專利名稱：一種利用發(fā)酵廢水制備發(fā)酵培養(yǎng)基及生產(chǎn)生物農(nóng)藥的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微生物廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體為利用發(fā)酵廢水制備發(fā)酵培養(yǎng)基及生產(chǎn)生物農(nóng)藥的方法。
背景技術(shù)：
目前我國工農(nóng)業(yè)發(fā)酵廢水如沼液、啤酒廢水、味精廢水等大部分沒有得到恰當(dāng)?shù)睦?，不僅浪費資源，而且污染環(huán)境。比如沼液，由于其營養(yǎng)成分含量低，用作農(nóng)作物肥料時往往用量大，效果差，因而農(nóng)民多不愿意利用沼液做肥料而隨處排放，成為農(nóng)村環(huán)境污染的重要污染源之一，如果按污水進行處理，成本高，且難以處理。然而，沼液還是含有很高的營養(yǎng)成分，在1kg沼液中，含有全氮0.81g，全磷0.04g，全鉀2.53g，速效氮0.26g，速效磷0.04g，速效鉀0.47g，還含有多種微量元素、氨基酸、激素和維生素等營養(yǎng)成分。如果利用得當(dāng)，可以變廢為寶。
啤酒廢水由于含有較高濃度的蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、廢酵母、酒花殘渣等有機無毒成分，排入天然水體后將消耗水中的溶解氧，既造成水體缺氧，還會促使水底沉積化合物的厭氧分解，產(chǎn)生臭氣，惡化水質(zhì)。我國現(xiàn)在每年排放的啤酒廢水已達1.5億噸，如果棄之不用不僅惡化環(huán)境，還會造成資源的巨大浪費，降低了啤酒生產(chǎn)的原料利用率。近年來，隨著國家對環(huán)境治理的重視，要求生產(chǎn)廠家對排放廢水進行化學(xué)處理，但其設(shè)備投資及處理成本非常高，企業(yè)不堪重負。因此，如何既有效的處理啤酒廢水又充分利用其中的營養(yǎng)成分資源，已成為環(huán)境保護的一項重要研究內(nèi)容。
而味精廢液在我國每年排放量也達到1100萬噸，廢水中CODcr含量高達4～8萬mg/L，BODs高達2～3萬mg/L，SS為1～2萬mg/L，菌體1.0％～1.5％，總氮約1.0％，是高濃度酸性有機廢水。味精廠廢水有機物含量較高，含有大量氨態(tài)氮，硫酸根等，且pH偏低，約3.0～3.4。目前在世界上還沒有完善的治理技術(shù)，在我國大多直接排放江河，造成極其嚴(yán)重的環(huán)境污染，還浪費了寶貴的資源。采用酵母發(fā)酵法處理味精廢水生產(chǎn)飼料蛋白，可變廢為寶，但投資大、成本高，處理后仍然達不到要求。國外也有利用濃縮一等電點提取工藝對味精廢水進行蒸發(fā)濃縮處理，由于蒸發(fā)濃縮過程耗能大，此方法不適合我國國情。
而21世紀(jì)對農(nóng)作物所用制劑的要求是效果好、用量少、價廉、安全無毒無害、功能多、用途廣、不引起害物產(chǎn)生抗性并誘導(dǎo)作物增強對逆境和有害生物的抵抗力、能改善植株和土壤的微生態(tài)系統(tǒng)的綠色產(chǎn)品，以沼液、啤酒廢水、味精廢水為主要原料的微生物發(fā)酵培養(yǎng)基發(fā)酵生產(chǎn)的微生物蛋白及其制劑無疑是符合這一要求的新型生物農(nóng)藥，并且為現(xiàn)行的微生物農(nóng)藥發(fā)酵生產(chǎn)找到替代途徑，提高了效率和效益。同時為沼氣、啤酒、味精等發(fā)酵后殘留的廢液找到了很好的解決出路，達到廢物高效、循環(huán)利用，有利于工農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，對產(chǎn)生發(fā)酵廢水的廠家來說不僅完全徹底的治理了發(fā)酵廢水污染的問題，同時也取得了顯著的經(jīng)濟效益。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明目的在于提供一種利用發(fā)酵廢水制備發(fā)酵培養(yǎng)基及生產(chǎn)生物農(nóng)藥的方法，在對發(fā)酵廢水進行處理的同時，又充分利用其中的有利資源。
