專利名稱：剩余污泥資源化生產(chǎn)多粘類芽孢桿菌微生物肥料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
:本發(fā)明屬于微生物肥料和污泥資源化技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
:在污水處理過(guò)程中，活性污泥法是應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)之一，這一方法因其效率高、成本低、占地少的優(yōu)點(diǎn)在水處理中發(fā)揮著非常重要的作用，但這一方法處理污水的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的剩余污泥，通常占污水總量的0.5% 1.0%。在一個(gè)普通的二級(jí)污水處理廠中，污泥處理所需投資約占總投資的30% 40%，運(yùn)行費(fèi)用約占總運(yùn)行費(fèi)用的20% 50%。污泥消化后經(jīng)脫水再進(jìn)行填埋是國(guó)內(nèi)大型污水處理廠中常用的處置方法。填埋處置較經(jīng)濟(jì)，但這種處置方式需要占用大量的土地、浪費(fèi)污泥中可回收利用的資源，同時(shí)增加對(duì)地下水造成污染的潛在危險(xiǎn)。我國(guó)城市生活污水每年的排放量?jī)砂俣鄡|噸，污水處理廠的污泥產(chǎn)生量上億噸，處理費(fèi)用很高?；钚晕勰嘀泻写罅拷到釨OD物質(zhì)的微生物菌體，有機(jī)質(zhì)含量高，因此，剩余活性污泥的資源化利用技術(shù)的研究 已成為當(dāng)今世界各國(guó)十分關(guān)注的熱點(diǎn)。如:中國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)?200310116142.6)公開(kāi)了一種利用污水廠剩余污泥厭氧發(fā)酵制氫的方法與裝置，該方法能利用或消耗掉部分活性污泥。中國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)?03113270.7)公開(kāi)了一種利用活性污泥制備活性污泥碳的方法，該方法由烘干的活性污泥在200 700°C高溫處理0.5 2小時(shí)制得的活性污泥炭，具有較好的活性炭性能。中國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)?200610112790.8)公開(kāi)了一種利用超聲波處理城鎮(zhèn)污水污泥的減量化方法，并將微生物細(xì)胞破碎后進(jìn)入液體中的有機(jī)質(zhì)通過(guò)厭氧消化產(chǎn)沼氣，再通過(guò)好氧消化使容易生物降解的有機(jī)質(zhì)分解，最后通過(guò)膜分離回收腐殖酸。中國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)?200810034635.8)公開(kāi)了一種微波催化水解污泥的方法，該方法需要加入有機(jī)碳化物和熱載體，在微波頻率為915MHz，溫度100-150°C條件下，微波催化水解污泥，達(dá)到無(wú)害化處理，獲得有機(jī)肥、人造板等的原料。多粘類芽孢桿菌(Paenibacillus polymyxa)在自然界中分布廣泛,是一種重要的生防菌，對(duì)多種植物真菌、細(xì)菌病害均有較好的防治作用。王智文等報(bào)道了一株多粘類芽孢桿菌Cp-S316菌株對(duì)動(dòng)植物真菌、細(xì)菌病原物具有廣譜抗性，利用大孔吸附樹(shù)脂對(duì)多粘類孢桿菌Cp-S316產(chǎn)生的抗真菌活性物質(zhì)的吸附、解吸性能，篩選出其最佳解吸劑，該活性物質(zhì)對(duì)熱、紫外線穩(wěn)定，對(duì)胰蛋白酶、蛋白酶K有一定的耐受性,對(duì)氯仿部分敏感,對(duì)酸穩(wěn)定，對(duì)堿敏感(王智文，袁士濤，何亮等，多粘類芽孢桿菌Cp-S316抗真菌活性物質(zhì)的提取及其部分性質(zhì)研究，農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2007，26 (4):1464-1468)。中國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)?02151019.9)中報(bào)導(dǎo)培養(yǎng)的Paenibacillus polymyxa HY96-2及其發(fā)酵上清液可以用來(lái)防止植物細(xì)菌性青枯病，而且還可用來(lái)防治植物苗期立枯病，猝倒病，以及黃瓜枯萎病，番茄枯萎病，茄子枯萎病，大豆根腐病，并且對(duì)植物具有十分明顯的促進(jìn)生長(zhǎng)作用。