一种去除旱厕中臭味的除臭菌剂及其应用
阅读：615发布：2020-05-08
专利汇可以提供一种去除旱厕中臭味的除臭菌剂及其应用专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种去除旱厕中臭味的除臭菌剂及其应用，它是由混合菌体 种子 液通过扩培制成的，其中包括保藏编号为CGMCC NO.18391的帕氏乳酸杆菌、保藏编号为CGMCC NO.14499的丁酸梭菌及保藏编号为CGMCC NO.18393的嗜冷芽孢杆菌。本发明的除臭菌剂主要用于农村生态厕所、学校、景区与公共旱厕及其他用于 粪便 存储和处理的池体或设备中，应用场景广泛，并且该菌剂不仅可以显著降低去除粪便中的臭气因子还可以快速降解剩余有机质，进而从根本上显著去除环境中的臭味，改善空气 质量 ，提高人为感官感受效果，而且其生产可控，产品质量稳定，成本低廉，具有除臭彻底且环保无二次污染的特点。，下面是一种去除旱厕中臭味的除臭菌剂及其应用专利的具体信息内容。
1.一种去除旱厕中臭味的除臭菌剂，其特征在于：所述除臭菌剂经混合菌体种子液扩培制成，所述混合菌体种子液包括菌含量为5 10亿CFU/mL的帕氏乳杆菌发酵液、菌含量为1~
5亿CFU/mL的丁酸梭菌发酵液和菌含量为5 10亿CFU/mL的嗜冷芽孢杆菌发酵液。
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2.根据权利要求1所述的去除旱厕中臭味的除臭菌剂，其特征在于，所述帕氏乳杆菌发酵液采用保藏编号为CGMCC No.18391的帕氏乳杆菌GBW-HB1903培养发酵获得。
3.根据权利要求1所述的去除旱厕中臭味的除臭菌剂，其特征在于，所述嗜冷芽孢杆菌发酵液采用保藏编号为CGMCC No.18393的嗜冷芽孢杆菌GBW-HB1901培养发酵获得。
4.根据权利要求1所述的去除旱厕中臭味的除臭菌剂，其特征在于，所述丁酸梭菌发酵液采用保藏编号为CGMCC No.14499的丁酸梭菌GBW-N1培养发酵获得。
5.根据权利要求1所述的去除旱厕中臭味的除臭菌剂，其特征在于，所述除臭菌剂的制备方法为：
（1）将所述帕氏乳杆菌、丁酸梭菌和嗜冷芽孢杆菌分别在培养基中进行活化培养后获得帕氏乳杆菌发酵液、丁酸梭菌发酵液和嗜冷芽孢杆菌发酵液；
（2）将步骤（1）中的帕氏乳杆菌发酵液、丁酸梭菌发酵液和嗜冷芽孢杆菌发酵液按照1~
3:1 3:3 5的体积比混合，得到混合菌体种子液；
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（3）将步骤（2）中的混合菌体种子液按照1 3%的接种量接种到扩培培养基中进行一级~
扩培，得到一级扩培液；
（4）将步骤（3）中的一级扩培液按照5 10%的接种量接种到扩培培养基中进行二级扩~
培，得到所述的除臭菌剂。
6.根据权利要求5所述的去除旱厕中臭味的除臭菌剂，其特征在于，所述扩培时间为24
48小时，扩培温度为25 35℃。
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7.根据权利要求5所述的去除旱厕中臭味的除臭菌剂，其特征在于，所述除臭菌剂的总生物量为30 50亿CFU/mL。
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8.权利要求1 7任一项所述的除臭菌剂在制备用于去除旱厕中臭味的制剂中的应用。
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9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述除臭菌剂在使用前稀释5 10倍。
