申请日2012.05.22
公开(公告)日2013.12.04
IPC分类号C12N1/00; C12N1/20; C02F103/28; C12R1/01; C12R1/07; C02F3/34
摘要
本发明公开了强化活性污泥的复合微生物活菌制剂及其制备方法和应用。该复合微生物活菌制剂含有纺锤芽孢杆菌(Bacillus fusiformis)，丛毛单胞菌(Comamonas sp.)和苍白杆菌(Ochrobactrum sp.)。该制备方法包括以下步骤：(1)将经过斜面活化的纺锤芽孢杆菌(Bacillus fusiformis)，丛毛单胞菌(Comamonas sp.)，苍白杆菌(Ochrobactrum sp.)分别接种于液体培养基中，30℃～37℃培养40～54小时，得微生物菌液;(2)将步骤(1)得到微生物菌液均匀混合，以40℃～60℃烘干，粉碎至15～50目，过筛即可。该复合微生物活菌制剂在造纸废水处理工艺中作为活性污泥降解COD强化剂中的应用能够有效、迅速、强化活性污泥性能，高效降解造纸废水COD，改善污水色度与水质。
权利要求书
1.一种复合微生物活菌制剂，其特征在于，其含有纺锤芽孢杆菌(Bacillus fusiformis)，丛毛单胞菌(Comamonas sp.)和苍白杆菌(Ochrobactrum sp.)。
2.如权利要求1所述的复合微生物活菌制剂，其特征在于，所述的纺 锤芽孢杆菌(Bacillus fusiformis)为纺锤芽孢杆菌(Bacillus fusiformis)CGMCC
1347;所述的丛毛单胞菌(Comamonas sp.)为丛毛单胞菌(Comamonas sp.) ACCC 11770和/或丛毛单胞菌(Comamonas sp.)ACCC 11853;所述的苍白 杆菌(Ochrobactrum sp.)为苍白杆菌(Ochrobactrum sp.)ACCC 11802、苍 白杆菌(Ochrobactrum sp.)ACCC 10085和苍白杆菌(Ochrobactrum sp.) MCCC1A 01374中一种或多种。
3.如权利要求1所述的复合微生物活菌制剂，其特征在于，所述的纺 锤芽孢杆菌(Bacillus fusiformis)的用量为以菌数计占总菌数的百分比20%～ 40%;所述的丛毛单胞菌(Comamonas sp.)的用量为以菌数计占总菌数的百 分比的10%～35%;所述的苍白杆菌(Ochrobactrum sp.)的用量为以菌数计 占总菌数的百分比30%～60%。
4.如权利要求1所述的复合微生物活菌制剂，其特征在于，所述的复 合微生物活菌制剂中，微生物的总菌数为10亿/克以上;所述的复合微生物 活菌制剂的存在形式为微生物菌与固体辅料的混合物。
5.如权利要求4所述的复合微生物活菌制剂，其特征在于，所述的固 体辅料的配方为：米粉20%、米糠59%、麸皮10%，豆粕10%，微量元素 1%，百分比是体积百分比，其中，所述的微量元素为硫酸镁10%，KCl 10%， 水80%，百分比是重量体积百分比;所述的固体辅料在使用时灭菌后使用; 所述的灭菌条件为121℃灭菌20-30分钟。
6.如权利要求1-5任一项所述的复合微生物活菌制剂的制备方法，其 特征在于，其包括以下步骤：
(1)将经过斜面活化的纺锤芽孢杆菌(Bacillus fusiformis)，丛毛单胞 菌(Comamonas sp.)，苍白杆菌(Ochrobactrum sp.)分别接种于液体培养基 中，30℃～37℃培养40～54小时，得微生物菌液;
(2)将步骤(1)得到微生物菌液均匀混合，以40℃～60℃烘干，粉碎 至15～50目，过筛即可;
当所述的复合微生物活菌制剂存在形式为微生物菌与固体辅料的混合 物时，步骤(2)为将微生物菌液与固体辅料均匀混合，40℃～60℃烘干， 粉碎经15～50目过筛，即可;其中，所述的固体辅料的用量为微生物菌液1 升加1.5公斤固体辅料。
7.如权利要求6所述的复合微生物活菌制剂的制备方法，其特征在于， 所述的液体培养基培养的接种量为5%;所述的液体培养基配方为：葡萄糖 1%，麦芽粉0.2%，酵母膏0.2%，乙酸钠0.5%，其余为水，pH 7.0，百分 比是重量体积百分比。
