一种用于排泄物处理的复合微生物菌剂及应用和复配方法

一种用于排泄物处理的复合微生物菌剂及应用和复配方法

技术领域

本发明涉及排泄物处理领域，尤其涉及一种用于排泄物处理的复合微生物菌剂及应用和复配方法。

背景技术

世界上有许多地方缺少水源，为生活必须的饮用水都很困难，而作为厕所用水就成为了奢侈；同时，由于排泄物的自然降解周期长，有害菌存活的时间和数量都将因此增长，特别是高寒地区，若不经过相应处理，将对环境造成危害。利用复合微生物菌剂对排泄物进行发酵处理，一来可以节约厕所用水，有利于节约水资源，二来，经过发酵处理的旱厕排泄物，致病性微生物含量得到有效控制，并且能使排泄物更好地转化成农业需要的有机肥料，因此，卫生型旱厕的研制有很大的市场前景，与之相配套的微生物菌剂研制成为重中之重。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于排泄物处理的复合微生物菌剂。

本发明还提供了一种用于排泄物处理的复合微生物菌剂应用于粪便排泄物的生物处理。

本发明还提供了一种用于排泄物处理的复合微生物菌剂的复配方法。

本发明的创新点在于将难以利用的、异味重的旱厕排泄物发酵成为致病性微生物粪大肠菌含量符合有机肥无害化要求的、异味减轻、总量减少的处理后产物，同时，发酵过程本身的产热作用，可以蒸发排泄物中的水分，节约电能，并且不需要再使用水资源，达到资源节约利用的目的。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：一种用于排泄物处理的复合微生物菌剂，包括嗜热放线菌Thermobifida fusca和地衣芽孢杆菌Bacillus licheniformis，嗜热放线菌Thermobifida fusca于2020年11月09日保藏于“中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心”，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏号为CGMCCNo.21143；地衣芽孢杆菌Bacillus licheniformis于2020年11月09日保藏于“中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心”，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏号为CGMCC No.21144；嗜热放线菌Thermobifida fusca和地衣芽孢杆菌Bacilluslicheniformis的复配比例为1:5~7。本发明中将难以利用的、异味重的旱厕排泄物发酵成为致病性微生物粪大肠菌含量符合有机肥无害化要求的、异味减轻、总量减少的处理后产物，同时，发酵过程本身的产热作用，可以蒸发排泄物中的水分，节约电能，并且不需要再使用水资源，达到资源节约利用的目的。

进一步地，嗜热放线菌的有效活菌数≥2×108 cfu/g，地衣芽孢杆菌的有效活菌数≥2×108 cfu/g。

一种用于排泄物处理的复合微生物菌剂应用于粪便排泄物的生物处理。

一种用于排泄物处理的复合微生物菌剂的复配方法，包括以下步骤：

（1）固态发酵：将嗜热放线菌和地衣芽孢杆菌分别进行固态发酵；

（2）干燥：将固发酵后的嗜热放线菌和地衣芽孢杆菌在70℃的温度下干燥，干燥后得到水量在10%以下的嗜热放线菌产物和地衣芽孢杆菌产物；

（3）混合粉碎：将嗜热放线菌产物和地衣芽孢杆菌产物按1:5~7的比例混合复配形成混合产物，将混合产物粉碎后，按含菌量达到要求的比例添加辅料得到成品，辅料为150~400目的膨润土。

进一步地，排泄物处理的复合微生物菌剂的复配方法，嗜热放线菌产物鲜基质中菌含量为1.0×1010 cfu/g，地衣芽孢杆菌发酵产物鲜基质中菌含量为2.5×1010 cfu/g。

进一步地，膨润土为300目。

进一步地，嗜热放线菌固态发酵采用以下步骤：

（1）摇瓶培养：将嗜热放线菌菌株从保藏的斜面接种至摇瓶培养基内，静置、55~60℃条件下活化培养12~14 h；所述摇瓶培养基的配方为蛋白胨、葡萄糖和水，蛋白胨、葡萄糖和水的质量比为25:15:1000，pH 7.0~7.5；