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10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述除臭菌剂的使用量为每立方粪便体积的0.5 1‰。
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一种去除旱厕中臭味的除臭菌剂及其应用
技术领域
背景技术
[0002] 恶臭是指一切刺激嗅觉器官引起人们不愉快及损害人类生活环境的气体总称。恶臭不仅影响人的心情，使人出现烦躁、忧郁等不良感受，若处于高浓度恶臭环境或长期处于低浓度的恶臭环境，人的身体也会受到严重伤害，另外，恶臭气体还能影响动植物的生长和产量，因此有关除臭技术的研究已成为环境治理工程中的一个重要的环节。恶臭气体的产生一般都归结于有机物的厌氧分解，这些恶臭物质，除氨和硫化氢以外大都为有机物，而其由于沸点低挥发性强，所以容易散发到大气中，为此这些有机物又被称为挥发性有机化合物(VOC)。目前，对于恶臭的治理方法主要有：物理除臭法、化学除臭法和生物除臭法。
[0003] 生物除臭就是利用微生物将恶臭物质吸附、吸收、分解转换为无臭物质以达到除臭的目的。生物除臭的原理是利用微生物的代谢活动将恶臭物质降解，一般可分为三个过程：首先是恶臭通过气相转变为液相的溶解过程；其次是液相中的恶臭成分经微生物的细胞壁与细胞膜被吸附、吸收，其中不溶解的臭气物质先附着在微生物体外，待微生物分泌的胞外酶将其分解为可溶性物质后再渗入细胞中，最后进入微生物细胞的臭气物质作为营养物质为微生物所分解和利用，使臭气得以彻底去除。与一般的化学方法相比，生物除臭效率高，且因不含化学药品等成份而不会对环境造成二次污染，达到纯绿色环保的处理效果。另外，生物除臭还具有操作简单、使用性广、消除恶臭效果持久、治理成本低和维护管理简单方便等优点。
[0004] 目前针对旱厕中的粪便处理方式主要是存储自然堆酵，一定时间后再进行清运，此方式不仅容易滋生蛆虫和有害细菌，污染环境，同时还危害人类健康；而通过简单的空气掩味剂等方式对堆酵物进行表面处理，又达不到对污染源彻底除臭，从根本上改善环境。
发明内容
[0005] 为了克服现有技术中无法快速从根本上解决旱厕恶臭的问题，本发明提供了一种去除旱厕中臭味的除臭菌剂及其应用，该除臭菌剂应用操作简单、成本低、绿色环保，并且不会对环境产生二次污染。
[0006] 本发明提供了一种去除旱厕中臭味的除臭菌剂，它经混合菌体种子液扩培制成，所述混合菌体种子液包括菌含量为5～10亿CFU/mL的帕氏乳杆菌发酵液、菌含量为1～5亿CFU/mL的丁酸梭菌发酵液和菌含量为5～10亿CFU/mL的嗜冷芽孢杆菌发酵液。
[0007] 进一步的，其特征在于，所述帕氏乳杆菌发酵液采用保藏编号为：CGMCC No.18391的帕氏乳杆菌GBW-HB1903培养发酵获得。
[0008] 进一步的，其特征在于，所述嗜冷芽孢杆菌发酵液采用保藏编号为：CGMCC No.18393的嗜冷芽孢杆菌GBW-HB1901培养发酵获得。
[0009] 进一步的，所述丁酸梭菌发酵液采用保藏编号为：CGMCC No.14499的丁酸梭菌GBW-N1培养发酵获得。
[0010] 进一步的，所述除臭菌剂的制备方法为：
[0011] (1)将帕氏乳杆菌、丁酸梭菌和嗜冷芽孢杆菌分别在培养基中进行活化培养，获得帕氏乳杆菌发酵液、丁酸梭菌发酵液和嗜冷芽孢杆菌发酵液；
[0012] (2)将步骤(1)中的帕氏乳杆菌发酵液、丁酸梭菌发酵液和嗜冷芽孢杆菌发酵液按照1～3∶1～3∶3～5的体积比混合，得到混合菌体种子液；