一種利用發(fā)酵廢水制備發(fā)酵培養(yǎng)基的方法，其特征在于采用沼液為基料，按沼液與水體積比為1∶3～6進行稀釋，調(diào)節(jié)pH值至6.5～7.2，然后按下列重量/體積的組分進行配制葡萄糖或蔗糖1.0％～3.0％(g/ml)、尿素1.0％～1.5％(g/ml)、K2HPO40.05％～0.1％(g/ml)，以及常用和常規(guī)量的無機鹽、微量元素。
一種利用發(fā)酵廢水制備發(fā)酵培養(yǎng)基的方法，其特征在于采用啤酒廢水為基料，按啤酒廢水與水體積比為1∶4.5～5.5進行稀釋，調(diào)節(jié)pH值至6.5～7.2，然后按下列重量/體積的組分進行配制葡萄糖或蔗糖1.0％～2.0％(g/ml)、尿素1.0％～2.0％(g/ml)、K2HPO40.05％～0.1％(g/ml)，以及常用和常規(guī)量的無機鹽、微量元素。
一種利用發(fā)酵廢水制備發(fā)酵培養(yǎng)基的方法，其特征在于采用味精廢水為基料，按味精廢水與水體積比為1∶4～6進行稀釋，調(diào)節(jié)pH值至6.5～7.2，然后按下列重量/體積的組分進行配制葡萄糖或蔗糖1.5％～2.0％(g/ml)、淀粉2.0％～3.0％(g/ml)、K2HPO40.05％～0.1％(g/ml)，以及常用和常規(guī)量的無機鹽、微量元素。
所述的一種利用發(fā)酵廢水制備發(fā)酵培養(yǎng)基的方法，其特征在于所述的無機鹽為CaCO3、MgSO4、KCl，添加量為0.1％～0.15％(g/ml)；所述的微量元素為維生素C、ZnSO4、，F(xiàn)eCl3，添加量為0.03％～0.05％(g/ml)。
所述的一種利用發(fā)酵廢水制備發(fā)酵培養(yǎng)基的方法，其特征在于采用HCl或H2SO4、NaOH或Ca(OH)2進行pH值調(diào)節(jié)。
所述的發(fā)酵培養(yǎng)基生產(chǎn)生物農(nóng)藥的方法，其特征在于包括以下步驟(1)菌種培養(yǎng)液制備以沼液為基料，按基料與水體積比為1∶3～5進行稀釋，調(diào)節(jié)pH值至6.9～7.1，然后按下列重量/體積的組分進行配制葡萄糖或蔗糖1.5％～2.0％(g/ml)、K2HPO40.03％～0.05％(g/ml)，在在121℃高溫、高壓下滅菌30min，冷卻；(2)種子培養(yǎng)在步驟(1)得到的培養(yǎng)液中接種經(jīng)PDA培養(yǎng)得到的灰色鏈霉菌(Streptomyces griseus)，置100～120rpm、27～30℃恒溫搖床振蕩培養(yǎng)3～5天，做為一級種子菌；(3)種子擴大培養(yǎng)按步驟(2)，將得到的一級種子菌按一級種子菌∶菌種培養(yǎng)液＝1∶10的比例進行擴大培養(yǎng)，作為二級或大規(guī)模培養(yǎng)的接種菌種；(4)發(fā)酵培養(yǎng)按容器容積的35％～45％裝罐所述的發(fā)酵培養(yǎng)基、滅菌，接種步驟(3)中得到的菌種，在28℃恒溫、120～150rpm轉(zhuǎn)速及通氣的條件下振蕩發(fā)酵培養(yǎng)7～10天；(5)將步驟(4)得到的發(fā)酵液經(jīng)常規(guī)工藝過濾、濃縮、提純。
所述的生產(chǎn)生物農(nóng)藥的方法，其特征在于步驟(1)中的菌種培養(yǎng)液采用馬鈴薯、蔗糖或葡萄糖(PD)液體培養(yǎng)基。
