專利名稱：一種除臭降鉻的生物制劑及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種環保型復合微生物制劑，屬于環境生物技術領域，可用于城市固體生活垃圾、生產污水等的除臭處理以及被重金屬鉻污染的廢水的降解。
背景技術：
隨著社會經濟的快速發展，城市化進程的不斷推進，室內外環境污染問題越來越嚴重，特別是惡臭問題日益突出。我國的環境污染惡臭氣體主要來源于城市垃圾填埋場及中轉站、污水處理廠、畜禽養殖場等場所。家庭衛生間和廚房下水道中由于種種原因(比如糞便、肥皂水和一些廚房有機污水等物質的排放)也會散發臭氣。惡臭除了引起人們心理厭惡等不愉快的感覺外，還會導致人們惡心、頭痛、食欲不振、失眠等身體不適，直接影響人類的生活，危害人類健康。除此之外，惡臭氣體也是空氣污染的重要來源，給生態環境帶來不利影響。隨著物質生活水平的提高，人們對環境質量要求越來越高，因此，對惡臭污染的·治理也變得越來越迫切。根據惡臭氣體的特征發臭基團不同，可將惡臭氣體分為5類①含硫的化合物，如硫化氫、二氧化硫、硫醇和硫醚等含氮的化合物，如胺類、酰胺和吲哚等；③齒素及其衍生物，如氯氣和齒代烴等；④烴類，如烷烴、烯烴、炔徑、芳香烴等；⑤含氧的有機化合物，如醇、酚、醛酮、有機酸等。氣相色譜檢測表明，絕大多數惡臭氣體為含疏、氮、氧的化合物，其中，對人、畜健康影響最大的有害氣體是氨氣和硫化氫。目前，對惡臭污染的治理方法主要包括物理法、化學法和生物法。生物脫臭法是20世紀50年代后期發展起來的，利用微生物降解惡臭物質，達到去除臭味的目的。生物除臭因其與物理法和化學法相比具有處理效率高、無二次污染、費用低廉和管理維護方便等優越性，已經成為惡惡臭污染治理的主要方向。此外，污水中的重金屬排放也日漸成為一個不可忽視的環境問題，重金屬污染威脅著周圍的環境及人類的健康。根據GB 8978-1996污染綜合排放標準，重金屬鉻是我國環境保護中優先控制的污染物之一。三價鉻和六價鉻被疑有致癌作用，一般認為六價鉻的毒性更強，是三價鉻的100倍，更易為人體吸收，可在體內蓄積。鉻主要用于金屬加工、電鍍、制革等行業，在生產過程中，為了防止循環水對設備的腐蝕，常需加入鉻酸鹽，工廠排放的廢水是環境中鉻的主要人為來源。廢水中的鉻主要是六價化合物，如鉻酸根離子(CrO4) 2_，對含鉻廢水的處理，已成為電鍍、電子產品加工等行業中急需解決的環境問題。現階段用于重金屬廢水處理的化學法、離子交換法、電解法、活性炭吸附法等處理技術，具有費用較高、產生二次污染等不足，近年來人們致力于高效環保型重金屬廢水處理技術和工藝的研發。由于生物吸附法具有廉價、高效、無二次污染、吸附材料來源廣泛等優點，成為鉻、銅、鎘等重金屬廢水處理的研究熱點。微生物處理含鉻廢水是依據獲得的高效功能菌對鉻的靜電吸附作用、酶的催化轉化作用、絡合作用、絮凝作用和沉淀作用，使鉻沉積，經固液分離，使廢水得到凈化。但生物吸附劑多用復合菌種的活性污泥培養制得，容易出現含鉻污泥的二次污染問題。

發明內容
本發明通過培養復合微生物菌液，配合有機膨潤土等微生物載體，制備得到一種環保型復合微生物制劑，通過各類菌體自身的繁殖實現對固體垃圾及廢水中的污染物的分解，減少臭氣化合物的產生，消除臭味。本發明的另一個目的在于，此復合微生物制劑中的擲孢酵母菌對鉻的化合物有較好的生物吸附作用，呈現明顯的降鉻功效，因此，可用于含鉻廢水的治理。此外，該制劑的制備方法簡單，復合菌種采用常規培養基即可，避免活性污泥帶來的二次污染，具有經濟實用的特點。