一种基于肠道有益菌的生活垃圾除臭复合生物菌剂的制作方法

本发明涉及生活垃圾资源化利用过程中储存与运输环节的环境保护，具体地涉及一种基于肠道有益菌的生活垃圾除臭复合生物菌剂。

背景技术：

1、目前国际和国内生活垃圾处理的主要方法有：卫生填埋、堆肥以及焚烧(包括焚烧发电、供热处理)3种方法。其中焚烧能更好的达到垃圾处理得减量化、资源化及无害化治理的目标。并且具有占地面积小、运行稳定、对周围环境影响小的特点，因而得到广泛得采用。为了方便运输和保证生活垃圾热值的稳定性，衍生出将生活垃圾制成衍生燃料(rfusederined fuel，rdf)技术，形成的rdf固体燃料，可作为供热锅炉、发电锅炉、水泥窖炉等设备的燃料，已得到了广泛的引用。但rdf固体燃料制备之前，需储备一定量的生活垃圾原料，由于生活垃圾中往往混有大量的餐厨垃圾及动植物残体等，这些物质具有高含水率、高有机物、高蛋白和高油脂等特点，易滋生细菌，导致生活垃圾在运输及堆放过程中极易腐败，散发恶臭等问题，对周围空气环境造成严重污染。研究表明，生活垃圾腐败产生的恶臭主要成分有：硫化氢，氨气和挥发性有机物，如甲硫醇、甲胺、甲基硫等。这些恶臭物质挥发性强，且部分气体有毒有害，刺激性强，可使人出现头晕，恶心等症状，严重时还会引起人类呼吸道，心血管等疾病等。

2、目前生活垃圾储存与加工过程中的生物除臭方法主要为微生物除臭技术，除臭过程可在常温常压下进行，不需要添加催化剂或氧化还原剂等化学物质，利用微生物的生理代谢活动来实现臭气物质的降解，最终产物为二氧化碳、水、硫酸盐和硝酸盐等，不会造成二次污染，具有安全，无化学物质残留等特点，成本低，操作简单。因此微生物除臭技术生活垃圾运输与储存过程臭味控制优选的高效环境友好技术。

3、由于生活垃圾成分复杂导致其运输与储存过程产生的臭味成分也相对复杂，现有的微生物除臭剂对臭气中的主要成分降解效果不佳，适应能力弱，且除臭周期长，难以快速除臭。研究表明共生的有益复合菌群往往可发挥协同转化作用，在环境治理及人体健康领域具有独特的作用。例如肠道有益微生物复合菌群，通过协同转化分工，可有效保持肠道菌群健康，减少肠道疾病，消除代谢排泄物异味及对抗生素的依赖等，这一特征为构建基于有益微生物的生活垃圾复合除臭菌剂提供了思路，相关研究日益受到关注。因此需要寻找更多的高效除臭菌株并组合成复合除臭菌剂，才有可能解决因生活垃圾成分复杂带来的复杂臭味成分的降解问题，这是该领域技术人员目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、为解决上述现有的微生物除臭剂对生活垃圾储存与加工过程中臭气主要成分降解效果不佳的问题，本发明目的是提供一种基于肠道有益菌的生活垃圾除臭复合生物菌剂。

2、为了达到上述目的，本发明第一方面提供了一种基于肠道有益菌的生活垃圾除臭复合生物菌剂。所述除臭复合生物菌剂中的菌种包括：沙福芽孢杆菌(bacillus safensis)ba1-6、高地芽孢杆菌(bacillus altitudinis)fen-9、马氏芽孢杆菌(bacillusmarcorestinctum sp.)l-yq、甲基营养型芽孢杆菌(bacillus methylotrophicus)lm-n、解淀粉芽孢杆菌(bacillus amyloliquefaciens)lm-y。

3、所述的沙福芽孢杆菌(bacillus safensis)ba1-6保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，100101，保藏编号：cgmcc no.30321，保藏日期：2024年04月12日。

4、高地芽孢杆菌(bacillus altitudinis)fen-9保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，100101，保藏编号：cgmcc no.30322，保藏日期：2024年04月12日。

5、马氏芽孢杆菌(bacillus marcorestinctum sp.)l-yq保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，100101，保藏编号：cgmcc no.20849，保藏日期：2020年10月12日。