所述的生產(chǎn)生物農(nóng)藥的方法，其特征在于步驟(2)采用能夠產(chǎn)生抑制多種作物病原真菌代謝物的乳黃色細菌。
所述的生產(chǎn)生物農(nóng)藥的方法，其特征在于步驟(1)中采用HCl或H2SO4、NaOH或Ca(OH)2進行pH值調(diào)節(jié)。
本發(fā)明利用發(fā)酵廢水制備發(fā)酵培養(yǎng)基，繼而發(fā)酵生產(chǎn)生物農(nóng)藥，將發(fā)酵廢水處理和廢水中有利資源的應(yīng)用有效結(jié)合，發(fā)酵廢水處理率高，處理成本低。并且，發(fā)酵生產(chǎn)生物農(nóng)藥，具有工藝簡單、成本低、產(chǎn)量高、培養(yǎng)基污染幾率小等優(yōu)點，制得的生物農(nóng)藥抑菌效果好。
具體實施例方式
實施例1-3所用的種子培養(yǎng)基的配制沼液200ml、水800ml、葡萄糖18g、K2HPO40.4g，滅菌前調(diào)節(jié)pH值至7.0。
所用的發(fā)酵培養(yǎng)基配制沼液2.4L、水9.6L、葡萄糖(蔗糖)240g、尿素140g、K2HPO49.5.0g，CaCO35.0g、MgSO44.5g、KCl 3.5g等無機鹽、維生素C2.0g、ZnSO41.0g、FeCl31.0g，滅菌前調(diào)節(jié)pH值至6.9～7.1。
種子培養(yǎng)將灰色鏈霉菌(Streptomyces griseus)、水稻白葉枯病菌(Xanthomonas campestris pv.oryzae)、枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)等乳黃色細菌分別接種到種子培養(yǎng)基中，置100rpm、28℃恒溫搖床振蕩培養(yǎng)4天，做為一級種子菌，同理，將一級種子菌按“一級種子菌∶菌種培養(yǎng)液＝1∶10”的比例進行擴大培養(yǎng)，作為二級或大規(guī)模培養(yǎng)的接種菌種。
發(fā)酵培養(yǎng)將上述發(fā)酵培養(yǎng)基裝罐到30L的發(fā)酵罐中、滅菌、接種、在28℃恒溫、100～150rpm轉(zhuǎn)速及通氣的條件下發(fā)酵7～10天，過濾、濃縮、提純制得所述的生物農(nóng)藥。
實施例4-6所用發(fā)酵培養(yǎng)基為啤酒廢水2.0L、水10.0L、葡萄糖180g、尿素180.0g、K2HPO49.0g；無機鹽MgSO45.5g，CaCO35.0g、KCl 4.0g等；微量元素維生素C 2.2g、ZnSO41.2g、FeCl31.2g，滅菌前調(diào)節(jié)pH值至6.9～7.1。
其余步驟和條件與實施例1-3相同。
實施例7-9所用發(fā)酵培養(yǎng)基為味精廢水2.0L、水10.0L、蔗糖210.0g、淀粉300.0g、K2HPO49.6g；無機鹽CaCO36.0g、MgSO45.0g、KCl 4.5g等無機鹽、維生素C2.2g、ZnSO41.5g、FeCl31.5g，滅菌前調(diào)節(jié)pH值至6.9～7.0。
其余步驟和條件與實施例1-3相同。
將上述實施例中的種子培養(yǎng)基和發(fā)酵培養(yǎng)基按以下配比配制，在步驟和其余工藝條件不變的情況下分別進行同樣的試驗，均取得相同的效果。
種子培養(yǎng)基(1)沼液250ml、水750ml、葡萄糖15g、K2HPO40.5g，滅菌前調(diào)節(jié)pH值至7.0；(2)沼液170ml、水830ml、葡萄糖20g、K2HPO40.5g，滅菌前調(diào)節(jié)pH值至7.0；(3)馬鈴薯、蔗糖或葡萄糖(PD)液體培養(yǎng)基。