本發明是由以下技術方案實現的一種復合微生物制劑，包括如下組分 (I)占總重量10 %的復合微生物菌劑，所述復合微生物菌劑由擲孢酵母(Sporobolomyces roseus),球形芽抱桿菌(Bacillus sphaericus),植物乳桿菌(Lactobacillus plantarum)和類球紅細菌(Rhodobacter sphaeroides)組成；(2)占總重量90%的微生物載體，組成為麩皮或米糠20-50份；有機膨潤土160-300份；水15-40份，重量份數混合。優選的，所述微生物載體組成為，麩皮或米糠30-40份，有機膨潤土 200-250份，水20-25份，重量份數混合。所述復合微生物制劑的制備方法如下(I)菌種的放大培養擲孢酵母(Sporobolomyces roseus)培養用培養基葡萄糖20g,蛋白胨5g,酵母浸出粉 2g，MgSO4 O. 005g，蒸餾水 IOOOmL, pH 5. 5-6. O。在 28°C條件下培養 24_72h。球形芽孢桿菌(Bacillus sphaericus)培養用LB培養基蛋白胨I 酵母浸膏0. 5%,氯化鈉1%, pH7. O0在37°C條件下培養24_48h。植物乳桿菌(Lactobacillusplantarum)培養用MRS培養基蛋白腺IOg,牛肉膏10g，酵母膏5g，KH2PO4 2g，檸檬酸三鈉2g，乙酸鈉2g，葡萄糖20g，Tween80 ImL,MgSO4 · 7Η200· 58g, MnSO4 · H2O 0. 25g,蒸餾水 IOOOmL, pH 6. 2-6. 4。在 37 °C 條件下培養24-72h。類球紅細菌(Rhodobacter sphaeroides)培養用改進的RCVBN培養基DL蘋果酸4克，磷酸二氫鉀和磷酸二氫鉀緩沖液10mL，MgSO4 · 7H20 0. 12g，硫酸銨lg，二水氯化隹丐75mg,乙二胺四乙酸鈉20mg,酵母膏0. Ig,微量金屬元素忙液ImL,蒸懼水IOOOmL, pH6. 8-7. O。置于30°C、30001ux光照培養箱中培養36_72h。(2)混合發酵將上述所得各菌體培養液進行活菌數測定后混合混合菌液以10-15%的接種量接入發酵培養基中，發酵培養基含10 %的廢糖蜜，2 %的麥芽汁及7 %的氯化鈉，其余成分為水，25-30°C密閉發酵3-5天得復合微生物菌劑。所述混合菌液中各菌的份數為擲孢酵母100-200份、球形芽孢桿菌40-120份、植物乳桿菌80-160份、類球紅細菌30-100份。(3)將米糠或麩皮與有機膨潤土粉末按比例混合均勻，添加水攪拌成均勻黏糊狀，再按質量比例加入上述復合微生物菌液，使菌體細胞與載體粘結充分后即制得本發明的復合微生物制劑。有益效果潮濕的環境有利于細菌生存，對于水溶性的污染物，利用細菌進行生物降解，可以得到很好的去除效果；真菌可在較干燥的環境中生長，水溶性差的物質能夠直接與真菌接觸并被降解。另外，真菌適宜在PH值小于7的環境中生存，因此，在處理酸性臭氣或出現酸性積累時，不需要加入堿性物質調節PH值，特別是對于某些有機物，如疏水性或水溶性差的有機物，真菌的降解效率高于細菌的降解效率。本發明復合細菌和真菌，擴大了適用范圍。球形芽孢桿菌可以有效分解各種碳水化合物及氨基酸，減少臭氣化合物的產生，消除臭味，同時，其產生的二元毒素對蚊蟲還有殺滅效果，可以抑制其他有害微生物的生 長，控制疾病的傳播；植物乳桿菌在培養過程中能合成對大腸桿菌、沙門氏菌、葡萄球菌、梭狀芽孢桿菌等致病菌的抑制物而不影響自己的活性，培養過程中產生的乳酸可有效的中和臭氣成分氨等，還可重新用于復合微生物菌劑的持續生長；類球紅細菌可進行光合作用，能夠以硫化氫或小分子有機物作為供氫體，以小分子有機物作為碳源，以氨鹽、氨基酸等作為氮源，從而迅速消除含氮、硫和有機酸的有害物質，實現改善環境的目的。