8.如权利要求1-5任一项所述的复合微生物活菌制剂在造纸废水处理 工艺中作为活性污泥降解COD强化剂的应用。
9.如权利要求8所述的应用，其特征在于，所述的复合微生物活菌制 剂用于造纸废水处理工艺时，将复合微生物活菌制剂和活性污泥联合使用; 其中，所述的复合微生物活菌制剂和活性污泥重量比为1∶1000～1∶10000， 较佳的为重量比1∶2000。
10.如权利要求8所述的应用，其特征在于，每立方米污水中所述的复 合微生物活菌制剂的用量为0.1～50克，较佳的为0.4～20克。
说明书
强化活性污泥的复合微生物活菌制剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于微生物环保领域，特别涉及一种强化活性污泥的复合微生物 活菌制剂及其制备方法和应用。
背景技术
造纸废水大致可分为：制浆蒸煮液、洗涤废水、漂白废水和纸机白水等。 碱法纸浆蒸煮废液，又称“黑液”，是制浆厂的主要污染源。制浆造纸废水 成分复杂，其组分不仅取决于纸浆的方法，也取决于所产品种和原料种类等 多种因素。废水中的悬浮物质主要来自制浆造纸各工序流失的纤维、填料等; BOD主要来源于制浆蒸煮工序，如纤维素分解生成的糖类、醇类、有机酸 等，在化学浆中，蒸煮废液的BOD5发生量占80%以上;而COD和着色物 质主要来源于制浆蒸煮工序的木素及其衍生物。
造纸废水中含有大量一般微生物难以降解的物质如纤维素、木质素和其 他化学物质。现有技术中，活性污泥法中的活性污泥尽管能根据其处理的造 纸污水的特点自然优化其微生物组成，但其中高效的微生物难以大幅度提 高。该状况亟待解决。
中国发明专利申请CN01139757.8，发明人李君文、古长庆等，公开一 种治理造纸废水的微生物制剂及培养方法，基本上包括：1)从环境中用各 种专用培养基分离出：具有降解纤维素功能的菌，具有降解木质素功能的菌， 具有降解半纤维素功能的菌，之后对分离筛选的各种高效菌株进行驯化、培 养。2)取一种或多种具有降解木质素、纤维素及半纤维素功能的菌株分别 培养，加工成液体或固体，然后根据造纸废水特点，将培养物按不同比例混 合，制成复合微生物;3)根据造纸废水的特点，调节曝气池中废水的碳∶ 氮∶磷为一定比例，再选取的微生物组合对废水进行处理。
中国发明专利申请CN200410034016.0，发明人郭林、王文惠等，公开 一种漆酶及其生产方法与专用生产菌株，其提供的菌株为血红密孔菌 (Pycnoporus sanguineus)mk528 CGMCC No.1124，获得漆酶的方法，包括 发酵培养血红密孔菌(Pycnoporus sanguineus)mk528 CGMCC No.1124和从 发酵培养基中提取漆酶。该专利申请的血红密孔菌(Pycnoporus sanguineus) mk528 CGMCC No.1124经发酵培养，得到的发酵液漆酶酶活高达63U/ml; 而且该菌株在培养过程中不产生木质素过氧化物酶和锰过氧化物酶，便于漆 酶的提取，使提取得到的漆酶可广泛应用于造纸废水处理和木材加工行业中 取代甲醛等化学药品。
但是，简单观察上述使用微生物菌种进行造纸废水处理的方法可知，上 述这些方法处理成本偏高，效率低，要么依赖于特定的菌种、要么需要对菌 种进行特别的驯化和培养，仍然制约着造纸废水处理问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术中活性污泥法难以大幅 度调整获得高效微生物，而其他使用微生物菌种进行造纸废水处理的方法依 赖于特定的菌种，或者需要对菌种进行特别的驯化和培养，处理成本偏高， 效率低等的缺陷，而提供了一种能够有效、迅速、强化活性污泥性能，高效 降解造纸废水COD，改善污水色度与水质的复合微生物活菌制剂及其制备 方法和应用。
本发明的复合微生物活菌制剂含有纺锤芽孢杆菌(Bacillus fusiformis)， 丛毛单胞菌(Comamonas sp.)和苍白杆菌(Ochrobactrum sp.)。