發(fā)酵培養(yǎng)基(1)沼液2.6L、水8.0L、葡萄糖(蔗糖)120g、尿素120g、K2HPO45.3g，無機鹽CaCO35.2g、MgSO44.0g、KCl 4.5g，微量元素維生素C 2.5g、ZnSO40.5g、FeCl31.2g，滅菌前調(diào)節(jié)pH值至6.9～7.1；(2)沼液2.0L、水11.5L、葡萄糖(蔗糖)400g、尿素600g、K2HPO413g，無機鹽CaCO37.0g、MgSO43.0g、KCl 4.5g、微量元素維生素C 1.5g、ZnSO41.5g、FeCl3 3.0g，滅菌前調(diào)節(jié)pH值至6.9～7.1；(3)啤酒廢水1.9L、水8.5L、葡萄糖105g、尿素105.0g、K2HPO45.2g；無機鹽MgSO44.0g，CaCO33.5g、KCl 2.5g等；微量元素維生素C 1.5g、ZnSO41.0g、FeCl30.5g，滅菌前調(diào)節(jié)pH值至6.9～7.1；(4)啤酒廢水2.1L、水11.4L、葡萄糖270g、尿素135.0g、K2HPO413.5g；無機鹽MgSO46.5g，CaCO37.5g、KCl 5.5g等；微量元素維生素C 2.5g、ZnSO41.5g、FeCl32.0g，滅菌前調(diào)節(jié)pH值至6.9～7.1；(5)味精廢水2.7L、水10.8L、蔗糖162.0g、淀粉210.0g、K2HPO45.2g；無機鹽CaCO34.0g、MgSO44.5g、KCl 2.0g，微量元素維生素C 1.5g、ZnSO41.0g、FeCl30.5g，滅菌前調(diào)節(jié)pH值至6.9～7.0；(6)味精廢水1.9L、水11.4L、蔗糖270.0g、淀粉405.0g、K2HPO413.0g；無機鹽CaCO37.0g、MgSO46.5g、KCl 5.5g，微量元素維生素C 3.2g、ZnSO42.0g、FeCl31.5g，滅菌前調(diào)節(jié)pH值至6.9～7.0。
下表列出了灰色鏈霉菌和乳黃色細菌利用不同發(fā)酵廢水制成的發(fā)酵培養(yǎng)基發(fā)酵生產(chǎn)的發(fā)酵濾液對不同作物病原菌抑制率及病害的防治效果范圍表1兩個菌在不同廢水中發(fā)酵培養(yǎng)濾液對不同作物病原菌抑制率及病害的防效

權(quán)利要求
1.一種利用發(fā)酵廢水制備發(fā)酵培養(yǎng)基的方法，其特征在于采用沼液為基料，按沼液與水體積比為1∶3～6進行稀釋，調(diào)節(jié)pH值至6.5～7.2，然后按下列重量/體積的組分進行配制葡萄糖或蔗糖1.0％～3.0％(g/ml)、尿素1.0％～1.5％(g/ml)、K2HPO40.05％～0.1％(g/ml)，以及常用和常規(guī)量的無機鹽、微量元素。
2.一種利用發(fā)酵廢水制備發(fā)酵培養(yǎng)基的方法，其特征在于采用啤酒廢水為基料，按啤酒廢水與水體積比為1∶4.5～5.5進行稀釋，調(diào)節(jié)pH值至6.5～7.2，然后按下列重量/體積的組分進行配制葡萄糖或蔗糖1.0％～2.0％(g/ml)、尿素1.0％～2.0％(g/ml)、K2HPO40.05％～0.1％(g/ml)，以及常用和常規(guī)量的無機鹽、微量元素。
3.一種利用發(fā)酵廢水制備發(fā)酵培養(yǎng)基的方法，其特征在于采用味精廢水為基料，按味精廢水與水體積比為1∶4～6進行稀釋，調(diào)節(jié)pH值至6.5～7.2，然后按下列重量/體積的組分進行配制葡萄糖或蔗糖1.5％～2.0％(g/ml)、淀粉2.0％～3.0％(g/ml)、K2HPO40.05％～0.1％(g/ml)，以及常用和常規(guī)量的無機鹽、微量元素。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種利用發(fā)酵廢水制備發(fā)酵培養(yǎng)基的方法，其特征在于所述的無機鹽為CaCO3、MgSO4、KCl，添加量為0.1％～0.15％(g/ml)；所述的微量元素為維生素C、ZnSO4、FeCl3，添加量為0.03％～0.05％(g/ml)。