隨著時間的延續.一旦菌株的營養基質(如蛋白質)減少，菌群就會數量銳減或休眠.而酵母菌仍能利用氨基酸、糖類及其他有機物質，通過發酵，產生出促進細胞分裂的活性物質。為其他有效微生物增殖提供所需要的營養基質。此外，本發明中使用的擲孢酵母對鉻吸附具有較好的生物吸附性能，可用于處理含鉻工業廢水。故本發明不僅可用于城市固體生活垃圾、生產污水等的除臭處理，還可以用于被重金屬鉻污染的廢水的降解。
具體實施例方式以下通過具體實施方式
描述本發明，但不限制本發明。實施例I一種復合微生物制劑，包括如下組分(I)占總重量10%的復合微生物菌劑，所述復合微生物菌劑由擲孢酵母、球形芽孢桿菌、植物乳桿菌和類球紅細菌組成；(2)占總重量90%的微生物載體，其中，麩皮或米糠50份，有機膨潤土 200份，水25份，重量份數混合。所述復合微生物菌劑的制備方法如下(I)菌種的放大培養擲孢酵母(Sporobolomyces roseus)培養用培養基葡萄糖20g,蛋白胨5g,酵母浸出粉 2g，MgSO4 0. 005g，蒸餾水 IOOOmL, pH 5. 5-6. O。在 28°C條件下培養 24_72h。球形芽孢桿菌(Bacillus sphaericus)培養用LB培養基蛋白胨I 酵母浸膏0. 5%,氯化鈉1%, pH7. O0在37°C條件下培養24_48h。植物乳桿菌(Lactobacillus plantarum)培養用MRS培養基蛋白腺10g,牛肉膏10g，酵母膏5g，KH2PO4 2g，檸檬酸三鈉2g，乙酸鈉2g，葡萄糖20g，Tween80 ImL,MgSO4 · 7Η200· 58g, MnSO4 · H2O 0. 25g,蒸餾水 IOOOmL, pH 6. 2-6. 4。在 37 °C 條件下培養24-72h。類球紅細菌(Rhodobacter sphaeroides)培養用改進的RCVBN培養基DL蘋果酸4克，磷酸二氫鉀和磷酸二氫鉀緩沖液10mL，MgSO4 · 7H20 O. 12g，硫酸銨lg，二水氯化隹丐75mg,乙二胺四乙酸鈉20mg,酵母膏O. Ig,微量金屬元素忙液ImL,蒸懼水IOOOmL, pH6. 8-7. O。置于30°C、30001ux光照培養箱中培養36_72h。(2)混合發酵將上述所得各菌體培養液進行活菌數測定后混合，混合微生物以15%的接種量接入發酵培養基中，發酵培養基含10 %的廢糖蜜，2 %的麥芽汁及7 %的氯化鈉，其余成分為水，30°C密閉發酵3天得復合微生物菌劑。所述混合菌液中各菌的份數為擲孢酵母菌100份，球形芽孢桿菌120份，植物乳桿菌160份和類球紅細菌80份。·菌種優選來源擲孢酵母CGMCC2.2151，CGMCC 2. 2150，CGMCC 2. 2149 ;類球紅細菌CGMCC I. 2174，CGMCC I. 2182，CGMCC I. 2183 ；植物乳桿菌CGMCC I. 555，CGMCCI. 556，CGMCC I. 557 ;球形芽孢桿菌CGMCC I. 559，CGMCC I. 270 ;以上菌種均可購買于中國普通微生物菌種保藏管理中心(CGMCC)。復合微生物制劑的制備方法如下(I)菌種的放大培養將擲孢酵母菌經斜面活化后接入液體培養基，置于200r/min的搖床上，在28°C條件下培養24h ;將球形芽孢桿菌經斜面活化后接入液體培養基，在37°C的條件下培養48h ；將植物乳桿菌經斜面活化后接入液體培養基，在37°C的條件下培養72h ;將類球紅細菌經斜面活化后接入液體培養基培養，在30°C條件下，3000Iux光照培養箱中培養48h。