本发明中，所述的纺锤芽孢杆菌属于芽孢杆菌属细菌，较佳的为纺锤芽 孢杆菌(Bacillus fusiformis)CGMCC 1347(中国微生物菌种保藏管理委员 会普通微生物中心)。所述的纺锤芽孢杆菌(Bacillus fusiformis)的用量较佳 的为以菌数计占总菌数的百分比20%～40%。
本发明中，所述的丛毛单胞菌属于单孢细菌类别，较佳的为丛毛单胞菌 (Comamonas sp.)ACCC 11770(可自中国农业微生物菌种保藏管理中心购 得)和/或丛毛单胞菌(Comamonas sp.)ACCC 11853(可自中国农业微生物 菌种保藏管理中心购得)。所述的丛毛单胞菌(Comamonas sp.)的用量较佳 的为以菌数计占总菌数的百分比的10%～35%。
本发明中，所述的苍白杆菌属于杆菌属的细菌，较佳的为苍白杆菌 (Ochrobactrum sp.)ACCC 11802(可自中国农业微生物菌种保藏管理中心 购得)、苍白杆菌(Ochrobactrum sp.)ACCC 10085(可自中国农业微生物菌 种保藏管理中心购得)和苍白杆菌(Ochrobactrum sp.)MCCC1A01374(可 自中国海洋微生物菌种保藏管理中心购得)中一种或多种。所述的苍白杆菌 (Ochrobactrum sp.)的用量较佳的为以菌数计占总菌数的百分比30%～ 60%。
本发明人通过实验研究发现本发明的复合微生物活菌制剂含有的微生 物之间存在良好的协同作用，在该协同作用下，这些菌所分泌的多种酶类， 如纤维素酶、半纤维素酶、木聚糖酶、淀粉酶、果胶酶和木质酶等，可更有 效地降解水中的碳源物质，同时其所产生的多糖能使水中悬浮物絮凝，有效 的改善了污水色度，有效分解造纸废水中难以降解的纤维素、木质素等物质 以及其他化学物质，消除臭味。
本发明所述菌种均可以从中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物 中心(CGMCC)、中国农业微生物菌种保藏管理中心(ACCC)以及中国海 洋微生物菌种保藏管理中心(MCCC)购买得到。
本发明的复合微生物活菌制剂中，所述的微生物的总菌数较佳的为10 亿/克以上。本发明的复合微生物活菌制剂的存在形式较佳的为微生物菌与固 体辅料的混合物。
本发明中，所述的复合微生物活菌制剂存在形式为微生物菌与固体辅料 的混合物时，所述的固体辅料为本领域常规使用固体辅料，为各种固体发酵 所用的基质，一般包括米粉、米糠、麸皮、豆粕和微量元素;较佳的配方为： 20%米粉、米糠59%、麸皮10%，豆粕10%，微量元素1%，百分比是体 积百分比，其中，所述的微量元素为硫酸镁10%，KCl 10%，水80%，百 分比是重量体积百分比。所述的固体辅料在使用时一般按照本领域常规灭菌 后使用。所述的灭菌条件为本领域常规操作，较佳的为121℃灭菌20-30分 钟。
本发明还提供前述的复合微生物活菌制剂的制备方法，可以按本领域常 规方法进行，将纺锤芽孢杆菌(Bacillus fusiformis)，丛毛单胞菌(Comamonas sp.)，苍白杆菌(Ochrobactrum sp.)分别进行放大液体培养，然后均匀混合， 干燥，粉碎，即可。
本发明的复合微生物活菌制剂的制备方法较佳的包括以下步骤：
(1)将经过斜面活化的微生物菌分别接种于液体培养基中，30℃～37℃ 培养40～54小时，得微生物菌液，其中，所述的微生物菌为纺锤芽孢杆菌 (Bacillus fusiformis)，丛毛单胞菌(Comamonas sp.)和苍白杆菌 (Ochrobactrum sp.);
(2)将步骤(1)得到微生物菌液均匀混合，以40℃～60℃烘干，粉碎 至15～50目，过筛即可。
本发明中，所述的复合微生物活菌制剂存在形式为微生物菌与固体辅料 的混合物时，所述的复合微生物活菌制剂的制备方法较佳的包括将微生物菌 液与固体辅料均匀混合，40℃～60℃烘干，粉碎经15～50目过筛，即可; 其中，所述的固体辅料的用量较佳的为微生物菌液1升加1.5公斤固体辅料。
本发明中，上述微生物菌种的种类和用量均如前所述;所述的微生物的 斜面活化为本领域常规操作。
步骤(1)和(2)中，所述的液体培养基培养的操作按本领域常规操作， 其中，液体培养基可采用本领域常用配方。所述的液体培养基培养按本领域 常规，较佳的接种量为5%。