[0013] (3)将步骤(2)中的混合菌体种子液按照1～3％的接种量接种到扩培培养基中进行一级扩培，得到一级扩培液；
[0014] (4)将步骤(3)中的一级扩培液按照5～10％的接种量接种到扩培培养基中进行二级扩培，得到所述的除臭菌剂。
[0015] 进一步的，所述扩培培养基的配方为葡萄糖50～150g，玉米浆干粉15～25g，K2HPO41～3g，柠檬酸三铵1.5～3g，MgSO4·7H2O0.5～1g，乙酸钠1～3g，吐温800.5～1.5ml，CaCO33～5g，MnSO4·4H2O0.05～0.15g，蒸馏水1000ml，pH6.0～7.0；扩培时间为24～48小时，扩培温度为25～35℃。
[0016] 进一步的，所述除臭菌剂的总生物量为30～50亿CFU/mL。
[0017] 本发明还提供了所述的除臭菌剂在制备用于去除旱厕中臭味的制剂中的应用。
[0018] 进一步的，所述除臭菌剂在使用前稀释5～10倍。
[0019] 进一步的，所述除臭菌剂的使用量为每立方粪便体积的0.5～1‰。
[0020] 进一步的，所述除臭菌剂具有显著去除臭气和臭气因子的功能。
[0021] 本发明与现有技术相比，具有如下优点及有益效果：
[0022] 1、本发明所述的除臭菌剂包含在旱厕除臭现场更容易生长代谢且降解臭气因子迅速的微生物菌种，嗜冷芽孢杆菌能在冬季低温有氧的条件下快速生长，帕氏乳杆菌与丁酸梭菌能在兼性厌氧或厌氧条件下快速利用粪便中的有机质及臭气因子进行生物繁殖代谢，因此在低温或有氧与缺氧的转换过程中，该除臭菌剂中的微生物之间可以相互协作，去除粪便中的臭气因子及快速降解剩余有机质，进而显著去除环境中的臭味，改善空气质量，提高人为感官感受效果。
[0023] 2、本发明的除臭菌剂生产可控，产品质量稳定，成本低廉，且应用于现场粪便除臭具有操作简单、使用性广、除臭彻底且环保无二次污染的特点。
[0024] 3、本发明的除臭菌剂在实际应用于旱厕中后，不仅能够快速去除污染源中的臭气因子，而且还可以快速利用剩余有机质进行迅速繁殖代谢，与有害微生物产生竞争并最终占据优势，抑制有害微生物的生长，降低因有害微生物的传播而导致的人畜患病几率。并且在气温较低的冬季，该除臭菌剂也能够快速繁殖代谢，达到快速除臭与改善环境中空气质量的目的。附图说明
[0025] 图1为所述帕氏乳杆菌GBW-HB1903在MRS平板上的菌落形态特征。
[0026] 图2所述嗜冷芽孢杆菌GBW-HB1901在2216E平板上的菌落形态特征。
[0027] 图3为所述的除臭菌剂对学校旱厕粪便中氨浓度的影响。
[0028] 图4为所述的除臭菌剂对学校旱厕粪便中硫化氢浓度的影响。
[0029] 图5为所述的除臭菌剂对学校旱厕粪便中TVOC浓度的影响。
[0030] 图6所述的除臭菌剂对农户家庭生态厕所中氨浓度的影响。
[0031] 图7为所述的除臭菌剂对农户家庭生态厕所中硫化氢浓度的影响。
[0032] 图8为所述的除臭菌剂对农户家庭生态厕所中TVOC浓度的影响。
具体实施方式
[0033] 本发明结合以下具体实例对本发明的技术方案作进一步详细的说明。
[0034] 实施例1
[0035] 一、帕氏乳杆菌GBW-HB1903的分离筛选和鉴定
[0036] 1、帕氏乳杆菌GBW-HB1903的筛选
[0038] 如图1所示，所述菌株GBW-HB1903在MRS平板上的菌落圆形，乳白色，直径1-2μm，表面光滑湿润有光泽，中间略凸起，不透明，边缘整齐，无晕环。菌株GBW-HB1903在10～45℃温度范围内均能正常生长繁殖，而其最适生长温度为25～35℃；在pH值6～9的范围内均能生长，最适生长pH值为6.5～7.5；在溶氧含量小于0.5mg/L或大于1.0mg/L范围内都能正常生长，最适宜的溶氧量为2-3mg/L，且菌株GBW-HB1903属于兼性厌氧菌；菌株GBW-HB1903能够产生尿素酶、β-葡萄糖苷酶和甘油，能够降解或分解动力-硝酸盐、西蒙式枸橼酸盐和半固体琼脂。