中國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)?02133713.6)中公開(kāi)了 Paenibacillus polymyxa可以作為微生物肥料菌劑中的一種成分分解稻桿，有效解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中一方面農(nóng)業(yè)垃圾過(guò)多，污染水體和環(huán)境，處理困難，另一方面化肥，農(nóng)藥使用過(guò)多，土壤惡化的矛盾。中國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)?200510038754.7)中公開(kāi)了 Paenibacillus polymyxa Jaas cd可以在較低的濃度下進(jìn)入植物體內(nèi)，并能在植物體內(nèi)定植，繁殖和傳導(dǎo)；對(duì)植物同時(shí)具有促進(jìn)生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量，防病抗病的作用，特別是對(duì)土傳維管束病害具有良好的防治效果。多粘類芽孢桿菌的生產(chǎn)方法有多種，如:中國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)?200610031485.6)中公開(kāi)了一種多粘類芽孢桿菌的生產(chǎn)方法，其培養(yǎng)基為豆渣。中國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)?02133713.6)中使用肉湯培養(yǎng)基作為多粘類芽孢桿菌發(fā)酵培養(yǎng)基。中國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)?201010173313.9)中使用甘薯淀粉生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水為主要營(yíng)養(yǎng)原料配制培養(yǎng)基，可以大規(guī)模培養(yǎng)多粘類芽孢桿菌。以剩余污泥為主要培養(yǎng)基原料生產(chǎn)多粘類芽孢桿菌微生物肥料的方法未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道
發(fā)明內(nèi)容
:本發(fā)明的目的是提供一種能夠資源化利用污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的剩余活性污泥來(lái)生產(chǎn)多粘類芽孢桿菌微生物肥料的方法。本發(fā)明所使用的菌株是一株高效促進(jìn)植物生長(zhǎng)、拮抗植物病原菌的多粘類芽孢桿菌(Paenibacillus polymyxa)EBL-06菌株,該菌株于2008年2月26日保藏在中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏編號(hào)為=CGMCC N0.2377，保藏單位地址:北京市朝陽(yáng)區(qū)北辰西路I號(hào)院3號(hào)，中國(guó)科學(xué)院微生物研究所，郵編:100101。本發(fā)明所述的多粘類芽孢桿菌微生物肥料的生產(chǎn)方法如下:1、剩余污泥預(yù)處理:選取重金屬含量不超過(guò)農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)的生活污水處理廠的剩余活性污泥，或食品和發(fā) 酵行業(yè)廢水處理的剩余活性污泥為原料，將二沉池未經(jīng)脫水處理的污泥與脫水污泥混合，調(diào)節(jié)至污泥濃度為20g/L 60g/L ;或用食品與發(fā)酵行業(yè)的高濃度有機(jī)廢水與脫水污泥混合，配制成污泥濃度為20g/L 60g/L ;將攪拌均勻的污泥懸濁液輸送到微波反應(yīng)器中，微波加熱至90°C 120°C，反應(yīng)時(shí)間2-20分鐘，停止加熱后，自然冷卻至室溫，即得到剩余污泥培養(yǎng)基。2、液體種子制備:將斜面保藏的多粘類芽孢桿菌，接種到馬鈴薯液體培養(yǎng)基中，28°C 37°C，120 200轉(zhuǎn)/分振蕩培養(yǎng)24 48小時(shí)，得到液體種子。3、液態(tài)發(fā)酵:向裝有預(yù)處理好的剩余污泥培養(yǎng)基發(fā)酵罐中接種體積比為2% 15%的液體種子，于25°C 35°C，通無(wú)菌空氣培養(yǎng)12 48小時(shí)；培養(yǎng)好的發(fā)酵液經(jīng)平板細(xì)菌計(jì)數(shù)，活菌數(shù)達(dá)到2 X IO9CFU/毫升以上。4、微生物肥料制備:以腐熟好的高質(zhì)量有機(jī)肥為載體，按照發(fā)酵液:有機(jī)肥為I: 5 20的重量比，將發(fā)酵液添加到有機(jī)肥中，充分混合均勻，通風(fēng)干燥至含水量30%以下，得到固態(tài)微生物肥料，包裝，存放在陰涼干燥處；或者將發(fā)酵液直接用作液態(tài)微生物肥料，灌裝，2°C 6°C保存。
具體實(shí)施方式