其中，所述的液体培养基配方较佳的为：葡萄糖1%，麦芽粉0.2%，酵 母膏0.2%，乙酸钠0.5%，其余为水，pH 7.0，百分比是重量体积百分比。
其中，所述的固体辅料如前所述。
本发明还涉及本发明的复合微生物活菌制剂在造纸废水处理工艺中作 为活性污泥降解COD强化剂的应用。
本发明中，所述的造纸废水的指标一般为COD在200-3000mg/L范围内 造纸废水。
本发明中，所述的复合微生物活菌制剂用于造纸废水处理工艺时，较佳 的将本发明的复合微生物活菌制剂和活性污泥联合使用;其中，所述的复合 微生物活菌制剂和活性污泥重量比较佳的为1∶1000～1∶10000，更佳的为重 量比1∶2000。
本发明中，所述的复合微生物活菌制剂用于造纸废水处理工艺时，每立 方米污水中复合微生物活菌制剂的用量较佳的为1～50克，更佳的为4～20克。
本发明中，上述优选条件在符合本领域常识的基础上可任意组合，即得 本发明各较佳实例。
本发明除特别说明之外，所用的百分比都是质量百分比。
本发明所用的原料或试剂除特别说明之外，均市售可得。
本发明的积极进步效果在于：
本发明的复合微生物活菌制剂制备方便，成本低廉，可以应用于现有的 造纸污水处理工艺中，特别适合各造纸污水处理厂使用。在使用中，可以使 用现有的设备与活性污泥一起投放，可发生协同作用，极大强化活性污泥降 解COD活性，改善污水色度，高效降解、减排目标，具有重大的经济意义 和环保意义。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在 所述的实施例范围之中。
下述实施例中，所用菌种全部从中国微生物菌种保藏管理委员会普通微 生物中心(CGMCC)、中国农业微生物菌种保藏管理中心(ACCC)以及中 国海洋微生物菌种保藏管理中心(MCCC)购买得到。
下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照 制造厂商所建议的条件。
实施例1
(1)放大培养：
纺锤芽孢杆菌(Bacillus.fusiformis)CGMCC 1347和丛毛单胞菌 (Comamonas sp.)ACCC 11770经斜面活化后，分别按接种量5%接液体培 养基，液体培养基配方是：葡萄糖1%，麦芽粉0.2%，酵母膏0.2%，乙酸 钠0.5%，其余为水，pH 7.0，百分比是重量体积百分比，37℃发酵40小时。
苍白杆菌(Ochrobactrum sp.)ACCC11802经斜面活化后，按接种量5% 接液体培养基，该液体培养基配方是：葡萄糖1%，麦芽粉0.2%，酵母膏 0.2%，乙酸钠0.5%，其余为水，pH 7.0，百分比是重量体积百分比，37℃ 培养40小时。
活菌计数(常规活菌稀释计数法，下同)，检测菌数，按照下述各种菌 的菌数占总菌数的百分比进行混合：纺锤芽孢杆菌40%，丛毛单胞菌30%， 苍白杆菌30%。活菌总数高于12亿/毫升发酵液。
(2)固体发酵罐中加入固体辅料(米粉20%、米糠59%、麸皮10%， 豆粕10%，微量元素1%，百分比是体积百分比;所述的微量元素为硫酸镁 10%，KCl 10%，水80%，百分比是重量体积百分比)。121℃灭菌30分钟， 待罐温降至40℃以下，在发酵罐旋转的情况下喷入混合菌液(按照1升发酵 液加1.5公斤固体辅料)，40℃烘干，粉碎，经20目过筛，备用。
活菌计数，总菌数达到10亿/克以上，包装装袋。
实施例2
(1)放大培养：
纺锤芽孢杆菌(Bacillus fusiformis)CGMCC1347，丛毛单胞菌 (Comamonas sp.)ACCC 11770，丛毛单胞菌(Comamonas sp.)ACCC 11853 经斜面活化后，按接种量5%分别接液体培养基，液体培养基配方是：葡萄 糖1%，麦芽粉0.2%，酵母膏0.2%，乙酸钠0.5%，其余为水，pH 7.0，百 分比是重量体积百分比，30℃发酵54小时。
苍白杆菌(Ochrobactrum sp.)ACCC10085经斜面活化后，按接种量5% 可以接液体培养基，该液体培养基配方是：葡萄糖1%，麦芽粉0.2%，酵母 膏0.2%，乙酸钠0.5%，其余为水，pH 7.0，百分比是重量体积百分比，30℃ 培养54小时。
