申请日2014.08.01
公开(公告)日2014.11.19
IPC分类号C12N1/20; C12N1/16; C12N1/14; C02F11/04; C12R1/125; C12R1/01; C12R1/545; C12R1/72; C12R1/66; C12R1/225; C12R1/47
摘要
本发明公开了一种用于污泥厌氧消化预处理的复合微生物菌剂及其制备方法，所述复合微生物菌剂是包括下述菌体并经发酵培养制成的液体菌剂，每毫升复合微生物菌剂中包含有总活菌数不小于2×108，枯草芽孢杆菌、白色链霉菌、灰色链霉菌、产朊假丝酵母、酱油曲霉、保加利亚乳杆菌、乳酸乳球菌、沼泽红假单胞菌、荚膜红假单胞菌、球形红假单胞菌。本发明所使用的各菌种具有互生和共生作用，形成一个各种酶活性都很高的生物降解体系。使用本发明的复合微生物菌剂对进行污泥厌氧消化处理，能有效提高有机物的降解率，加速污泥水解过程，缩短污泥厌氧消化时间，提高生物产气量。
权利要求书
1.一种用于污泥厌氧消化预处理的复合微生物菌剂，其特征在于：所述复合微生物菌剂是经发酵培养制成的包括下述菌体的液体菌剂，每毫升复合微生物菌剂中包含有总活菌数不小于2×108，
枯草芽孢杆菌、白色链霉菌、灰色链霉菌、产朊假丝酵母、酱油曲霉、保加利亚乳杆菌、乳酸乳球菌、沼泽红假单胞菌、荚膜红假单胞菌、球形红假单胞菌。
2.根据权利要求1所述的用于污泥厌氧消化预处理的复合微生物菌剂，其特征在于：所述复合微生物菌剂中枯草芽孢杆菌活菌数占总活菌数的5%～20%、白色链霉菌活菌数占总活菌数的5%～20%、灰色链霉菌活菌数占总活菌数的5%～20%、产朊假丝酵母活菌数占总活菌数的5%～20%、酱油曲霉活菌数占总活菌数的5%～20%、保加利亚乳杆菌活菌数占总活菌数的5%～20%、乳酸乳球菌活菌数占总活菌数的5%～20%、沼泽红假单胞菌活菌数占总活菌数的5%～20%，荚膜红假单胞菌活菌数占总活菌数的5%～20%，球形红假单胞菌活菌数占总活菌数的5%～20%，复合微生物菌剂pH值为3～4。
3.一种用于污泥厌氧消化预处理的复合微生物菌剂生产方法，其特征在于包括下述步骤：
A、液体放大培养：分别将枯草芽孢杆菌、白色链霉菌、灰色链霉菌、产朊假丝酵母、酱油曲霉、保加利亚乳杆菌、乳酸乳球菌、沼泽红假单胞菌、荚膜红假单胞菌、球形红假单胞菌经固体斜面活化，将活化后的菌体分别接种于各自相应的液体培养基中进行液体扩大培养;
其中：枯草芽孢杆菌的培养温度为26～30℃，培养36～72小时，
白色链霉菌培养温度为28～35℃，培养48～96小时，
灰色链霉菌培养温度为28～37℃，培养48～96小时，
产朊假丝酵母培养温度为25～28℃，培养36～72小时，
酱油曲霉培养温度为25～28℃，培养48～96小时，
保加利亚乳杆菌培养温度为30～40℃，培养36～72小时，
乳酸乳球菌培养温度为30～40℃，培养36～72小时，
沼泽红假单胞菌培养温度为30～37℃，光照培养48～72小时，
荚膜红假单胞菌培养温度为25～30℃，光照培养48～72小时，
球形红假单胞培养温度为25～30℃，光照培养48～72小时，
B、混合接种和发酵：将经过液体扩大培养的枯草芽孢杆菌、白色链霉菌、灰色链霉菌、产朊假丝酵母、酱油曲霉、保加利亚乳杆菌、乳酸乳球菌、沼泽红假单胞菌、荚膜红假单胞菌、球形红假单胞菌按菌数比为1～5:1～5:1～5:1～5:1～5:1～5:1～5:1～5:1～5:1～5的比例接种到装有发酵培养基的发酵罐中，接种量按质量百分比计为5～20%，培养温度为28～37℃，发酵过程中采用间歇搅拌，发酵周期15～30天，即得复合微生物菌剂。
4.根据权利要求3所述的用于污泥厌氧消化预处理的复合微生物菌剂生产方法，其特征在于：所述步骤B中的发酵培养基由按重量百分含量计的下列物质组成：食用糖5%～20%、 食用酒精5%～20%、食用醋5%～20%、余量为水。
5.根据权利要求4所述的用于污泥厌氧消化预处理的复合微生物菌剂生产方法，其特征在于：所述食用糖为饴糖、红糖或白糖中的一种。
