比例为95％-99％(重量分数)，其余为菌体和培养基，该制剂的活菌数为≥2亿个活菌/克。
本发明城市垃圾及污水微生物降解制剂及其制备方法的有益效果为：该产品可应用于城市垃圾处理、应用于城市污水处理，作为污水处理厂的中间使用产品。该产品具有积极的工业实用性，且简单、成本低、易实施。
具体实施方式
下面对本发明城市垃圾及污水微生物降解制剂及其制备方法作进一步说明。
本发明的城市垃圾及污水微生物降解制剂，该城市垃圾及污水微生物降解制剂是由枯草芽孢杆菌BS76菌株，加上吸附剂制备而成的，细菌在城市垃圾及污水微生物降解制剂中的活菌数为≥2亿个活菌/克；
吸附剂为草炭土和硅藻土，吸附剂所占比例为98％(重量分数)，其余为菌体和培养基，该制剂的活菌数为≥2亿个活菌/克。
所述的制备方法如下：
1)菌种的活化检定：
无菌开启枯草芽孢杆菌BS76菌株的冻干菌种，接种于营养肉汤液体试管培养基中，在30℃培养18-48小时，然后划线接种于营养琼脂固体培养基平板，在30℃培养30小时，挑典型菌落，进行形态学与特性检定；
2)种子液的制备：
将检定合格的枯草芽孢杆菌BS76菌株菌种的纯培养物，接种于营养肉汤液体培养基内，在30℃摇瓶培养30小时，进行纯菌及菌性特征检查；
3)配制培养基：
营养肉汤培养基：将牛肉膏、蛋白胨、氯化钠加入蒸馏水中，上述各组份在蒸馏水中按1000毫升的溶液所含的重量(g)的组份配制：牛肉膏4克/1000毫升，蛋白胨10克/1000毫升，氯化钠5克/1000毫升，将上述混合物加热溶解后，调pH值7.2-7.6，121℃下灭菌30分钟，即制成培养枯草芽孢杆菌用液体培养基。
4)发酵培养：
将上述检定合格的枯草芽孢杆菌BS76的菌悬液按5-15％接种量接种入装有营养肉汤培养基的培养液在发酵罐中进行培养，培养温度为25℃，培养时间为72小时；
5)培养液菌体浓度检测：
无菌操作取培养有枯草芽孢杆菌BS76的营养肉汤培养基，用血细胞计数板在显微镜下计数菌体数量，要求菌体数量达到20亿个/毫升；检查芽孢生成的比率，并要求生孢率达到90％以上；
6)收集菌体：
将上述培养到期的培养物，经纯菌实验确认无杂菌污染后，离心去上清，得到浓缩的湿菌体；
7)载体灭菌：
将草炭土和硅藻土在130℃加热4小时灭菌。
8)制备城市垃圾及污水微生物降解制剂菌粉：
将灭菌的草炭土和硅藻土(比例为10％-90％∶90％-10％)与上述浓缩的湿菌体混合搅拌，在40℃-70℃下干燥，制成干粉，即为城市垃圾及污水微生物降解制剂；
芽孢杆菌菌种分离：
本明采用营养琼脂固体培养基平板：牛肉膏3克/1000毫升，蛋白胨10克/1000毫升，氯化钠5克/1000毫升，琼脂15-20克/1000毫升，pH7.4-7.6，121℃灭菌20-30分钟；将肥沃土壤用生理盐水做10倍系列稀释，每个稀释度取0.1-0.2毫升涂布于该营养琼脂固体培养基平板上，再在37℃下培养36-48小时，挑取单菌落，再在营养琼脂平板上划线纯化，直到得到纯种枯草芽孢杆菌BS76菌株。
菌株筛选：
1)分解蛋白质细菌的筛选：
平板初筛：酪蛋白平板：酪蛋白5克/1000毫升，氯化钠5克/1000毫升，牛肉膏0.1克/1000毫升，葡萄糖0.05克/1000毫升，琼脂15-20克/1000毫升，pH7.0-7.2；将菌种接种(点种)于酪蛋白筛选平板上，置于37℃培养2-7天，在平板上加入5％的三氯乙酸溶液，观察透明圈产生的情况，选取产生透明圈大的菌株。
蛋白酶活力测定：取培养2-4天的发酵菌液，在离心机中离心取上清，取上清测定蛋白酶活力，酶活力采用Filon-酚法测定，以2％的酪蛋白为底物，与上清液在37℃作用1小时，以产生酪氨酸的多少确定酶活大小，选取酶活大的菌株。
2)分解脂类细菌的筛选：
平板筛选：解脂筛选培养基平板：蛋白胨10克/1000毫升，牛肉膏5克/1000毫升，氯化钠5克/1000毫升，吐温80 10毫升/1000毫升，琼脂15-20克/1000毫升，pH7.0-7.2；将细菌接种(点种)于解脂筛选培养基平板上，置于37℃培养2-7天，观察菌落周围晕圈产生情况，选取产生晕圈大的菌株。
3)分解纤维素细菌的筛选：
纤维素酶活力测定：取培养2-4天的发酵菌液，在离心机中离心取上清，取上清测定纤维素酶活力，用2％的羧甲基纤维素钠为底物，与上清酶液在37℃作用1小时，用DNS试剂测定产生的葡萄糖，以产生葡萄糖的多少确定酶活大小，选取酶活大的菌株。
4)分解淀粉细菌的筛选：
平板筛选：淀粉平板：蛋白胨10克/1000毫升，牛肉膏5克/1000毫升，氯化钠5克/1000毫升，可溶性淀粉2克/1000毫升，琼脂15-20克/1000毫升，pH7.0-7.2；将菌种接种(点种)于淀粉平板上，置于37℃培养2-7天，在平板上加入卢哥氏碘液，观察透明圈产生的情况，选取产生透明圈大的菌株。