:發(fā)明技術(shù)方案生產(chǎn)的多粘類芽孢桿菌微生物菌劑能夠促進(jìn)作物對(duì)養(yǎng)分的吸收和利用，減少化肥的使用量，能有效防治多種真菌類植物病害，減少農(nóng)藥的使用量，從而提高農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)，改善農(nóng)田環(huán)境質(zhì)量；而且生產(chǎn)成本低，有效地利用了廢水，減少污染物排放。
具體實(shí)施方式
如下:
實(shí)施例1:生活污水處理產(chǎn)生的剩余污泥生產(chǎn)多粘類芽孢桿菌微生物肥料1、剩余污泥預(yù)處理:選取重金屬含量不超過(guò)農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)的生活污水處理廠的剩余活性污泥為原料，將二沉池未經(jīng)脫水處理的污泥與脫水污泥混合，調(diào)節(jié)至污泥濃度為50g/L ；將攪拌均勻的污泥懸濁液輸送到微波反應(yīng)器中，微波加熱至100°C，反應(yīng)15分鐘，停止加熱后，自然冷卻至室溫，即得到剩余污泥培養(yǎng)基。2、液體種子制備:向裝有馬鈴薯液體培養(yǎng)基的三角瓶中接種斜面保藏的多粘類芽孢桿菌，于33°C，150轉(zhuǎn)/分振蕩培養(yǎng)24小時(shí)，得到液體種子。3、液態(tài)發(fā)酵:向裝有預(yù)處理好的剩余污泥培養(yǎng)基發(fā)酵罐中接種體積比為15%的液體種子，于33°C，通無(wú)菌空氣培養(yǎng)20小時(shí)；培養(yǎng)好的發(fā)酵液經(jīng)平板細(xì)菌計(jì)數(shù)，活菌數(shù)達(dá)到2 X IO9CFU/毫升以上。4、微生物肥料制備:以腐熟好的高質(zhì)量有機(jī)肥為載體，按照發(fā)酵液:有機(jī)肥為
1: 10的重量比，將發(fā)酵液添加到有機(jī)肥中，充分混合均勻，通風(fēng)干燥至含水量30%以下，得到固態(tài)微生物肥料，包裝，存放在陰涼干燥處；或者將發(fā)酵液直接用作液態(tài)微生物肥料，灌裝，2-6 °C保存 。實(shí)施例2:釀酒廠廢水處理產(chǎn)生的剩余污泥生產(chǎn)多粘類芽孢桿菌微生物肥料1、剩余污泥預(yù)處理:選取重金屬含量不超過(guò)農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)的釀酒廠廢水處理產(chǎn)生的剩余活性污泥為原料，將剩余污泥與釀酒廢水混合，調(diào)節(jié)至污泥濃度為35g/L ;將攪拌均勻的污泥懸濁液輸送到微波反應(yīng)器中，微波加熱至100°C，反應(yīng)10分鐘，停止加熱后，自然冷卻至室溫，即得到剩余污泥培養(yǎng)基。2、液體種子制備:向裝有馬鈴薯液體培養(yǎng)基的三角瓶中接種斜面保藏的多粘類芽孢桿菌，于32°C，150轉(zhuǎn)/分振蕩培養(yǎng)30小時(shí)，得到液體種子。3、液態(tài)發(fā)酵:向裝有預(yù)處理好的剩余污泥培養(yǎng)基發(fā)酵罐中接種體積比為5%的液體種子，于32°C，通無(wú)菌空氣培養(yǎng)18小時(shí)；培養(yǎng)好的發(fā)酵液經(jīng)平板細(xì)菌計(jì)數(shù)，活菌數(shù)達(dá)到
2X IO9CFU/毫升以上。4、微生物肥料制備:以腐熟好的高質(zhì)量有機(jī)肥為載體，按照發(fā)酵液:有機(jī)肥為I: 15的重量比，將發(fā)酵液添加到有機(jī)肥中，充分混合均勻，通風(fēng)干燥至含水量30%以下，得到固態(tài)微生物肥料，包裝，存放在陰涼干燥處；或者將發(fā)酵液直接用作液態(tài)微生物肥料，灌裝，2-6 °C保存。實(shí)施例3:多粘類芽孢桿菌微生物肥料應(yīng)用于油菜生產(chǎn)采用蔬菜大棚小區(qū)實(shí)驗(yàn)，設(shè)置8個(gè)條件完全相同的實(shí)驗(yàn)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)60m2，2個(gè)小區(qū)為I組平行試驗(yàn)，共分成4組，種植油菜，在油菜幼苗期，第I組2個(gè)小區(qū)不施肥作對(duì)照；第2組2個(gè)小區(qū)按照200公斤/畝的用量在油菜完全發(fā)芽后和3周后各追施多粘類芽孢桿菌微生物肥料一次；第3組2個(gè)小區(qū)按照15公斤/畝的施肥量在油菜完全發(fā)芽后和3周后各施用尿素一次；第4組2個(gè)按照15公斤/畝的施肥量在油菜完全發(fā)芽后和3周后各施用尿素一次，并在每次施用尿素后I天按照200公斤/畝的施肥量追施微生物肥料一次，各小區(qū)相同的灌溉和管理方式。油菜生長(zhǎng)5周后調(diào)查產(chǎn)量和品質(zhì)。單獨(dú)施用微生物肥料和單獨(dú)施用尿素的油菜產(chǎn)量基本一致，都比不施肥的對(duì)照小區(qū)增產(chǎn)50%左右；兩種肥料都施用的比對(duì)照小區(qū)增產(chǎn)80%左右；油菜中硝酸鹽和亞硝酸鹽含量以不施肥和單獨(dú)施用微生物菌劑的最低，還不到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限量值的1/3，施用尿素后又施用微生物菌劑的也不到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限量的1/2，而單獨(dú)施用尿素的油菜中硝酸鹽和亞硝酸鹽含量都超標(biāo)嚴(yán)重。