[0039] 2、帕氏乳杆菌GBW-HB1903的16S rRNA序列测定
[0040] 以所述菌株GBW-HB1903的DNA为模板，16S rRNA通用引物进行扩增，扩增片段进行序列测定。GBW-HB1903的16S rDNA测序结果与GenBank中的序列进行比对分析，结果显示，菌株GBW-HB1903与Lactobacillus parafarraginis同源性最高，因此确定该菌株GBW-HB1903为帕氏乳杆菌。
[0041] 将筛选到的菌株GBW-HB1903进行菌种保藏，所述帕氏乳杆菌GBW-HB1903的保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)；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；保藏日期：2019年08月16日；帕氏乳杆菌Lactobacillus parafarraginis的保藏编号为CGMCC No.18391。
[0042] 二、嗜冷芽孢杆菌GBW-HB1901的筛选、分离与鉴定
[0043] 1、嗜冷芽孢杆菌GBW-HB1901的分离筛选与纯化
[0045] 如图2所示，所述菌株GBW-HB1901在2216E平板上的菌落为圆形，淡黄色，直径1-2μm，表面光滑湿润有光泽，中间略凸起，不透明，边缘整齐呈锯齿状，无晕环。菌株GBW-HB1901在pH值6～9的范围内均能生长，而最适的生长pH值为6.5-7.5；在溶氧含量1～5mg/L范围内都能正常生长，而最适的生长溶解氧浓度在2-4mg/L；能够产生尿素酶、β-葡萄糖苷酶和甘油，能够降解或分解动力-硝酸盐、西蒙式枸橼酸盐和半固体琼脂；在5～25℃温度范围内均能正常生长繁殖，而最适的生长温度在18～22℃。
[0046] 2、嗜冷芽孢杆菌GBW-HB1901的鉴定
[0047] 以所述的菌株GBW-HB1901的DNA为模板，使用16S rRNA通用引物进行扩增，扩增片段进行序列测定，将得到的菌株GBW-HB1901的16S rDNA测序结果与GenBank中的序列进行比对分析，结果显示菌株GBW-HB1901与Bacillus psychrophilus同源性最高，因此确定该菌株GBW-HB1901为嗜冷芽孢杆菌。
[0048] 将筛选到的菌株GBW-HB1901进行菌种保藏，所述嗜冷芽孢杆菌GBW-HB1901的保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)；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；保藏日期：2019年08月16日；嗜冷芽孢杆菌Bacillus psychrophilus的保藏编号为CGMCC No.18393。
[0049] 三、丁酸梭菌GBW-N1的筛选、分离与鉴定
[0050] 1、丁酸梭菌GBW-N1的分离筛选与纯化
[0051] 将采集样品培养的菌悬液，梯度稀释后在2216E固体培养基上划线培养，多次分离纯化后得到单菌落，命名为GBW-N1，保存。
[0052] 所述菌株GBW-N1的菌落为圆形，乳白色，表面光滑，中间略凸起，边缘不整齐。菌株GBW-N1在pH值6～8的范围内均能生长，而最适的生长pH值为7.1-7.5；在溶氧含量1～5mg/L范围内都能正常生长，而最适的生长溶解氧浓度在2-4mg/L；能够产生尿素酶、β-葡萄糖苷酶和甘油，能够降解或分解动力-硝酸盐、西蒙式枸橼酸盐和半固体琼脂；在30～45℃温度范围内均能正常生长繁殖，而最适的生长温度在35～38℃。