（2）种子培养：按2.0~3.0%的接种量将摇瓶培养基内的嗜热放线菌接种至种子培养基内，在30~40 r/min转速、55~60℃条件下培养10~12 h得到种子液；对种子液中的嗜热放线菌进行计数，所述种子培养基配方为蛋白胨、牛肉膏和水，蛋白胨、牛肉膏、水的质量比为10~15:10~15:1000，pH 7.0~7.5；

（3）固态发酵：种子液接种至一号固态发酵培养基中进行发酵，55~60℃条件下培养4~5 d即可得到嗜热放线菌发酵产物，所述固态发酵培养基配方为以小麦麸为碳源和发酵基质，添加2~3%蛋白胨、1.5~2.0%NaCl、0.4%~0.5%营养液，初始pH 7.0~7.5。

进一步地，营养液由KNO3、K2HPO4、MgSO4、FeSO4组成，KNO3、K2HPO4、MgSO4、FeSO4的质量比为0.12:0.075:0.15:0.0001。

进一步地，地衣芽孢杆菌固态发酵采用以下步骤：

（1）一级种子培养：将地衣芽孢杆菌菌株从保藏的斜面接种至一级种子培养基中培养2~3 d，洗下孢子后制成一级孢子悬液；所述一级种子培养基配方为0.5%蛋白胨、0.3%牛肉膏、97.2%~97.7%微量元素液、1.5%~2%琼脂，调整pH为7.0~8.0，微量元素液包括CaCl2•2H2O、K2HPO4、(NH4)2HPO4、MgSO4•7H2O、MnSO4•H2O，CaCl2•2H2O、K2HPO4、(NH4)2HPO4、MgSO4•7H2O、MnSO4•H2O的质量比为0.5：0.2：3：0.1 ：0.1；

（2）二级种子培养：将一级孢子悬液涂布于二级种子培养基中培养2~3 d，洗下孢子后制成二级孢子悬液；所述二级种子培养基和一级种子培养基相同；

（3）固态发酵：将二级孢子悬液按103~104 cfu/g基质的接种量接种至二号固态发酵培养基中，培养5~6d，固态发酵温度为60~65℃，初始pH值为7.0~8.0，获得地衣芽孢杆菌发酵产物；所述二号固态发酵培养基配方为以玉米粉、黄豆粉、稻壳按32:3:65比例复配为固态发酵基质，将组成比例为0.04:0.075:0.05:0.15:0.01的 CaCl2、KH2PO4、 (NH4)2HPO4、MgSO4、MnSO4溶解后加入固态发酵基质内组成最终浓度为1.0%的无机盐营养液。

本发明的有益效果是 ：

1.本发明中将难以利用的、异味重的旱厕排泄物发酵成为致病性微生物粪大肠菌含量符合有机肥无害化要求的、异味减轻、总量减少的处理后产物，同时，发酵过程本身的产热作用，可以蒸发排泄物中的水分，节约电能，并且不需要再使用水资源，达到资源节约利用的目的。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1：一种用于排泄物处理的复合微生物菌剂，包括嗜热放线菌和地衣芽孢杆菌，嗜热放线菌于2020年11月09日保藏于“中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心”，保藏号为CGMCC No.21143；地衣芽孢杆菌于2020年11月09日保藏于“中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心”，保藏号为CGMCC No.21144；嗜热放线菌和地衣芽孢杆菌的复配比例为1:5，嗜热放线菌的有效活菌数≥2×108 cfu/g，地衣芽孢杆菌的有效活菌数≥2×108 cfu/g。

