一种利用城市污泥制备的超高温好氧发酵菌剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种利用城市污泥制备的超高温好氧发酵菌剂的制备方法，其步骤是：将超高温好氧菌活化后，进行发酵，发酵液去除上清液，加入保护剂搅拌混匀，烘干，经粉磨机粉磨，并筛分装。本发明专利技术方案具有如下优点，首先利用低成本的城市污泥作为主要的发酵原料调理和配制发酵培养基进行菌剂的发酵生产，不但为解决城市污泥的污染问题提供了一种思路，有助于保护和改善生态环境，而且降低超高温好氧菌发酵成本，提高发酵效率。其次，相较于常规方法制备的发酵菌剂，本发明专利技术中复合载体和保护剂的添加可有效提高超高温好氧发酵菌剂的存活率和保藏期，适合长期的保存。最后，本发明专利技术降低超高温好氧菌的应用成本，适合大规模工业化的生产和应用。

【技术实现步骤摘要】
一种利用城市污泥制备的超高温好氧发酵菌剂及其制备方法
本专利技术涉及微生物培养与应用领域，特别涉及到一种利用城市污泥制备的超高温好氧发酵菌剂的制备方法及其制备方法。
技术介绍
高温堆肥是有机固体废物无害化处理与资源化利用的重要手段，其实质是有机物在微生物作用下分解代谢产生热能，促使有机物向稳定的腐殖质转化过程。高温对于好氧堆肥是一把双刃剑。一方面，物料的快速腐熟和卫生学无害化离不开高温，高温有利于促进腐殖质的形成和病原菌的杀灭；而另一方面，蛋白质、核酸等微生物有机体的重要组成物质对温度敏感，将随着温度的升高遭受不可逆的破坏甚至死亡，从而抑制微生物种群活性，导致后续堆肥过程难以稳定运行。在传统好氧堆肥中，大多数嗜热微生物的最适生长温度为50-60℃，这使得传统堆肥存在堆体温度低，有机物降解速率慢，病原微生物杀灭不彻底，发酵周期长等缺点。2008年，日本学者Y.Oshima将一株极端嗜热菌Calditerricolasatsumensis应用于有机固废的堆肥中，有效提高堆肥的温度和病原物的杀灭效率。2012年，周顺桂等研究人员将另一株极端嗜热菌Calditerricolayamamurae应用于污泥堆肥中(一种极端嗜热菌UTM801及其应用，专利申请号：201210343222.4)，并专利技术了超高温好氧堆肥技术。与传统堆肥相比，超高温好氧堆肥技术可有效提高堆肥温度，促进有机物降解，有效杀灭病原微生物，缩短发酵周期，降低有机固体废弃物堆肥处理的成本。然而，极端嗜热细菌生长条件严苛，在自然环境中存活率低，使其在实际应用中容易被其他本土优势微生物所替代而失活，从而影响超高温好氧发酵技术的处理效果。基于此，在实际应用中需要定期加入相应极端嗜热菌剂，以维持堆肥中的极端嗜热菌的菌群数量，保持超高温好氧发酵的技术优势。因此，利用低成本的有机废弃物，通过简单的发酵生产超高温发酵菌剂，提高极端嗜热菌的活性和保藏期，对于降低超高温好氧堆肥技术大规模工业化应用的成本具有重要的实践意义。城市污泥是城市生活污水处理过程中必然产生的沉淀物。我国污泥年产生量约800万吨干重(折成湿泥饼3200万吨)，并且以每年10％～15％的速度递增。污泥产生的环境污染问题日益突出，已造成极大的安全隐患、环境压力和经济负担。同时，城市污泥中含有可被微生物利用的碳、氮、磷以及微量元素等营养物质。利用污泥为原料进行微生物菌剂的发酵生产，不仅能够为城市污泥提供新的资源化途径，而且可大幅度降低微生物的工业发酵的成本。国内外已有多个专利报道采用污泥作为主要原料发酵生产微生物菌剂。然而，极端嗜热菌生长条件严苛，难以保存，且城市污泥中养分含量有限，成份不稳定，直接以污泥为唯一原料进行发酵培养，菌体生长缓慢，发酵水平低，又不稳定。因此，在现有技术中还未发现利用污泥制备超高温发酵菌剂的报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于公开了一种利用城市污泥制备的超高温好氧发酵菌剂及其制备方法，以提高极端嗜热菌的发酵生产效率以及超高温发酵菌剂的活性和保藏期。本专利技术所采取的技术方案是：一种利用城市污泥制备的超高温好氧发酵菌剂的制备方法，由以下步骤制备而成：将超高温好氧菌活化后，进行发酵，发酵液去除上清液，加入保护剂搅拌混匀，烘干，经粉磨机粉磨，并筛分装。优选的，发酵所用的培养基是用城市污泥制备的。优选的，发酵所用的培养基的制备方法是：取城市污泥加水调节污泥含固率，加入泡敌、酵母粉、氯化铵、蔗糖、可溶性淀粉、磷酸二氢钾，调节pH，加入复合载体，搅拌均匀，灭菌冷却至备用。优选的，保护剂由脱脂奶粉、可溶性淀粉、甘油、水组成。进一步优选的，保护剂中，脱脂奶粉：可溶性淀粉：甘油：水＝(2～3)：(1～2)：10：(85～87)，其中脱脂奶粉和可溶性淀粉按质量计，单位g；甘油和水按体积计，单位mL。优选的，复合载体由高岭土，生物炭，麦麸中的至少一种组成。进一步优选的，复合载体含量为50～100g/L。进一步优选的，复合载体由生物炭，麦麸组成，其中按质量比计生物炭：麦麸＝1.5～3:1。