表明該微生物菌劑既有良好的增產(chǎn)效 果，又可以明顯提高油菜的品質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種利用剩余污泥生產(chǎn)多粘類芽孢桿菌(Paenibacillus poIymyxa)微生物肥料的方法，其特征在于，該方法是以污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的剩余污泥為主要培養(yǎng)基原料發(fā)酵生產(chǎn)多粘類芽孢桿菌微生物肥料，包括如下步驟: (1)剩余污泥預(yù)處理:選取重金屬含量不超過(guò)農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)的生活污水處理廠的剩余活性污泥，或食品和發(fā)酵行業(yè)廢水處理的剩余活性污泥為原料，將二沉池未經(jīng)脫水處理的污泥與脫水污泥混合，調(diào)節(jié)至污泥濃度為20g/L 60g/L ;或用食品與發(fā)酵行業(yè)的高濃度有機(jī)廢水與脫水污泥混合，配制成污泥濃度為20g/L 60g/L ;將攪拌均勻的污泥懸濁液輸送到微波反應(yīng)器中，微波加熱至90°C 120°C，反應(yīng)時(shí)間2-20分鐘，停止加熱后，自然冷卻至室溫，即得到剩余污泥培養(yǎng)基； (2)液體種子制備:將斜面保藏的多粘類芽孢桿菌，接種到馬鈴薯液體培養(yǎng)基中，28°C 37°C，120 200轉(zhuǎn)/分振蕩培養(yǎng)24 48小時(shí)，得到液體種子； (3)液態(tài)發(fā)酵:向裝有預(yù)處理好的剩余污泥培養(yǎng)基發(fā)酵罐中接種體積比為2% 15%的液體種子，于25°C 35°C，通無(wú)菌空氣培養(yǎng)12 48小時(shí)；培養(yǎng)好的發(fā)酵液經(jīng)平板細(xì)菌計(jì)數(shù)，活菌數(shù)達(dá)到2 X IO9CFU/毫升以上； (4)微生物肥料制備:以腐熟好的高質(zhì)量有機(jī)肥為載體，按照發(fā)酵液:有機(jī)肥為I: 5 20的重量比，將發(fā)酵液添加到有機(jī)肥中，充分混合均勻，通風(fēng)干燥至含水量30%以下，得到固態(tài)微生物肥料，包裝，存放在陰涼干燥處；或者將發(fā)酵液直接用作液態(tài)微生物肥料，灌裝，2°C 6°C保存。
2.權(quán)利要求1中所述的多粘類芽孢桿菌(Paenibacilluspolymyxa),其特征在于,該菌株于2008年2月26日保藏在中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏編號(hào)為:CGMCC N0.2377 。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種剩余污泥資源化生產(chǎn)多粘類芽孢桿菌微生物肥料的方法，屬于微生物肥料和污泥資源化技術(shù)領(lǐng)域。該方法主要是以污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的剩余污泥為主要培養(yǎng)基原料，采用液態(tài)發(fā)酵的方法生產(chǎn)多粘類芽孢桿菌微生物肥料。生產(chǎn)工藝包括(1)剩余污泥微波加熱預(yù)處理，制備發(fā)酵培養(yǎng)基；(2)多粘類芽孢桿菌液體種子制備；(3)向裝有剩余污泥發(fā)酵培養(yǎng)基的發(fā)酵罐中接種液體種子，通無(wú)菌空氣培養(yǎng)得到液態(tài)發(fā)酵產(chǎn)物；(4)發(fā)酵液與高質(zhì)量有機(jī)肥載體混合，獲得微生物肥料。該工藝生產(chǎn)的多粘類芽孢桿菌微生物肥料，具有生產(chǎn)成本低、環(huán)境友好的特點(diǎn)，產(chǎn)品能明顯改善土壤環(huán)境質(zhì)量、提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)，而且能夠防治多種植物病害。同時(shí)為污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的大量剩余污泥找到有效的資源化利用方法，減少污染物排放。
文檔編號(hào)C05F11/08GK103172415SQ201110440499
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者王立國(guó), 白志輝, 焦海華, 張茉莉, 張瑛瑛 申請(qǐng)人:天津鶴島農(nóng)業(yè)科技有限公司, 中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心