实施例2：一种用于排泄物处理的复合微生物菌剂，包括嗜热放线菌和地衣芽孢杆菌，嗜热放线菌于2020年11月09日保藏于“中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心”，保藏号为CGMCC No.21143；地衣芽孢杆菌于2020年11月09日保藏于“中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心”，保藏号为CGMCC No.21144；嗜热放线菌和地衣芽孢杆菌的复配比例为1: 6，嗜热放线菌的有效活菌数≥2×108 cfu/g，地衣芽孢杆菌的有效活菌数≥2×108 cfu/g。

实施例3：一种用于排泄物处理的复合微生物菌剂，包括嗜热放线菌和地衣芽孢杆菌，嗜热放线菌于2020年11月09日保藏于“中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心”，保藏号为CGMCC No.21143；地衣芽孢杆菌于2020年11月09日保藏于“中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心”，保藏号为CGMCC No.21144；嗜热放线菌和地衣芽孢杆菌的复配比例为1: 7，嗜热放线菌的有效活菌数≥2×108 cfu/g，地衣芽孢杆菌的有效活菌数≥2×108 cfu/g。

实施例4：一种用于排泄物处理的复合微生物菌剂应用于粪便排泄物的生物处理。

实施例5：一种用于排泄物处理的复合微生物菌剂的复配方法包括以下步骤：固态发酵：将嗜热放线菌和地衣芽孢杆菌分别进行固态发酵；干燥：将固发酵后的嗜热放线菌和地衣芽孢杆菌在70℃的温度下干燥，干燥后得到水量在10%以下的嗜热放线菌产物和地衣芽孢杆菌产物；混合粉碎：将嗜热放线菌产物和地衣芽孢杆菌产物按1:5的比例混合复配形成混合产物，将混合产物粉碎后，按含菌量达到要求的比例添加辅料得到成品，辅料为150目的膨润土。嗜热放线菌产物鲜基质中菌含量为1.0×1010 cfu/g，地衣芽孢杆菌发酵产物鲜基质中菌含量为2.5×1010 cfu/g。

嗜热放线菌固态发酵，摇瓶培养：将嗜热放线菌菌株从保藏的斜面接种至摇瓶培养基内，静置、55℃条件下活化培养14h；摇瓶培养基的配方为蛋白胨、葡萄糖和水，蛋白胨、葡萄糖和水的质量比为25:15:1000，pH 7.0；种子培养：按2.0%的接种量将摇瓶培养基内的嗜热放线菌接种至种子培养基内，在30 r/min转速、55℃条件下培养12 h得到种子液；对种子液中的嗜热放线菌进行计数，种子培养基配方为蛋白胨、牛肉膏和水，蛋白胨、牛肉膏、水的质量比为10:10:1000，pH 7.0；固态发酵：种子液接种至一号固态发酵培养基中进行发酵，55℃条件下培养5 d即可得到嗜热放线菌发酵产物，固态发酵培养基配方为以小麦麸为碳源和发酵基质，添加2%蛋白胨、1.5%NaCl、0.4%营养液，初始pH 7.0，营养液由KNO3、K2HPO4、MgSO4、FeSO4组成，KNO3、K2HPO4、MgSO4、FeSO4的质量比为0.12:0.075:0.15:0.0001。

地衣芽孢杆菌固态发酵，一级种子培养：将地衣芽孢杆菌菌株从保藏的斜面接种至一级种子培养基中培养2 d，洗下孢子后制成一级孢子悬液；一级种子培养基配方为0.5%蛋白胨、0.3%牛肉膏、97.7%微量元素液、1.5%琼脂，调整pH为7.0，微量元素液包括CaCl2•2H2O、K2HPO4、(NH4)2HPO4、MgSO4•7H2O、MnSO4•H2O，CaCl2•2H2O、K2HPO4、(NH4)2HPO4、MgSO4•7H2O、MnSO4•H2O的质量比为0.5：0.2：3：0.1 ：0.1； 二级种子培养：将一级孢子悬液涂布于二级种子培养基中培养2 d，洗下孢子后制成二级孢子悬液；二级种子培养基和一级种子培养基相同。固态发酵：将二级孢子悬液按103 cfu/g基质的接种量接种至二号固态发酵培养基中，培养5d，固态发酵温度为65℃，初始pH值为7.0，获得地衣芽孢杆菌发酵产物；二号固态发酵培养基配方为以玉米粉、黄豆粉、稻壳按32:3:65比例复配为固态发酵基质，将组成比例为0.04:0.075:0.05:0.15:0.01的 CaCl2、KH2PO4、 (NH4)2HPO4、MgSO4、MnSO4溶解后加入固态发酵基质内组成最终浓度为1.0%的无机盐营养液。