优选的，污泥含固率为2～3％。优选的，超高温好氧菌是Thermusthermophilus、Calditerricolayamamurae、Calditerricolasatsumensis、Thermaerobactercomposti、Geobacillusthermocatenulatus或Thermaerobactersubterraneus中的至少一种。本专利技术的有益效果是：1、利用城市污泥为主要原料进行发酵，降低了发酵成本，同时为解决城市污泥的污染问题提供了一种思路，有助于保护和改善生态环境；2、本专利技术通过污泥培养基的调料和优化配制，不但降低了超高温好氧菌的发酵成本，而且提高了发酵效率，解决了超高温好氧菌发酵生产困难的问题；3、相较于常规方法制备的发酵菌剂，本专利技术中复合载体和保护剂的添加可有效提高超高温好氧发酵菌剂的存活率和保藏期，适合长期的保存；4、通过简单的发酵生产超高温发酵菌剂，降低了应用的成本，从而适合大规模工业化的生产和应用。具体实施方式实施例1生产Calditerricolasatsumensis超高温好氧发酵菌剂(1)城市污泥样品取北京市某污水处理厂的浓缩污泥，该污泥的基本性质见表1.表1.供试污泥基本性质(2)污泥发酵培养基配置加水调节污泥含固率至2％，加入0.2％的泡敌、1g/L酵母粉、0.5g/L氯化铵、0.3g/L蔗糖、0.2g/L可溶性淀粉、0.3g/L磷酸二氢钾，调节pH至7.0，加入50g/L生物炭/麦麸(w/w＝2/1)复合载体，搅拌均匀，100℃灭菌45分钟，冷却至70-80℃备用。(3)摇瓶培养从保藏正常的CalditerricolasatsumensisFAFU012平板培养基上挑取菌落，接种到装有100mLCYS液体培养基的300mL三角瓶中，于80℃、180转/分钟，培养12小时。CYS培养基的成分为：酵母提取物4.0g、水解酪合蛋白6.0g、可溶性淀粉3.0g、NaCl30.0g、MgCl2·6H2O0.27g、CaCl20.025g、FeSO4·7H2O0.01g、微量元素100μL(Na2MoO4·2H2O12.0g/L、VOSO4·xH2O1.0g/L、MnCl25.0g/L、ZnSO4·7H2O0.6g/L、CuSO4·5H2O0.15g/L、CoCl2·6H2O8.0g/L、NiCl2·6H2O0.2g/L)、初始pH7.5，0.15MPa，121℃灭菌30min。(4)种子罐发酵按2％将上述摇瓶菌液接种于装有污泥发酵培养基的种子罐中，75℃、通气量为100m3/h、搅拌速度180转/分、发酵时间16小时。(5)发酵罐发酵按2％的接种量将CalditerricolasatsumensisFAFU012种子液接种到发酵罐中，于75℃、通气量为100m3/h、搅拌速度180转/分、发酵时间24小时。(6)菌剂制备发酵液经板框压滤法去除上清液，加入1％的保护剂，保护剂由脱脂奶粉，可溶性淀粉，甘油和水组成。其中，脱脂奶粉：可溶性淀粉：甘油：水＝3：2：10：85(w/w/v/v)，质量单位为g，体积单位为mL。高速搅拌混匀，90℃烘干，经粉磨机粉磨，并过8本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用城市污泥制备的超高温好氧发酵菌剂，其制备方法是：将超高温好氧菌活化后，进行发酵，发酵液去除上清液，加入保护剂搅拌混匀，烘干，经粉磨机粉磨，并筛分装。

【技术特征摘要】
1.一种利用城市污泥制备的超高温好氧发酵菌剂，其制备方法是：将超高温好氧菌活化后，进行发酵，发酵液去除上清液，加入保护剂搅拌混匀，烘干，经粉磨机粉磨，并筛分装。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，发酵所用的培养基是用城市污泥制备的。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，发酵所用的培养基的制备方法是：取城市污泥加水调节污泥含固率，加入泡敌、酵母粉、氯化铵、蔗糖、可溶性淀粉、磷酸二氢钾，调节pH，加入复合载体，搅拌均匀，灭菌冷却至备用。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述保护剂由脱脂奶粉、可溶性淀粉、甘油、水组成。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，保护剂中，脱脂奶粉：可溶性淀粉：甘油：水＝(2～3)：(1～2)：10：(85～87)，其中脱脂奶粉和可溶性淀粉按质量计，单位g；甘油和水按体积计，单位mL。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：周顺桂，陈志，廖汉鹏，
申请(专利权)人：福建农林大学，
类型：发明
国别省市：福建,35