菌种特征：
枯草芽孢杆菌的特征：
所属的枯草芽孢杆菌在营养琼脂培养基平板上单个菌落不规则、不透明、白色、边缘不整齐；在显微镜下观察，菌体呈杆状、单个或成链状排列，革兰氏染色阳性，大小为0.4-0.7×1.2-2.3微米，周生鞭毛，中生芽孢呈椭圆形，淀粉水解阳性，蛋白酶产生阳性，脂酶阳性，经鉴定为枯草芽孢杆菌。
本发明使用的枯草芽孢杆菌具有较强的分解蛋白质、脂类、淀粉的能力。
所述的发酵罐装有的营养肉汤培养基的组成如下：牛肉膏2克，4克，5克，8克；蛋白胨8克，10克，12克；氯化钠3克，5克，7克；其余为水加至1000毫升。
本发明的营养肉汤培养基具体发酵条件与结果见表一。
表一、营养肉汤培养基具体发酵条件与结果：
本发明的最佳发酵工艺实例：应用营养肉汤培养基发酵生产枯草芽孢杆菌的最佳条件是：培养基初始pH7.4，培养温度35℃，发酵罐转速140rpm，通气量5l/min，在这种最佳条件下，可发酵产生大于20亿/毫升的活菌
本发明的制备的城市垃圾及污水微生物降解制剂应用实例：
(1)应用于餐厨垃圾的处理：在100公斤餐厨垃圾中加入5公斤的微生物降解制剂，制剂与适量的水混匀，喷洒于餐厨垃圾中，喷洒3-5天后检测臭味物质的浓度，其中氨的去除率可达到82.3％，硫化氢的去除率可达75.6％。
(2)应用于养猪场废水的处理：取养猪场废水，以每立方水体加入5公斤的比例加入本发明的微生物降解制剂，在通气条件下室温处理，3-10天后进行化学需氧量(COD)和氨氮含量的检测，检测结果表明处理后的废水COD的去除率达到81.4％，氨氮的去除率可达到76.5％。
(3)应用于生活污水的处理：取生活污水，以每立方米水体加入2公斤的比例加入本发明的微生物降解制剂，在通气条件下室温处理，2-9天后进行化学需氧量(COD)和氨氮含量的检测，检测结果表明处理后的废水COD的去除率达到79.5％，氨氮的去除率可达到73.5％，硫化氢的去除率可达81.7％。
以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (3)
1.一种城市垃圾及污水微生物降解制剂，其特征在于：该城市垃圾及污水微生物降解制剂是由枯草芽孢杆菌菌株BS76发酵液，与吸附剂混合而成；
所述枯草芽孢杆菌在城市垃圾及污水微生物降解制剂中的活菌数为≥2亿个活菌/克。
2.一种城市垃圾及污水微生物降解制剂的制作方法，其特征在于，依次包括以下步骤：
1)菌种的活化检定：
无菌开启枯草芽孢杆菌BS76菌株的冻干菌种，接种于营养肉汤液体试管培养基中，在20℃-45℃培养18-48小时，然后划线接种于营养琼脂固体培养基平板，在20℃-45℃培养18-48小时，挑典型菌落，进行形态学与特性检定；
2)种子液的制备：
将检定合格的枯草芽孢杆菌BS76菌株菌种的纯培养物，接种于营养肉汤液体培养基内，在20℃-45℃摇瓶培养18-48小时，进行纯菌及菌性特征检查；
3)配制培养基：
营养肉汤培养基：将牛肉膏、蛋白胨、氯化钠加入蒸馏水中，上述各组份在蒸馏水中按1000毫升的溶液所含的重量(g)的组份配制：牛肉膏2-8克/1000毫升，蛋白胨8-12克/1000毫升，氯化钠3-7克/1000毫升，将上述混合物加热溶解后，调pH值7.2-7.6，121℃下灭菌20-30分钟，即制成培养枯草芽孢杆菌用液体培养基。
4)发酵培养：
将上述检定合格的枯草芽孢杆菌BS76的菌悬液按5-15％接种量接种入装有营养肉汤培养基的培养液在发酵罐中进行培养，培养温度为25-45℃，培养时间为48-72小时；
5)培养液菌体浓度检测：
无菌操作取培养有枯草芽孢杆菌BS76的营养肉汤培养基，用血细胞计数板在显微镜下计数菌体数量，要求菌体数量达到20亿个/毫升；检查芽孢生成的比率，并要求生孢率达到90％以上；
6)收集菌体：
将上述培养到期的培养物，经纯菌实验确认无杂菌污染后，离心去上清，得到浓缩的湿菌体；
7)载体灭菌：
将草炭土和硅藻土在100℃-160℃加热1-4小时灭菌。
8)制备城市垃圾及污水微生物降解制剂菌粉：
将灭菌的草炭土和硅藻土，比例为10％-90％∶90％-10％，与上述浓缩的湿菌体混合搅拌，在40℃-70℃下干燥，制成干粉，即为城市垃圾及污水微生物降解制剂；
3.根据权利要求1所述城市垃圾及污水微生物降解制剂，其特征在于：所述吸附剂为草炭土和硅藻土，吸附剂所占比例为95％-99％(重量分数)，其余为菌体和培养基，该制剂的活菌数为≥2亿个活菌/克。
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