实施例6：一种用于排泄物处理的复合微生物菌剂的复配方法，包括以下步骤：固态发酵：将嗜热放线菌和地衣芽孢杆菌分别进行固态发酵；干燥：将固发酵后的嗜热放线菌和地衣芽孢杆菌在70℃的温度下干燥，干燥后得到水量在10%以下的嗜热放线菌产物和地衣芽孢杆菌产物；混合粉碎：将嗜热放线菌产物和地衣芽孢杆菌产物按1:6的比例混合复配形成混合产物，将混合产物粉碎后，按含菌量达到要求的比例添加辅料得到成品，辅料为300目的膨润土。嗜热放线菌产物鲜基质中菌含量为1.0×1010 cfu/g，地衣芽孢杆菌发酵产物鲜基质中菌含量为2.5×1010 cfu/g。

嗜热放线菌固态发酵，摇瓶培养：将嗜热放线菌菌株从保藏的斜面接种至摇瓶培养基内，静置、57℃条件下活化培养13 h；所述摇瓶培养基的配方为蛋白胨、葡萄糖和水，蛋白胨、葡萄糖和水的质量比为25:15:1000，pH 7.2；种子培养：按2.5%的接种量将摇瓶培养基内的嗜热放线菌接种至种子培养基内，在45 r/min转速、57℃条件下培养11 h得到种子液；对种子液中的嗜热放线菌进行计数，种子培养基配方为蛋白胨、牛肉膏和水，蛋白胨、牛肉膏、水的质量比为12:12:1000，pH 7.0；固态发酵：种子液接种至一号固态发酵培养基中进行发酵，57℃条件下培养4.5d即可得到嗜热放线菌发酵产物，固态发酵培养基配方为以小麦麸为碳源和发酵基质，添加2.5%蛋白胨、1.8%NaCl、0.45%营养液，初始pH 7.2，营养液由KNO3、K2HPO4、MgSO4、FeSO4组成，KNO3、K2HPO4、MgSO4、FeSO4的质量比为0.12:0.075:0.15:0.0001。

地衣芽孢杆菌固态发酵，一级种子培养：将地衣芽孢杆菌菌株从保藏的斜面接种至一级种子培养基中培养2.5 d，洗下孢子后制成一级孢子悬液；一级种子培养基配方为0.5%蛋白胨、0.3%牛肉膏、97.5%微量元素液、1.7%琼脂，调整pH为7.5，微量元素液包括CaCl2•2H2O、K2HPO4、(NH4)2HPO4、MgSO4•7H2O、MnSO4•H2O，CaCl2•2H2O、K2HPO4、(NH4)2HPO4、MgSO4•7H2O、MnSO4•H2O的质量比为0.5：0.2：3：0.1 ：0.1； 二级种子培养：将一级孢子悬液涂布于二级种子培养基中培养2.5 d，洗下孢子后制成二级孢子悬液；二级种子培养基和一级种子培养基相同。固态发酵：将二级孢子悬液按103.5 cfu/g基质的接种量接种至二号固态发酵培养基中，培养5.5d，固态发酵温度为63℃，初始pH值为7.5，获得地衣芽孢杆菌发酵产物；所述二号固态发酵培养基配方为以玉米粉、黄豆粉、稻壳按32:3:65比例复配为固态发酵基质，将组成比例为0.04:0.075:0.05:0.15:0.01的 CaCl2、KH2PO4、 (NH4)2HPO4、MgSO4、MnSO4溶解后加入固态发酵基质内组成最终浓度为1.0%的无机盐营养液。