6、甲基营养型芽孢杆菌(bacillus methylotrophicus)lm-n保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，100101，保藏编号：cgmcc no.13541，保藏日期：2017年01月06日。

7、解淀粉芽孢杆菌(bacillus amyloliquefaciens)lm-y保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，100101，保藏编号：cgmcc no.13542，保藏日期：2017年01月06日)。

8、优选的，所述生活垃圾除臭复合生物菌剂包括沙福芽孢杆菌ba1-6、高地芽孢杆菌fen-9、马氏芽孢杆菌l-yq、甲基营养型芽孢杆菌lm-n及解淀粉芽孢杆菌lm-y在内的5种芽孢杆菌，各芽孢杆菌按照体积比：(0.6～0.8)∶(1.2～1.5)∶(0.9～1.1)∶(0.3～0.5)∶(2.2～2.5)由各芽孢杆菌的发酵菌液进行复配而成；

9、进一步优选的，所述沙福芽孢杆菌ba1-6、高地芽孢杆菌fen-9、马氏芽孢杆菌l-yq、甲基营养型芽孢杆菌lm-n或解淀粉芽孢杆菌lm-y的发酵菌液中对应芽孢杆菌的活菌数在1.5×107～3.4×108cfu/ml。

10、优选的，所述生活垃圾除臭复合生物菌剂的ph值为6.5～7.5。

11、优选的，所述生活垃圾除臭复合生物菌剂添加保护剂，使得所述生活垃圾除臭复合生物菌剂添加保护剂含有下列最终浓度的成分：2.5～5.0g/l的阿拉伯树胶、0.5～1.0g/l的吐温-20和0.3～0.6g/l的抗坏血酸，并放于4℃保存。保护剂可以增强菌剂的效果和延长菌剂的保护期。

12、本发明公开的第二方面，提供了一种上述复合生物菌剂的制备方法：所述沙福芽孢杆菌ba1-6、高地芽孢杆菌fen-9、马氏芽孢杆菌l-yq、甲基营养型芽孢杆菌lm-n或解淀粉芽孢杆菌lm-y的发酵菌液按以下方法制备得到：

13、母菌液的配置：首先取沙福芽孢杆菌ba1-6、高地芽孢杆菌fen-9、马氏芽孢杆菌l-yq、甲基营养型芽孢杆菌lm-n或解淀粉芽孢杆菌lm-y进行平板划线活化培养(lb培养基，其特征为胰蛋白胨10g/l，酵母提取物5g/l，氯化钠10g/l，15g/l琼脂粉，蒸馏水1l，ph为7.2)，活化培养后挑选在平板上生长良好的单菌，并接种到对应试管中进行单菌落培养(lb培养基，其特征为胰蛋白胨10g/l，酵母提取物5g/l，氯化钠10g/l，蒸馏水1l，ph7.1)，单菌落培养好后按1～2％的接种量分别接种到对应的0.5～50l发酵容器中(含lb培养基，其特征为胰蛋白胨10g/l，酵母提取物5g/l，氯化钠10g/l，蒸馏水1l，ph7.1)进行逐级发酵，逐级发酵完后获得沙福芽孢杆菌ba1-6、高地芽孢杆菌fen-9、马氏芽孢杆菌l-yq、甲基营养型芽孢杆菌lm-n或解淀粉芽孢杆菌lm-y的母菌液中，母菌液中各芽孢杆菌的活菌数为3.0～9.0×108cfu/ml。

14、沙福芽孢杆菌ba1-6发酵菌液的制备方法为：在500l的发酵罐中，加入200l合成培养基(c6h12o6 0.2％，k2hpo4 0.7％，kh2po4 0.3％，na3c6h5o7 0.05％，mgso4·7h2o 0.01％，(nh4)2so4 0.1％，h2o 100ml)中，接种5％的由ba1-6菌落制备的母菌液。之后，将接种好的合成培养基在30℃,搅拌培养2.0天，获得ba1-6发酵菌液备用；所得的l-yq发酵菌液的菌落含量约为3.0～9.0×108cfu/ml。