擲孢酵母(Sporobolomyces roseus)培養用培養基葡萄糖20g,蛋白胨5g,酵母浸出粉2g, MgSO4 0. 005g,蒸懼水IOOOmL, pH 5· 5_6· O ;球形芽孢桿菌(Bacillussphaericus)培養用LB培養基蛋白胨I %，酵母浸膏0. 5 %，氯化鈉I %，pH7. O ;植物乳桿菌(Lactobacillus plantarum)培養用MRS培養基蛋白腺10g,牛肉膏10g,酵母膏5g，KH2PO4 2g，檸檬酸三鈉 2g，乙酸鈉 2g，葡萄糖 20g, Tween80 ImL, MgSO4 · 7H20 0. 58g，MnSO4 · H2O 0. 25g,蒸懼水 IOOOmL, pH 6. 2_6. 4 ;類球紅細菌(Rhodobacter sphaeroides)培養用改進的RCVBN培養基DL蘋果酸4克，磷酸二氫鉀和磷酸二氫鉀緩沖液10mL，MgSO4 · 7H20 O. 12g，硫酸銨lg，二水氯化鈣75mg,乙二胺四乙酸鈉20mg，酵母膏O. lg，微量金屬元素貯液lmL，蒸餾水lOOOmL，pH 6. 8-7. O。檢測各微生物的菌數，保證每種菌的活菌數量> lX108/mL，按重量份數將其混合擲孢酵母菌100份，球形芽孢桿菌120份，植物乳桿菌160份和類球紅細菌80份。(2)混合菌液以15%的接種量接入發酵培養基中進行混合發酵，發酵培養基含10%的廢糖蜜，2%的麥芽汁及7%的氯化鈉，其余成分為水。30°C條件下，密閉發酵3天，保證活菌數> I X IOVmL,制得復合微生物菌液。(3)按麩皮50份和有機膨潤土 200份的重量份數混合，添加25重量份數的水使其成糊狀制得微生物載體，再將10%的復合微生物菌液和90%的微生物載體攪拌均勻即制得復合微生物制劑。實施效果試驗將本發明的復合微生物制劑置于某生活小區的帶蓋垃圾桶頂處2小時后，基本聞不見任何異味，檢測氨氣去除率達92 %，硫化氫去除率達90 % ;連續放置一周，垃圾桶周圍蚊蟲明顯減少，路過行人反映無明顯令人嗅覺不舒服的氣味。實施例2基本同例I復合微生物制劑的制備方法如下(I)菌種的放大培養將擲孢酵母菌經斜面活化后接入液體培養基，置于200r/min的搖床上，在28°C條件下培養72h ;將球形芽孢桿菌經斜面活化后接入液體培養基，在37°C條件下培養24h ;將植物乳桿菌經斜面活化后接入液體培養基，在37°C條件下培養48h ;將類球紅細菌經斜面活化后接入液體培養基，在30°C，30001ux光照培養箱中條件下培養48h。各菌培養基同實施例I。檢測各微生物的菌數，保證每種菌的活菌數量> lX108/mL，按重量份數將其混 合擲孢酵母菌150份，球形芽孢桿菌80份，植物乳桿菌120份和類球紅細菌30份。(2)以10%的接種量接入發酵培養基中進行混合發酵，發酵培養基含10%的廢糖蜜，2%的麥芽汁及7%的氯化鈉，其余成分為水。30°C條件下，密閉發酵3天，保證活菌數彡I X IOVmL,制得復合微生物菌液。(3)按麩皮30份和有機膨潤土 160份的重量份數混合，添加20重量份數水使成糊狀制得微生物載體，再將10%的復合微生物菌液和90%的微生物載體攪拌均勻即制得復合微生物制劑。實施效果試驗將本發明的復合微生物制劑置于某養雞場的室內空地，每隔3米放300g，2小時后，本生物制劑的3米范圍內空氣質量明顯好轉，檢測氨氣去除率達78%，硫化氫去除率達76% ;連續放置一周，養雞場的工作人員回復進入場內無明顯的雞糞臭味。