5.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種利用發(fā)酵廢水制備發(fā)酵培養(yǎng)基的方法，其特征在于采用HCl或H2SO4、NaOH或Ca(OH)2進行pH值調(diào)節(jié)。
6.利用權(quán)利要求1或2或3所述的發(fā)酵培養(yǎng)基生產(chǎn)生物農(nóng)藥的方法，其特征在于包括以下步驟(1)菌種培養(yǎng)液制備以沼液為基料，按基料與水體積比為1∶3～5進行稀釋，調(diào)節(jié)pH值至6.9～7.1，然后按下列重量/體積的組分進行配制葡萄糖或蔗糖1.5％～2.0％(g/ml)、K2HPO40.03％～0.05％(g/ml)，在121℃高溫、高壓下滅菌30min，冷卻；(2)種子培養(yǎng)在步驟(1)得到的培養(yǎng)液中接種經(jīng)PDA培養(yǎng)得到的灰色鏈霉菌(Streptomyces griseus)，置100～120rpm、27～30℃恒溫搖床振蕩培養(yǎng)3～5天，做為一級種子菌；(3)種子擴大培養(yǎng)按步驟(2)，將得到的一級種子菌按一級種子菌∶菌種培養(yǎng)液＝1∶10的比例進行擴大培養(yǎng)，作為二級或大規(guī)模培養(yǎng)的接種菌種；(4)發(fā)酵培養(yǎng)按容器容積的35％～45％裝罐所述的發(fā)酵培養(yǎng)基、滅菌，接種步驟(3)中得到的菌種，在28℃恒溫、120～150rpm轉(zhuǎn)速及通氣的條件下振蕩發(fā)酵培養(yǎng)7～10天；(5)將步驟(4)得到的發(fā)酵液經(jīng)常規(guī)工藝過濾、濃縮、提純。
7.如權(quán)利要求6所述的生產(chǎn)生物農(nóng)藥的方法，其特征在于步驟(1)中的菌種培養(yǎng)液采用馬鈴薯、蔗糖或葡萄糖(PD)液體培養(yǎng)基。
8.如權(quán)利要求6所述的生產(chǎn)生物農(nóng)藥的方法，其特征在于步驟(2)采用能夠產(chǎn)生抑制多種植物病原真菌代謝物的乳黃色細菌。
9.如權(quán)利要求6所述的生產(chǎn)生物農(nóng)藥的方法，其特征在于步驟(1)中采用HCl或H2SO4、NaOH或Ca(OH)2進行pH值調(diào)節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明屬于發(fā)酵廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用發(fā)酵廢水制備發(fā)酵培養(yǎng)基及生產(chǎn)生物農(nóng)藥的方法，分別利用沼液、酒精廢水、味精廢水制備發(fā)酵培養(yǎng)基，以灰色鏈霉菌或乳黃色細菌為菌種，在28℃恒溫、100～150rpm轉(zhuǎn)速及通氣的條件下發(fā)酵7～10天，過濾、濃縮、提純制得生物農(nóng)藥；利用發(fā)酵廢水制備發(fā)酵培養(yǎng)基，繼而發(fā)酵生產(chǎn)生物農(nóng)藥，將發(fā)酵廢水處理和廢水中有利資源的應(yīng)用有效結(jié)合，發(fā)酵廢水處理率高，處理成本低；并且，發(fā)酵生產(chǎn)生物農(nóng)藥，具有工藝簡單、成本低、產(chǎn)量高、培養(yǎng)基污染幾率小等優(yōu)點，制得的生物農(nóng)藥抑菌效果好。
文檔編號C02F1/00GK1916155SQ20061005332
公開日2007年2月21日 申請日期2006年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月8日
發(fā)明者黃世文, 王玲, 唐紹清, 朱德鋒, 倪建平 申請人:中國水稻研究所