15、高地芽孢杆菌fen-9发酵菌液的制备方法为：在500l的发酵罐中，加入200l合成培养基(c6h12o6 0.2％，k2hpo4 0.7％，kh2po4 0.3％，na3c6h5o7 0.05％，mgso4·7h2o 0.01％，(nh4)2so4 0.1％，h2o 100ml)中，接种5％的由fen-9菌落制备的母菌液。之后，将接种好的合成培养基在30℃,搅拌培养2.0天，获得fen-9发酵菌液备用；所得的l-yq发酵菌液的菌落含量约为3.0～9.0×108cfu/ml。

16、马氏芽孢杆菌l-yq发酵菌液的制备方法为：在500l的发酵罐中，加入200l合成培养基(c6h12o6 0.2％，k2hpo4 0.7％，kh2po4 0.3％，na3c6h5o7 0.05％，mgso4·7h2o 0.01％，(nh4)2so4 0.1％，h2o 100ml)中，接种5％的由l-yq菌落制备的母菌液。之后，将接种好的合成培养基在30℃,搅拌培养2.0天，获得l-yq发酵菌液备用；所得的l-yq发酵菌液的菌落含量约为3.0～9.0×108cfu/ml。

17、甲基营养型芽孢杆菌lm-n发酵菌液的制备方法为：在500l的发酵罐中，加入200l合成培养基(c6h12o6 0.2％，k2hpo4 0.7％，kh2po4 0.3％，na3c6h5o7 0.05％，mgso4·7h2o0.01％，(nh4)2so4 0.1％，h2o 100ml)中，接种5％的由lm-n菌落制备的母菌液。之后，将接种好的合成培养基在30℃,搅拌培养2.0天，获得lm-n发酵菌液备用；所得的l-yq发酵菌液的菌落含量约为3.0～9.0×108cfu/ml。

18、解淀粉芽孢杆菌lm-y发酵菌液的制备方法为：在500l的发酵罐中，加入200l合成培养基(c6h12o6 0.2％，k2hpo4 0.7％，kh2po4 0.3％，na3c6h5o7 0.05％，mgso4·7h2o0.01％，(nh4)2so4 0.1％，h2o 100ml)中，接种5％的由lm-y菌落制备的母菌液。之后，将接种好的合成培养基在30℃,搅拌培养2.0天，获得lm-y发酵菌液备用；所得的l-yq发酵菌液的菌落含量约为3.0～9.0×108cfu/ml。

19、本发明公开的第三方面，将上述复合除臭生物菌剂应用于控制生产rdf固体燃料的生活垃圾原料储存与运输过程臭味的产生。

20、所述的生活垃圾除臭复合生物菌剂在生活垃圾原料储存与运输过程的接种量不少于0.5％(v/w)，优选为1～5％(v/w)。即在生活垃圾原料收集集中后，喷洒加入上述剂量的除臭复合生物菌剂，并搅拌混匀，从而实现控制后续生活垃圾原料储存与运输过程臭味的产生。

21、所述生活垃圾除臭复合生物菌剂在密闭性环境和开放性环境下，对生活垃圾原料储存与运输过程可能产生的氨气、硫化氢、挥发性有机物、臭味综合指标等都具有优秀的控制作用。具有较广的环境温度适应性，可在10～40℃正常工作。

22、本发明提供的生活垃圾除臭复合生物菌剂有较长的有效期，在长达60～90d内使用效果依然优秀，可达到高效除臭目的。

23、与现有技术相比，本发明的优点是：利用本课题组发现的肠道有益芽孢杆菌，即沙福芽孢杆菌(bacillus safensis)ba1-6、高地芽孢杆菌(bacillus altitudinis)fen-9、马氏芽孢杆菌(bacillus marcorestinctum sp.)l-yq、甲基营养型芽孢杆菌(bacillusmethylotrophicus)lm-n及解淀粉芽孢杆菌(bacillus amyloliquefaciens)lm-y的协同代谢特征，复配出生活垃圾除臭复合生物菌剂，可有效的将生活垃圾原料储存与运输过程可能产生的氨气、硫化氢、挥发性有机物及其他臭味性物质代谢分解，达到高效除臭目标。该生活垃圾除臭复合生物菌剂具有除臭效率高的同时，还表现出生产成本低廉，易保存且有效期较长，易操作，适应复杂应用环境，除臭周期短，无污染物质残留的特点。