6.根据权利要求4所述的用于污泥厌氧消化预处理的复合微生物菌剂生产方法，其特征在于：所述食用酒精为发酵生产的白酒中的一种，酒精度数为30～60%。
7.根据权利要求4所述的用于污泥厌氧消化预处理的复合微生物菌剂生产方法，其特征在于：所述食用醋为酿造的陈醋或白醋中的一种，食用醋的pH为3.0～5.0。
说明书
用于污泥厌氧消化预处理的复合微生物菌剂及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种应用于环保领域的复合微生物菌剂，尤其是一种用于污泥厌氧消化处理的复合微生物菌剂及其制备方法。
背景技术
随着国民经济的发展，大量污水处理厂建成并运行，城市污泥产量也越来越大。目前污泥主要以堆肥、填埋和随意外运的形式进行处理，呈混乱状态，其比例大致为堆肥10%、填埋20%、随意外运简单填埋和堆放占70%。污泥问题正在逐步引起污水处理厂及公众的关注。污泥中除含有大量有机质和氮、磷等营养物质外，还含有大量细菌、病原微生物、寄生虫、有毒有害重金属等物质，污泥由于有机物含量高，如不进行有效处理，易腐败产生恶臭，对环境及人类健康造成危害;此外，污泥含水率高，占地面积大，给污泥处置带来一定的困难。即使污水处理厂对污泥进行浓缩处理，但由于技术和污泥脱水难度的限制往往达不到要求，含水率仍高达80% 。湿污泥不但增加了运输难度，而且使运输路线周边的环境面临威胁，同时给后续的处置带来不便。如果不把处理污水过程中产生的剩余污泥处置好，其中所含病原微生物、重金属等污染物将转移到周围环境中造成二次污染。
中国专利ZL201210265567.2公开了一种用于污泥减量的复合微生物菌剂，所述复合微生物菌剂为由脱氮假单胞菌、珊瑚诺卡氏菌、产朊假丝酵母、类球红细菌和酱油曲霉制成的液体菌剂。这种微生物菌剂是用在污水处理的好氧工艺段，是将该复合微生物菌剂加入到含有活性污泥的曝气池、污泥浓缩池或二沉池中，复合微生物菌剂首次投加的重量与污水日处理水量的重量比例为1:1000 ～ 1:100000，根据周期运行情况，在每个周期结束后再补加首次投加量的10%～ 20%。
目前城市污水处理厂的污泥稳定化处理还常采用中温厌氧消化工艺，但是该工艺运行管理复杂，消化周期长，消化池体积庞大，沼气产生率低，一定程度上限制了中温厌氧消化工艺的推广应用。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种用于污泥厌氧消化预处理的复合微生物菌剂及其生产方法。针对中温厌氧消化工艺存在的消化周期长、消化池体积庞大、沼气产生率低等问题，提供一种投入低、加速污泥水解过程、缩短污泥停留时间、增加生物产气量，进而提高污泥厌氧消化效率的复合微生物菌剂。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
一种用于污泥厌氧消化预处理的复合微生物菌剂，所述复合微生物菌剂是经发酵培养制成的包括下述菌体的液体菌剂，每毫升复合微生物菌剂中包含有总活菌数不小于2×108，
枯草芽孢杆菌、白色链霉菌、灰色链霉菌、产朊假丝酵母、酱油曲霉、保加利亚乳杆菌、乳酸乳球菌、沼泽红假单胞菌、荚膜红假单胞菌、球形红假单胞菌。
本发明的技术方案的进一步限定在于：所述复合微生物菌剂中枯草芽孢杆菌活菌数占总活菌数的5%～20%、白色链霉菌活菌数占总活菌数的5%～20%、灰色链霉菌活菌数占总活菌数的5%～20%、产朊假丝酵母活菌数占总活菌数的5%～20%、酱油曲霉活菌数占总活菌数的5%～20%、保加利亚乳杆菌活菌数占总活菌数的5%～20%、乳酸乳球菌活菌数占总活菌数的5%～20%、沼泽红假单胞菌活菌数占总活菌数的5%～20%，荚膜红假单胞菌活菌数占总活菌数的5%～20%，球形红假单胞菌活菌数占总活菌数的5%～20%;复合微生物菌剂的pH值为3～4。
一种用于污泥厌氧消化预处理的复合微生物菌剂生产方法，包括下述步骤：
A、液体放大培养：分别将枯草芽孢杆菌、白色链霉菌、灰色链霉菌、产朊假丝酵母、酱油曲霉、保加利亚乳杆菌、乳酸乳球菌、沼泽红假单胞菌、荚膜红假单胞菌、球形红假单胞菌经固体斜面活化，将活化后的菌体分别接种于各自相应的液体培养基中进行液体扩大培养;
