食物源有機垃圾的微生物降解液體菌劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種食物源有機垃圾的微生物降解液體菌劑，其制備方法為選用如下3種菌：多粘類芽孢桿菌(Paenibacillus?polymyxa)F8、枯草芽孢桿菌(Bacillus?subtilis)F10、假單胞菌（Pseudomonas?sp.）No.7；包括如下步驟：1）、將上述3種菌分別進行活化；2）、將活化后的3種菌分別進行種子培養(yǎng)；3）、混合細菌發(fā)酵培養(yǎng)：將所得的3種菌液混合，得混合菌液；將濃縮味精廢液稀釋后用堿調(diào)節(jié)pH至5.9～8.5，消毒滅菌，作為培養(yǎng)液；按培養(yǎng)液體積5%～30%的接種量，將混合菌液接種于發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵培養(yǎng)，得食物源有機垃圾降解微生物液體菌劑。
【專利說明】食物源有機垃圾的微生物降解液體菌劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生活垃圾處置領(lǐng)域，涉及一種用于食物源有機垃圾的微生物降解消除技術(shù)，具體涉及一種食物源有機垃圾的微生物降解液體菌劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，城鎮(zhèn)居民的生活垃圾不僅數(shù)量日益增加，而且生活垃圾中包括瓜皮果殼、剩菜剩飯等食物源有機垃圾的比重也越來越大。由于食物源有機垃圾含水率高(90%)、焚燒熱值低(2100~3100kJ/kg)，與其他城市垃圾組分混合后，采用填埋處置不僅占用寶貴的土地資源而且會產(chǎn)生大量滲濾液而污染地下水系；采用焚燒發(fā)電處置，因不能滿足垃圾的發(fā)熱量要求(即5000kJ/kg以上)會致使焚燒爐燃燒不充分而產(chǎn)生二惡英，嚴重危害周邊居民身體健康。由于這類垃圾來源分散，在收集轉(zhuǎn)運過程中易腐爛發(fā)臭污染環(huán)境，因此難以從一家一戶收集匯總后通過飼料加工、堆肥或沼氣發(fā)酵處置技術(shù)實現(xiàn)資源化利用。所以食物源有機垃圾已成為影響城鎮(zhèn)環(huán)境質(zhì)量的重要污染源。為此，研發(fā)一種將這類垃圾就地生產(chǎn)就地降解消除的高度無害化、減量化處置新技術(shù)，對于經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展和保護生態(tài)環(huán)境安全具有極其重要的作用。
[0003]基于上述理念，目前我國已研發(fā)出一些食物垃圾原位消除技術(shù)，如我國發(fā)明專利(ZL03151167.8)公開了一種廢棄食物微生物分解處理機，該機器先將剩菜剩飯、瓜皮果殼等食物垃圾粉碎，再利用所 設(shè)置的微生物菌群將食物垃圾碎粒分解成水、二氧化碳和無機離子，然后經(jīng)過濾顆粒層的過濾后，最后呈流質(zhì)排入下水道，不會引起下水管道賭塞。這種技術(shù)在減少固體垃圾的排放量的同時卻增加了污水處理壓力，因此，未能從根本上解決餐廚食物垃圾的環(huán)境污染問題。也有發(fā)明專利(ZL02150972.7)公開了一種應用YB微生物功能菌的生活有機垃圾處理機，該YB微生物功能菌由枯草芽孢桿菌和脫氮副球菌組成，但未公開菌劑的制備方法。本發(fā)明 申請人:的發(fā)明專利(201010272835.4 ;201010272823.1和201010272801.5)公開了利用絲狀真菌雅致放射毛霉(Actinomucor elegans)分別與枯草芽抱桿菌(Bacillus subtilis)、類芽抱桿菌(Paenibacillus cineris)和臘狀芽抱桿菌(Bacilus cereus)組合所構(gòu)成的功能菌株,制備食物源有機垃圾降解消除型微生物菌劑的方法。然而，這些方法所利用的有機垃圾降解功能菌包括真菌與細菌，制備過程需分別發(fā)酵再混合，因此工藝相對復雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能用于食物源有機垃圾降解消除型微生物囷劑及其制備方法。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種食物源有機垃圾的微生物降解液體菌劑的制備方法，選用了如下3種菌:保藏號為CGMCC N0.7087的多粘類芽孢桿菌(Paenibacillus polymyxa) F8、保藏號為 CGMCC N0.7088 的枯草芽抱桿菌(Bacillussubtilis)F10、保藏號為 CGMCC N0.4133 的假單胞菌(Pseudomonas sp.)N0.7 ;包括如下步驟:
[0006]I)、活化:
[0007]將上述3種菌分別進行活化；
[0008]2)、種子菌液培養(yǎng):
[0009]將活化后的3種菌分別進行種子培養(yǎng)，從而分別對應的得多粘類芽孢桿菌(Paenibacillus polymyxa)F8菌液、枯草芽抱桿菌(Bacillus subtilis)FlO菌液和假單胞菌(Pseudomonas sp.) N0.7 菌液；
[0010]3)、細菌發(fā)酵培養(yǎng):