活菌计数，检测菌数，按照下述各种菌的菌数占总菌数的百分比进行混 合：纺锤芽孢杆菌20%，丛毛单胞菌35%，苍白杆菌45%。活菌总数高于 12亿/毫升发酵液。
(2)固体发酵罐中加入固体辅料(20%米粉、米糠59%、麸皮10%， 豆粕10%，微量元素1%，百分比是体积百分比;所述的微量元素为硫酸镁 10%，KCl 10%，水80%，百分比是重量体积百分比)。121℃灭菌30分钟， 待罐温降至40℃以下，在发酵罐旋转的情况下喷入混合菌液(按照1升发酵 液加1.5公斤固体辅料)，50℃烘干，粉碎，经20目过筛，备用。
活菌计数，总菌数达到10亿/克以上，包装装袋。
实施例3
(1)放大培养：
纺锤芽孢杆菌(Bacillus fusiformis)CGMCC1347，丛毛单胞菌 (Comamonas sp.)ACCC11770(中国农业微生物保藏中心)，苍白杆菌 (Ochrobactrum sp.)MCCC1A0137经斜面活化后按接种量5%加入液体发酵 培养基：葡萄糖1%，麦芽粉0.2%，酵母膏0.2%，乙酸钠0.5%，其余为水， pH 7.0，百分比是重量体积百分比，35℃培养48小时。
活菌计数，检测菌数，按照下述各种菌的菌数占总菌数的百分比进行混 合：纺锤芽孢杆菌30%，丛毛单胞菌10%，苍白杆菌60%。活菌总数高于 12亿/毫升发酵液。
(2)固体发酵罐中加入固体辅料(20%米粉、米糠59%、麸皮10%， 豆粕10%，微量元素1%，百分比是体积百分比;所述的微量元素为硫酸镁 10%，KCl 10%，水80%，百分比是重量体积百分比)。121℃灭菌30分钟， 待罐温降至40℃以下，在发酵罐旋转的情况下喷入混合菌液(按照1升发酵 液加1.5公斤固体辅料)，60℃烘干，粉碎，经50目过筛，备用。
活菌计数，总菌数达到10亿/克以上，包装装袋。
实施例4
(1)放大培养：
纺锤芽孢杆菌(Bacillus fusiformis)CGMCC1347，丛毛单胞菌 (Comamonas sp.)ACCC11770，ACCC11853(中国农业微生物保藏中心)， 苍白杆菌(Ochrobactrum sp.)MCCC1A01374经斜面活化后按接种量5%加 入液体发酵培养基：葡萄糖1%，麦芽粉0.2%，酵母膏0.2%，乙酸钠0.5%， 其余为水，pH 7.0，百分比是重量体积百分比，37℃培养45小时。
活菌计数，检测菌数，按照下述各种菌的菌数占总菌数的百分比进行混 合：纺锤芽孢杆菌20%，丛毛单胞菌20%，苍白杆菌60%。活菌总数高于 12亿/毫升发酵液。
(2)固体发酵罐中加入固体辅料(20%米粉、米糠59%、麸皮10%， 豆粕10%，微量元素1%，百分比是体积百分比;所述的微量元素为硫酸镁 10%，KCl 10%，水80%，百分比是重量体积百分比)。121℃灭菌30分钟， 待罐温降至40℃以下，在发酵罐旋转的情况下喷入混合菌液(按照1升发酵 液加1.5公斤固体辅料)，60℃烘干，粉碎，经50目过筛，备用。
活菌计数，总菌数达到10亿/克以上，包装装袋。
对比例1
(1)放大培养：
纺锤芽孢杆菌(Bacillus fusiformis)CGMCC1347，丛毛单胞菌 (Comamonas sp.)ACCC11770(中国农业微生物保藏中心)，苍白杆菌 (Ochrobactrum sp.)MCCC1A0137经斜面活化后按接种量5%分别加入液体 发酵培养基：葡萄糖1%，麦芽粉0.2%，酵母膏0.2%，乙酸钠0.5%，其余 为水，pH 7.0，百分比是重量体积百分比，35℃培养48小时。
活菌计数，检测菌数，单菌发酵液分别单独拌固体辅料，制成单菌制剂。
活菌总数高于12亿/毫升发酵液样品。
(2)固体辅料(20%米粉、米糠59%、麸皮10%，豆粕10%，微量元 素1%，百分比是体积百分比;所述的微量元素为硫酸镁10%，KCl 10%， 水80%，百分比是重量体积百分比)。121℃灭菌30分钟，待罐温降至40℃ 以下，在发酵罐旋转的情况下喷入混合菌液(按照1升发酵液加1.5公斤固 体基础料)，60℃烘干，粉碎，经50目过筛，备用。
活菌计数，总菌数达到10亿/克以上，包装装袋。