[0053] 2、丁酸梭菌GBW-N1的鉴定
[0054] 以所述的菌株GBW-N1的DNA为模板，使用16S rRNA通用引物进行扩增，扩增片段进行序列测定，将得到的菌株GBW-N1的16S rDNA测序结果与GenBank中的序列进行比对分析，结果显示，菌株GBW-N11与Clostridium butyricum同源性最高，因此确定该菌株GBW-N1为丁酸梭菌。
[0055] 将筛选到的菌株GBW-N1进行菌种保藏，所述丁酸梭菌GBW-N1的保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)；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；保藏日期：2017年08月07日；丁酸梭菌Clostridium butyricum的保藏编号为CGMCC No.14499。
[0056] 实施例2
[0057] 本发明所述的去除旱厕中臭味的除臭菌剂的制备方法如下：
[0058] 1、将帕氏乳杆菌、丁酸梭菌和嗜冷芽孢杆分别在对应的培养基中进行活化培养。
[0059] 其中，帕氏乳杆菌培养基为：葡萄糖50～100g，大豆蛋白胨5～15g，酵母浸膏1～5g，K2HPO41～4g，柠檬酸三铵1.5～3g，MgSO4·7H2O0.5～1g，乙酸钠1～5g，吐温801～3ml，CaCO31～7g，MnSO4·4H2O0.15～0.5g，蒸馏水1000ml，pH6.0～6.5，培养时间16～24小时，培养温度25～35℃。
[0060] 丁酸梭菌培养基：葡萄糖30～70g、大豆蛋白胨5～20g，酵母浸膏2～5g，乙酸钠5～10g，氯化钠1～3g，MgSO40.01～0.05g，K2HPO40.5～3g，Na2CO35～15g，PH 6.5～7.5，培养时间24～48小时，培养温度25～35℃。
[0061] 嗜冷芽孢杆菌培养基：葡萄糖25～60g，大豆蛋白胨10～20g，酵母浸膏1～5g，氯化钠2～4g，水1000ml，pH 6.5～7.5，培养时间24～36小时，培养温度15～25℃。
[0062] 2、将活化培养好的5～10亿CFU/mL的帕氏乳杆菌、1～5亿CFU/mL的丁酸梭菌和5～10亿CFU/mL的嗜冷芽孢杆菌的发酵液按照1∶1∶2的体积比混合得到混合菌体种子液。
[0063] 3、将混合菌体种子液按照1～3％的接种量接种到扩培培养基中进行一级扩培，得到一级扩培液。
[0064] 4、将一级扩培液按照5～10％的接种量接种到扩培培养基中进行二级扩培，最终获取总生物量为30-50亿CFU/mL的所述的混合除臭菌液制剂。
[0065] 其中，上述的扩培培养基的配方为：葡萄糖50～150g，玉米浆干粉15～25g，K2HPO41～3g，柠檬酸三铵1.5～3g，MgSO4·7H2O0.5～1g，乙酸钠1～3g，吐温800.5～1.5ml，CaCO33～5g，MnSO4·4H2O0.05～0.15g，蒸馏水1000ml，pH6.0～7.0，培养时间24～48小时，培养温度为25～35℃。
[0066] 实施例3
[0067] 采集青岛市某职业技术学校旱厕粪便，并等量将其分装至9个直径为45cm，高度150cm的相同塑料圆柱状桶中，初始每桶装5kg，为模拟现场情况，每天向各桶额外补加粪便