[0011]將多粘類芽抱桿菌(Paenibacillus polymyxa)F8菌液、枯草芽抱桿菌(Bacillussubtilis)FlO 菌液和假單胞菌(Pseudomonas sp.) N0.7 菌液按照 0.1 ~1:0.1 ~1.5:0.1~I (最佳為1:1:1)的體積比混合,得混合菌液；
[0012]將濃縮味精廢液用水稀釋30~200倍(較佳為80倍)后用堿調(diào)節(jié)pH至5.9~8.5(較佳為7.2)，置于經(jīng)空罐消毒滅菌的發(fā)酵罐中，再經(jīng)過實罐(即裝有上述調(diào)節(jié)pH后的濃縮味精廢液的稀釋液后)消毒滅菌并冷卻至室溫后，作為培養(yǎng)液；
[0013]按培養(yǎng)液體積5%~30%的接種量，將混合菌液接種于發(fā)酵罐內(nèi)，于罐溫18~50°C(較佳為30°C)、轉(zhuǎn)速10~150r/min (較佳為60r/min)，通氣壓力(進氣壓力)0.I~0.8mPa條件發(fā)酵培養(yǎng)24h~78h，得食物源有機垃圾降解微生物液體菌劑。
[0014]備注說明:上述培養(yǎng)液的制備方法為:
[0015]在I體積的濃縮味精廢液中加入29~199體積倍的水，并用堿調(diào)節(jié)pH至5.9~8.5，置于經(jīng)過空罐消毒滅菌(維持罐壓0.15~0.2Mpa，罐溫125~130°C，保持30~40min)的發(fā)酵罐中；再經(jīng)實罐消毒滅菌(維持罐壓0.09~0.1Mpa，罐溫118~120°C，保持30~40min)，冷卻至室溫后待用；作為培養(yǎng)液。
[0016]作為本發(fā)明的食物源有機垃圾的微生物降解液體菌劑的制備方法的改進:
[0017]步驟I)的活化為:
[0018]將上述3種菌分別接種于牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基平板上；于18~38°C(較佳為300C )培養(yǎng)24h~78h(較佳為2天，即，48h);分別對應的得到活化后的3種菌，即，活化的多粘類芽抱桿菌(Paenibacillus polymyxa)F8、活化的枯草芽抱桿菌(Bacillus subtilis)F10、活化的假單胞菌(Pseudomonas sp.) N0.7。
[0019]作為本發(fā)明的食物源有機垃圾的微生物降解液體菌劑的制備方法的進一步改進:
[0020]步驟2)的種子培養(yǎng)為:
[0021]將濃縮味精廢液用水稀釋30~200倍(較佳為80倍)后用堿調(diào)節(jié)pH至5.9~8.5(較佳為7.2)，經(jīng)消毒滅菌后，作為種子菌液培養(yǎng)基；
[0022]將活化后的3種菌分別各自接種于種子菌液培養(yǎng)基中，于18~38°C (較佳為30°C)、80~200r/min (較佳為120r/min)搖床振蕩培養(yǎng)24h~80h (較佳為48h)，從而分別得對應的多粘類芽孢桿菌(Paenibacillus polymyxa F8)菌液、枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis F10)菌液和假單胞菌(Pseudomonas N0.7)菌液。
[0023] 備注說明:上述種子菌液培養(yǎng)基的制備方法為:在I體積的濃縮味精廢液中加入29~199體積倍的水，并用堿調(diào)節(jié)pH至5.9~8.5，在壓力1.05kg/cm2，溫度121.3°C下滅菌20min，冷卻至室溫待用，作為種子菌液培養(yǎng)基。
[0024]一般而言，
[0025]每mL多粘類芽抱桿菌(Paenibacillus polymyxa)F8菌液中含有約2.5~
3.5 X IO8個多粘類芽孢桿菌；
[0026]每mL枯草芽抱桿菌(Bacillus subtilis)F10菌液中含有約4.5~5.5X IO8個枯草芽孢桿菌；
[0027]#mL中假單胞菌(Pseudomonas sp.)N0.7菌液含有約1.5~2.5X IO8個假單胞菌。
[0028]在本發(fā)明中，室溫是指25~30°C。
[0029]本發(fā)明還同時提供了利用上述方法制備而得的食物源有機垃圾的微生物降解液體菌劑。 [0030]在本發(fā)明中，3種菌的保藏信息具體如下:
[0031]多粘類芽孢桿菌(Paenibacillus polymyxa)F8,保藏單位:中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏日期:2013年01月06日，保藏號=CGMCC N0.7087 ;保藏地址:北京市朝陽區(qū)北辰西路I號院3號，中國科學院微生物研究所；分類命名為:多粘類芽抱桿菌 Paenibacillus polymyxa。
[0032]枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis) F10,保藏單位:中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏日期:2013年01月06日，保藏號=CGMCC N0.7088 ;保藏地址:北京市朝陽區(qū)北辰西路I號院3號，中國科學院微生物研究所；分類命名為:枯草芽孢桿菌Bacillus subtilis。