實施例3基本同例I復合微生物制劑的制備方法如下(I)菌種的放大培養將擲孢酵母菌經斜面活化后接入液體培養基，置于200r/min的搖床上，在28°C條件下培養72h ;將球形芽孢桿菌經斜面活化后接入液體培養基，在37°C的條件下培養24h ；將植物乳桿菌經斜面活化后接入液體培養基，在37°C的條件下培養24h ;將類球紅細菌經斜面活化后接入液體培，在30°C條件下，30001UX光照培養箱中培養72h。各菌培養基同實施例I。檢測各微生物的菌數，保證每種菌的活菌數量> lX108/mL，按重量份數將其混合擲孢酵母菌200份，球形芽孢桿菌40份，植物乳桿菌80份和類球紅細菌100份。(2)以10%的接種量接入發酵培養基中進行混合發酵，發酵培養基含10%的廢糖蜜，2%的麥芽汁及7%的氯化鈉，其余成分為水。25°C條件下，密閉發酵5天，保證活菌數彡I X IOVmL,制得復合微生物菌液。(3)按麩皮20份和有機膨潤土 300份的重量份數混合，添加40重量份數水使成糊狀制得微生物載體，再將10%的復合微生物菌液和90%的微生物載體攪拌均勻即制得復合微生物制劑。實施效果試驗分別配置濃度為0、5、10、15、25、50μ g/mL的六價鉻溶液50mL ;在分析天平上稱取O. 5g本復合微生物制劑，分別加入不同濃度的50mL六價鉻標準使用液，振蕩Ih,過濾,取濾液5mL,于50mL的比色管中，蒸懼水定容,加入2. 5mL 二苯碳酰二肼顯色液，顯色IOmin,在540nm波長處測定吸光度,一種吸附劑做兩個平行，每個樣品做三個平行實驗。表I生物制劑對六價鉻的吸附效果
權利要求
1.一種復合微生物制劑，包括如下組分 (1)占總重量10%的復合微生物菌劑，所述復合微生物菌劑由擲孢酵母(Sporobolomyces roseus)、球形芽抱桿菌(Bacillus sphaericus)、植物乳桿菌(Lactobacillus pi ant arum)和類球紅細菌(Rhodobacter sphaeroides)組成； (2)占總重量90%的微生物載體，組成為麩皮或米糠20-50份，有機膨潤土160-300份，水15-40份，重量份數混合。
2.根據權利要求I所述的一種復合微生物制劑，其特征在于所述微生物載體組成為，麩皮或米糠50份，有機膨潤土 200份，水25份，重量份數混合。
3.根據權利要求I所述的一種復合微生物制劑，其特征在于所述復合微生物菌劑的制備方法，包括如下步驟 (1)菌種的放大培養 擲孢酵母(Sporobolomyces roseus)培養用培養基葡萄糖20g,蛋白胨5g,酵母浸出粉 2g，MgSO4 O. 005g，蒸餾水 IOOOmL, pH 5. 5-6. 0，在 28°C條件下培養 24_72h ； 球形芽孢桿菌(Bacillus sphaericus)培養用LB培養基蛋白胨1%，酵母浸膏0. 5%,氯化鈉1%，pH7. 0，在37°C條件下培養24-48h ； 植物乳桿菌(Lactobacillus pi ant arum)培養用MRS培養基蛋白胨10g,牛肉膏IOg,酵母膏5g，KH2PO4 2g，檸檬酸三鈉2g，乙酸鈉2g，葡萄糖20g, Tween80 ImL,MgSO4 · 7Η200· 58g, MnSO4 · H2O 0. 25g,蒸餾水 IOOOmL, pH 6. 2-6. 4，在 37 °C 條件下培養24-72h； 類球紅細菌(Rhodobacter sphaeroides)培養用改進的RCVBN培養基DL蘋果酸4克，磷酸二氫鉀和磷酸二氫鉀緩沖液10mL，MgSO4 · 7H20 0. 12g，硫酸銨lg，二水氯化鈣75mg，乙二胺四乙酸鈉20mg，酵母膏0. lg，微量金屬元素貯液lmL，蒸餾水1000mL，pH 6. 8-7. 0，置于30°C、30001ux光照培養箱中培養36-72h ； (2)混合發酵 將上述所得各菌體培養液進行活菌數測定后混合，混合菌液以10-15%的接種量接入發酵培養基中，發酵培養基含10%的廢糖蜜，2%的麥芽汁及7%的氯化鈉，其余成分為水，25-30°C密閉發酵3-5天得復合微生物菌劑。