24、在开放性环境中应用24小时后，生活垃圾原料中释放的氨气、硫化氢、挥发性有机物及臭味指标减少95％以上。复合菌剂易保存，易操作，采用4℃低温冷藏，菌株处于休眠状态，方便菌种保藏与运输，在使用时，仅需简单喷洒菌剂至生活垃圾中，搅拌混匀即可。复合菌剂在开放性或密闭环境中，于10～40℃温度范围内均具有高效的除臭效果，适用于不同来源的生活垃圾。

技术特征：

1.一种基于肠道有益菌的生活垃圾除臭复合生物菌剂，其特征在于：所述复合生物菌剂的菌种包括沙福芽孢杆菌(bacillus safensis)ba1-6、高地芽孢杆菌(bacillusaltitudinis)fen-9、马氏芽孢杆菌(bacillus marcorestinctum sp.)l-yq、甲基营养型芽孢杆菌(bacillus methylotrophicus)lm-n、解淀粉芽孢杆菌(bacillusamyloliquefaciens)lm-y；

2.根据权利要求1所述的除臭复合生物菌剂，其特征在于，复合生物菌剂中五种菌株的沙福芽孢杆菌ba1-6、高地芽孢杆菌fen-9、马氏芽孢杆菌l-yq、甲基营养型芽孢杆菌lm-n或解淀粉芽孢杆菌lm-y的活菌数为1.5×107～3.4×108cfu/ml。

3.根据权利要求1所述的除臭复合生物菌剂，其特征在于，所述五种菌株的沙福芽孢杆菌ba1-6、高地芽孢杆菌fen-9、马氏芽孢杆菌l-yq、甲基营养型芽孢杆菌lm-n或解淀粉芽孢杆菌lm-y分别发酵后，按照发酵菌液体积比为：(0.6～0.8)∶(1.2～1.5)∶(0.9～1.1)∶(0.3～0.5)∶(2.2～2.5)复配获得。

4.根据权利要求1-3任一项权利要求所述的除臭复合生物菌剂，其特征在于，所述除臭复合生物菌剂中还添加有保护剂，优选的，所述保护剂为下列组分中的一种或多种的组合：2.5～5.0g/l的阿拉伯树胶、0.5～1.0g/l的吐温-20和0.3～0.6g/l的抗坏血酸。

5.根据权利要求1-4任一项所述的权利要求，其特征在于，所述除臭复合生物菌剂的ph值为6.5～7.5。

6.权利要求1-5任一项所述的除臭复合生物菌剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤1)中，使用的培养基为lb培养基，其特征为胰蛋白胨10g/l，酵母提取物5g/l，氯化钠10g/l，蒸馏水1l，ph7.1。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，发酵培养基为合成培养基，具体组成为c6h12o6 0.2％，k2hpo4 0.7％，kh2po4 0.3％，na3c6h5o7 0.05％，mgso4·7h2o 0.01％，(nh4)2so4 0.1％，h2o 100ml。

9.权利要求1-5任一项所述的除臭复合生物菌剂或权利要求6-8任一项所述方法制备获得的除臭复合生物菌剂用于生活垃圾除臭的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述除臭复合生物菌剂采用喷洒或搅拌的方式添加至生活垃圾中，和/或所述除臭复合生物菌剂的接种量体积比为不少于0.5％-5％。

技术总结
本发明提供了种基于肠道有益菌的生活垃圾除臭复合生物菌剂，所述的生活垃圾除臭复合生物菌剂包括以下菌种：沙福芽孢杆菌(Bacillus safensis)BA1‑6、高地芽孢杆菌(Bacillus altitudinis)FEN‑9、马氏芽孢杆菌(Bacillus marcorestinctum sp.)L‑YQ、甲基营养型芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus)LM‑N、解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)LM‑Y。本发明制备的除臭复合生物菌剂可通过协同代谢作用，可有效降解生活垃圾原料储存与运输过程可能产生的氨气、硫化氢、三甲胺、挥发性有机物等臭味性物质，生产与使用成本低廉，易保存，有效期参长，易操作，可适应各种复杂应用环境，除臭周期短。

技术研发人员：廖敏
受保护的技术使用者：安庆市长三角未来产业研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23