[0033]假單胞菌(Pseudomonas sp.)N0.7,保藏單位:中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏日期:2010年09月02日，保藏號:CGMCC N0.4133 ;保藏地址:北京市朝陽區(qū)北辰西路I號院3號，中國科學院微生物研究所。分類命名為:假單胞菌Pseudomonassp.。
[0034]牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基(可作為斜面菌種活化培養(yǎng)基)，其配方與制備法如下:牛肉膏3g，蛋白胨10g，NaC15g，瓊脂18g，加蒸餾水至1000ml，調(diào)pH至7.0~7.2。在壓力
1.05kg/cm2，溫度121.3°C下滅菌20min，冷卻后倒平板，待用。此為常規(guī)技術(shù)。
[0035]本發(fā)明所用的濃縮味精廢液為:味精生產(chǎn)中產(chǎn)生的離交廢液經(jīng)蒸發(fā)濃縮處理后所得(何麗楊興華于太鋒.味精廢水綜合治理工藝設(shè)計簡介.工業(yè)水處理，2008，28(8):77~79)，含有豐富的無機與有機營養(yǎng)物質(zhì)，總氨基酸含量達10%以上，且各項重金屬含量遠低于城鎮(zhèn)垃圾農(nóng)用控制標準(表1~表4)。因此，具有質(zhì)量安全、營養(yǎng)豐富的特點，作為食物源有機垃圾降解功能菌的培養(yǎng)基利用，可以達到以廢治廢、廢棄物資源化利用的目的。
[0036]表1、濃縮味精廢液的氮、鈉、硫元素分含量(g/kg)
[0037]
【權(quán)利要求】
1.食物源有機垃圾的微生物降解液體菌劑的制備方法，其特征是:選用了如下3種菌:保藏號為CGMCC N0.7087的多粘類芽孢桿菌(Paenibacillus polymyxa) F8、保藏號為CGMCCN0.7088的枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)F10、保藏號為CGMCC N0.4133的假單胞菌(Pseudomonas sp.) N0.7 ;包括如下步驟: 1)、活化: 將上述3種菌分別進行活化； 2)、種子菌液培養(yǎng): 將活化后的3種菌分別進行種子培養(yǎng)，從而分別對應的得多粘類芽孢桿菌(Paenibacillus polymyxa)F8菌液、枯草芽抱桿菌(Bacillus subtilis)FlO菌液和假單胞菌(Pseudomonas sp.) N0.7 菌液； 3)、混合細菌發(fā)酵培養(yǎng): 將多粘類芽抱桿菌(Paenibacillus polymyxa)F8菌液、枯草芽抱桿菌(Bacillussubtilis)FlO 菌液和假單胞菌(Pseudomonas sp.) N0.7 菌液按照 0.1 ~1:0.1 ~1.5:0.1~I的體積比混合，得混合菌液； 將濃縮味精廢液用水稀釋30~200倍后用堿調(diào)節(jié)pH至5.9~8.5，置于經(jīng)空罐消毒滅菌的發(fā)酵罐中，再經(jīng)過實罐消毒滅菌并冷卻至室溫后，作為培養(yǎng)液； 按培養(yǎng)液體積5%~30%的接種量，將混合菌液接種于發(fā)酵罐內(nèi)，于罐溫18~50°C、轉(zhuǎn)速10~150r/min，通氣壓力0.1~0.8mPa條件發(fā)酵培養(yǎng)24h~78h，得食物源有機垃圾降解微生物液體菌劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的食物源有機垃圾的微生物降解液體菌劑的制備方法，其特征是:所述步驟I)的活化為: 將上述3種菌分別接種于牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基平板上；于18~38 °C培養(yǎng)24h~78h ;分別對應的得到活化后的3種菌，即，活化的多粘類芽孢桿菌(Paenibacilluspolymyxa)F8、活化的枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)F10、活化的假單胞菌(Pseudomonas sp.)N0.7。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的食物源有機垃圾的微生物降解液體菌劑的制備方法，其特征是: 所述步驟2)的種子培養(yǎng)為: 將濃縮味精廢液用水稀釋30~200倍后用堿調(diào)節(jié)pH至5.9~8.5，經(jīng)消毒滅菌并冷卻至室溫后，作為種子菌液培養(yǎng)基； 將活化后的3種菌分別各自接種于種子菌液培養(yǎng)基中，于18~38°C、80~200r/min搖床振蕩培養(yǎng)24h~80h,從而分別得對應的多粘類芽孢桿菌(Paenibacillus polymyxa F8)菌液、枯草芽抱桿菌(Bacillus subtilis F10)菌液和假單胞菌(Pseudomonas sp.) N0.7菌液。
4.利用權(quán)利要求1~3中任意一種方法制備而得的食物源有機垃圾的微生物降解液體菌劑。
【文檔編號】C12N1/20GK103937713SQ201410142734
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月10日
【發(fā)明者】方萍, 李田宇, 韋杏花 申請人:浙江大學