其中：枯草芽孢杆菌的培养温度为26～30℃，培养36～72小时，
白色链霉菌培养温度为28～35℃，培养48～96小时，
灰色链霉菌培养温度为28～37℃，培养48～96小时，
产朊假丝酵母培养温度为25～28℃，培养36～72小时，
酱油曲霉培养温度为25～28℃，培养48～96小时，
保加利亚乳杆菌培养温度为30～40℃，培养36～72小时，
乳酸乳球菌培养温度为30～40℃，培养36～72小时，
沼泽红假单胞菌培养温度为30～37℃，光照培养48～72小时，
荚膜红假单胞菌培养温度为25～30℃，光照培养48～72小时，
球形红假单胞培养温度为25～30℃，光照培养48～72小时，
B、混合接种和发酵：将经过液体扩大培养的枯草芽孢杆菌、白色链霉菌、灰色链霉菌、产朊假丝酵母、酱油曲霉、保加利亚乳杆菌、乳酸乳球菌、沼泽红假单胞菌、荚膜红假单胞菌、球形红假单胞菌按菌数比为1～5:1～5:1～5:1～5:1～5:1～5:1～5:1～5:1～5:1～5的比例接种到装有发酵培养基的发酵罐中，接种量按质量百分比计为5～20%，培养温度为28～37℃，发酵过程中采用间歇搅拌，发酵周期15～30天，即得复合微生物菌剂。
本发明的上述生产方法的进一步限定在于：所述步骤B中的发酵培养基由按重量百分含量计的下列物质组成：食用糖5%～20%、食用酒精5%～20%、食用醋5%～20%、余量为水。
本发明的上述生产方法的进一步限定在于：所述食用糖为饴糖、红糖或白糖中的一种。
所述食用酒精为发酵生产的白酒中的一种，酒精度数为30～60%。
所述食用醋为酿造的陈醋或白醋中的一种，食用醋的pH为3.0～5.0。
由于采用上述技术方案，本发明所取得的技术进步在于：
本发明的复合微生物菌剂包含从自然界中分离、筛选出的含有分泌胞外酶和降解有机物的几类微生物，复合微生物菌剂是由经过特定培养发酵工艺发酵的含活性微生物及其发酵代谢产物组成。此复合微生物菌剂各菌种之间能够互生和共生，使复合微生物菌剂的状态稳定，能有效提高污泥厌氧消化效率。
通过在污泥调质池中加入一定量的本发明的复合微生物菌剂，对调质池中的剩余污泥进行预处理，然后在将经过预处理的剩余污泥接入到厌氧消化池的厌氧污泥中。复合微生物菌剂中的酶类代谢产物及其活性成分可以破坏污泥中的微生物细胞壁，使其胞内物质溶出，将难降解固体有机物转化为小分子易降解有机物，使水相中易降解的有机物含量大大增加。与此同时，能使污泥中的微生物细胞内部自身部分酶的溶出，增大酶与底物的接触，在这些微生物或酶的作用下，可以使污泥中有机物降解率提高，加速污泥水解，可缩短污泥厌氧消化的时间，提高生物产气量。此外，复合微生物菌剂中的代谢产物具有较强的杀菌能力，能有效抑制有害微生物的活动和有机物的急剧腐败分解。
并且，复合微生物菌剂预处理后的剩余污泥，经厌氧消化后，改善了污泥的沉降性能，提高了有机物的去除率，实现了污泥减量。采用本发明的复合微生物菌剂，可有效的实现污泥的减量化、稳定化、无害化和资源化。同时，可降低污泥处理的综合运行成本，在经济、环境和社会效益方面都有重大意义。
本发明的复合微生物菌剂的菌种和原料易得，制备复合微生物菌剂的工艺简单。所用发酵培养基采用食品级的原料，确保产品复合微生物菌剂无毒、无害，正常使用情况下不会危害人体健康。
本发明是将各菌种按照一定的比例进行混合培养，在该配比下，这十种菌群能更好的发挥相互之间的互生和共生作用，有利于混合发酵过程中各自菌群的生长和繁殖。发酵培养基中只含有食用糖、食用酒精、食用醋和水，碳源十分丰富，有效促进菌体增殖。 同时各微生物在其生长增殖过程中产生的有用物质及其分泌物，成为各自或相互生长的基质和原料，形成共生互生增殖关系。此外，发酵培养基中的pH较低，可有效抑制有害菌的生长，还可以有效的延长产品保存期。本发明的复合微生物菌剂采用适当的接种比例，独特的培养基及工艺进行发酵，使微生物之间形成一个复杂而稳定的微生态系统。通过投加复合微生物菌剂对剩余污泥进行预处理，在将预处理后的剩余污泥加入到厌氧消化过程中时，可有效改善中温污泥厌氧消化能力。