实施例7：一种用于排泄物处理的复合微生物菌剂的复配方法包括以下步骤：固态发酵：将嗜热放线菌和地衣芽孢杆菌分别进行固态发酵；干燥：将固发酵后的嗜热放线菌和地衣芽孢杆菌在70℃的温度下干燥，干燥后得到水量在10%以下的嗜热放线菌产物和地衣芽孢杆菌产物；混合粉碎：将嗜热放线菌产物和地衣芽孢杆菌产物按1:7的比例混合复配形成混合产物，将混合产物粉碎后，按含菌量达到要求的比例添加辅料得到成品，辅料为400目的膨润土；嗜热放线菌产物鲜基质中菌含量为1.0×1010 cfu/g，地衣芽孢杆菌发酵产物鲜基质中菌含量为2.5×1010 cfu/g。

嗜热放线菌固态发酵，摇瓶培养：将嗜热放线菌菌株从保藏的斜面接种至摇瓶培养基内，静置、60℃条件下活化培养12 h；所述摇瓶培养基的配方为蛋白胨、葡萄糖和水，蛋白胨、葡萄糖和水的质量比为25:15:1000，pH7.5；种子培养：按3.0%的接种量将摇瓶培养基内的嗜热放线菌接种至种子培养基内，在40 r/min转速、60℃条件下培养10h得到种子液；对种子液中的嗜热放线菌进行计数，种子培养基配方为蛋白胨、牛肉膏和水，蛋白胨、牛肉膏、水的质量比为15:15:1000，pH 7.5；固态发酵：种子液接种至一号固态发酵培养基中进行发酵，60℃条件下培养4d即可得到嗜热放线菌发酵产物，固态发酵培养基配方为以小麦麸为碳源和发酵基质，添加3%蛋白胨、2.0%NaCl、0.5%营养液，初始pH 7.5，营养液由KNO3、K2HPO4、MgSO4、FeSO4组成，KNO3、K2HPO4、MgSO4、FeSO4的质量比为0.12:0.075:0.15:0.0001。

地衣芽孢杆菌固态发酵，一级种子培养：将地衣芽孢杆菌菌株从保藏的斜面接种至一级种子培养基中培养3 d，洗下孢子后制成一级孢子悬液；一级种子培养基配方为0.5%蛋白胨、0.3%牛肉膏、97.2%微量元素液、2%琼脂，调整pH为8.0，微量元素液包括CaCl2•2H2O、K2HPO4、(NH4)2HPO4、MgSO4•7H2O、MnSO4•H2O，CaCl2•2H2O、K2HPO4、(NH4)2HPO4、MgSO4•7H2O、MnSO4•H2O的质量比为0.5：0.2：3：0.1 ：0.1； 二级种子培养：将一级孢子悬液涂布于二级种子培养基中培养3 d，洗下孢子后制成二级孢子悬液；二级种子培养基和一级种子培养基相同。固态发酵：将二级孢子悬液按104 cfu/g基质的接种量接种至二号固态发酵培养基中，培养6d，固态发酵温度为60℃，初始pH值为8.0，获得地衣芽孢杆菌发酵产物；二号固态发酵培养基配方为以玉米粉、黄豆粉、稻壳按32:3:65比例复配为固态发酵基质，将组成比例为0.04:0.075:0.05:0.15:0.01的 CaCl2、KH2PO4、 (NH4)2HPO4、MgSO4、MnSO4溶解后加入固态发酵基质内组成最终浓度为1.0%的无机盐营养液。

所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。