0.5kg，其中共分3个试验组，每组3个平行重复处理，分别为不做任何处理的CK组、添加灭活除臭菌剂的A组及添加正常除臭菌剂的B组。除臭菌剂在使用前稀释5～10倍，然后直接倾倒入便盆或均匀喷洒到粪便表面即可，使用量为每立方粪便加入0.5～1‰的除臭菌液；初次使用时，前5～7天则需按照使用方法每天使用1次，7天后可根据臭味的情况每周使用1～2次即可。整个试验周期为15天；在试验过程中，每隔一天检测一次试验指标并进行人为感官记录，其中试验检测指标分别为氨气(NH3)、硫化氢(H2S)及总挥发性有机化合物(TVOC)的浓度。试验检测指标的结果如图3-5所示，可以看出添加正常除臭菌剂的B组的NH3、H2S和TVOC浓度均比其他两组的浓度显著下降，尤其是H2S和TVOC浓度分别在第7天和第9天达到0ppm；
嗅觉感官效果的评价结果如表1所示，B组从第3天开始臭味明显减轻，第7开始已基本无异味。以上结果说明本发明的除臭菌剂具有显著的去除粪便臭味和产生臭味的气体或有机化合物浓度的作用。
0.5kg，其中共分3个试验组，每组3个平行重复处理，分别为不做任何处理的CK组、添加灭活除臭菌剂的A组及添加正常除臭菌剂的B组。除臭菌剂在使用前稀释5～10倍，然后直接倾倒入便盆或均匀喷洒到粪便表面即可，使用量为每立方粪便加入0.5～1‰的除臭菌液；初次使用时，前5～7天则需按照使用方法每天使用1次，7天后可根据臭味的情况每周使用1～2次即可。整个试验周期为15天；在试验过程中，每隔一天检测一次试验指标并进行人为感官记录，其中试验检测指标分别为氨气(NH3)、硫化氢(H2S)及总挥发性有机化合物(TVOC)的浓度。试验检测指标的结果如图3-5所示，可以看出添加正常除臭菌剂的B组的NH3、H2S和TVOC浓度均比其他两组的浓度显著下降，尤其是H2S和TVOC浓度分别在第7天和第9天达到0ppm；
嗅觉感官效果的评价结果如表1所示，B组从第3天开始臭味明显减轻，第7开始已基本无异味。以上结果说明本发明的除臭菌剂具有显著的去除粪便臭味和产生臭味的气体或有机化合物浓度的作用。
[0068] 表1嗅觉感官效果评价
[0069]
[0070] 实施例4
[0071] 随机选取青岛市某乡镇自然村中30户农户家庭中的生态厕所进行应用试验，将30户生态厕所随机分成3组，每组10户，分别为不做任何处理的CK对照组、添加灭活除臭菌剂的C组及添加正常除臭菌剂的D组。除臭菌剂在使用前稀释5-10倍，然后直接倾倒入便盆或均匀喷洒到粪便表面即可，使用量为每立方粪便中加入体积比为0.5～1‰的除臭菌液；初次使用时，前5～7天则需按照使用方法每天使用1次，7天后可根据臭味的情况每周使用1～2次即可。整个试验周期为15天；试验过程中每隔一天定点检测一次试验指标并进行人为感官记录，其中试验检测指标分别为氨气(NH3)、硫化氢(H2S)及总挥发性有机化合物(TVOC)的浓度。
[0072] 试验检测指标的结果如图6-8所示，可以看出添加正常除臭菌剂的D组的NH3、H2S和TVOC浓度均比其他两组的浓度显著下降，尤其是H2S和TVOC浓度分别在第7天和第9天达到0ppm；嗅觉感官效果的评价结果如表2所示，D组从第3天开始臭味明显减轻，第7开始已基本无异味。以上结果说明本发明的除臭菌剂具有显著的去除生态厕所中臭味、产生臭味的气体和有机化合物浓度的作用。
[0073] 表2嗅觉感官效果评价
[0074]
[0075] 试验总结：通过以上室内与室外应用对比试验看出，本发明所述除臭菌剂在粪便除臭方面具有显著作用效果，尤其对臭气的主要组成成分氨类、硫化氢及总挥发性有机化合物等臭气因子有明显降解效果，且具备操作简便、适用范围广、重复性强、除臭效果显著、绿色环保及对环境无二次污染等特点。
[0076] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。
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