4.根據權利要求3所述的一種復合微生物制劑，其特征在于所述混合菌液中各菌的份數為擲孢酵母100-200份、球形芽孢桿菌40-120份、植物乳桿菌80-160份、類球紅細菌30-100 份。
5.根據權利要求I所述的一種復合微生物制劑的制備方法，包括如下步驟 (I)菌種的放大培養 擲孢酵母(Sporobolomyces roseus)培養用培養基葡萄糖20g,蛋白胨5g,酵母浸出粉 2g，MgSO4 0. 005g，蒸餾水 IOOOmL, pH 5. 5-6. 0，在 28°C條件下培養 24_72h ； 球形芽孢桿菌(Bacillus sphaericus)培養用LB培養基蛋白胨1%，酵母浸膏0. 5%,氯化鈉1%，pH7. 0，在37°C條件下培養24-48h ； 植物乳桿菌(Lactobacillus pi ant arum)培養用MRS培養基蛋白胨10g,牛肉膏IOg,酵母膏5g，KH2PO4 2g，檸檬酸三鈉2g，乙酸鈉2g，葡萄糖20g, Tween80 ImL,MgSO4 · 7Η200· 58g, MnSO4 · H2O 0. 25g,蒸餾水 IOOOmL, pH 6. 2-6. 4，在 37 °C 條件下培養24-72h； 類球紅細菌(Rhodobacter sphaeroides)培養用改進的RCVBN培養基DL蘋果酸4克，磷酸二氫鉀和磷酸二氫鉀緩沖液10mL，MgSO4 · 7H20 O. 12g，硫酸銨lg，二水氯化鈣75mg，乙二胺四乙酸鈉20mg，酵母膏O. lg，微量金屬元素貯液lmL，蒸餾水1000mL，pH 6. 8-7. 0，置于30°C、30001ux光照培養箱中培養36-72h ； (2)混合發酵 將上述所得各菌體培養液進行活菌數測定后混合，混合微生物以10-15%的接種量接入發酵培養基中，發酵培養基含10%的廢糖蜜，2%的麥芽汁及7%的氯化鈉，其余成分為水，·25-30°C密閉發酵3-5天得復合微生物菌劑； (3)將米糠或麩皮與有機膨潤土粉末按比例混合均勻，添加水攪拌成均勻黏糊狀，再按質量比例加入上述復合微生物菌劑，使菌體細胞與載體粘結充分后即制得本發明的復合微生物制劑。
6.一種復合微生物制劑在除臭降鉻方面的應用。
全文摘要
本發明公開了一種環保型復合微生物制劑及其制備方法，屬于環境生物技術領域，本發明的復合微生物制劑，包括如下組分(1)占總重量10％的復合微生物菌劑，所述復合微生物菌劑由擲孢酵母、球形芽孢桿菌、植物乳桿菌和類球紅細菌組成；(2)占總重量90％的微生物載體，組成為麩皮或米糠20-50份；有機膨潤土160-300份；水40-80份。本發明復合細菌和真菌，擴大了適用范圍，不僅可用于城市固體生活垃圾、生產污水等的除臭處理，而且可用于被重金屬鉻污染的廢水的降解。
文檔編號A61L11/00GK102872475SQ20121036500
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月26日 優先權日2012年9月26日
發明者林萍, 黃亮 申請人:天津市伯曼生物科技有限公司