微生物复合菌剂及其制备方法和赤泥原位生物脱碱的方法技术

本发明专利技术涉及赤泥脱碱工艺，公开了一种微生物复合菌剂及其制备方法和赤泥原位生物脱碱的方法。该复合菌剂含有嗜盐盐乳杆菌(Halolactibacillus halophilus)、嗜碱纤维梭菌(Clostridium alkalicellulosi)和厌氧盐碱细菌(Alkalitalea saponilacus)，所述复合菌剂中嗜盐盐乳杆菌、嗜碱纤维梭菌和厌氧盐碱细菌的菌落数比例为0.5

【技术实现步骤摘要】
微生物复合菌剂及其制备方法和赤泥原位生物脱碱的方法


[0001]本专利技术涉及赤泥脱碱工艺，具体地，涉及一种微生物复合菌剂及其制备方法和赤泥原位生物脱碱的方法。

技术介绍

[0002]赤泥是铝土矿提炼氧化铝之后排放的强碱性废渣，数量巨大且环境风险大。中国作为世界第一氧化铝生产国，每年排放的赤泥高达上亿吨。目前赤泥的主要处置方式为堆存，不仅占用土地、浪费资源，而且会造成环境污染，带来安全隐患。赤泥属于有害废渣，其高含碱量可能造成土地碱化、沼泽化和地下水污染等环境问题，因此，对其进行脱碱是实现赤泥无害化和资源化的重要前提。
[0003]目前赤泥脱碱方法主要有水洗、石灰浸出、酸中和、碳酸化和生物法等。水洗法不消耗试剂，成本较低，但是所产生的脱碱液无法外排，无法脱除赤泥中的结构碱；石灰浸出法存在脱碱率低，药剂消耗量大等缺陷；酸中和法酸消耗量大、成本高，易产生二次污染；碳酸法对设备要求高，脱碱率低。
[0004]生物法主要是利用微生物生产的有机酸中和赤泥中的碱，促进赤泥颗粒团聚体的形成，提高稳定性，降低赤泥的碱性，具有绿色环保、无二次污染等特点。现有的赤泥生物脱碱基本采用异位发酵产酸，然后再将酸液与赤泥混合之后进行异位脱碱，过程复杂；原位生物脱碱是将赤泥与产酸微生物混合之后，实现原位发酵产酸和赤泥脱碱的同步。然而，赤泥中盐碱含量高、透气性差、有机质和养分缺乏，无法为微生物提供合适的生长条件，导致脱碱效率低、成本偏高。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的原位生物脱碱效率低、成本偏高的问题，提供一种微生物复合菌剂及其制备方法和赤泥原位生物脱碱的方法，该微生物复合菌剂的三种菌之间相互协同，可实现赤泥中碱度的高效脱除，具有低能耗、低成本、绿色环保等优势。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种微生物复合菌剂，其特征在于，该复合菌剂含有嗜盐盐乳杆菌(Halolactibacillus halophilus)、嗜碱纤维梭菌(Clostridium alkalicellulosi)和厌氧盐碱细菌(Alkalitalea saponilacus)，所述复合菌剂中嗜盐盐乳杆菌、嗜碱纤维梭菌和厌氧盐碱细菌的菌落数比例为0.5
‑
1.5:0.5
‑
1.5:1。
[0007]本专利技术第二方面提供一种微生物复合菌剂的制备方法，该方法包括以下步骤：
[0008](1)将嗜盐盐乳杆菌、嗜碱纤维梭菌和厌氧盐碱细菌分别接种至培养基中进行培养I后收集菌体得到嗜盐盐乳杆菌菌体、嗜碱纤维梭菌菌体和厌氧盐碱细菌菌体；
[0009](2)将所述嗜盐盐乳杆菌菌体、嗜碱纤维梭菌菌体和厌氧盐碱细菌菌体混合得到所述复合菌剂；
[0010]其中，所述复合菌剂中嗜盐盐乳杆菌、嗜碱纤维梭菌和厌氧盐碱细菌的菌落数比
例为0.5
‑
1.5:0.5
‑
1.5:1。
[0011]优选地，步骤(1)中所述培养基含有碳源、氮源和无机盐。
[0012]优选地，所述培养基含有葡萄糖、酵母粉、蛋白胨、MgSO4·
7H2O和NaCl；进一步优选为含有葡萄糖15
‑
25g/L、酵母粉2
‑
3g/L、蛋白胨4
‑
6g/L、MgSO4·
7H2O 0.1
‑
0.3g/L、NaCl 25
‑
35g/L。
[0013]优选地，步骤(2)中所述混合的过程包括：将所述嗜盐盐乳杆菌菌体、嗜碱纤维梭菌菌体和厌氧盐碱细菌菌体分别重悬后进行混合，其中，所述重悬采用的溶剂为生理盐水。
[0014]优选地，步骤(1)中所述培养I的条件至少包括：温度为25
‑
35℃，转速为150
‑
250rpm，培养至菌株的对数生长期进行所述收集菌体。
[0015]本专利技术第三方面提供上述的复合菌剂和/或上述的制备方法制得的复合菌剂在赤泥原位生物脱碱中的应用。
[0016]本专利技术第四方面提供一种赤泥原位生物脱碱的方法，该方法包括以下步骤：将赤泥与木质纤维素原料、溶剂混合形成浆液，将所述浆液与复合菌剂混合后进行培养II；其中，所述复合菌剂为上述的复合菌剂和/或上述的制备方法制得的复合菌剂。
[0017]优选地，所述浆液与所述复合菌剂混合使得形成的混合液中总有效菌落数为108‑
109cfu/mL。
[0018]优选地，所述浆液中所述赤泥的含量为10
‑
20wt％、所述木质纤维素原料的含量为5
‑
10wt％。
[0019]优选地，所述赤泥的平均粒径小于或等于0.85mm，所述木质纤维素原料的平均粒径小于或等于0.85mm。
[0020]优选地，所述木质纤维素原料选自玉米秸秆、水稻秸秆、小麦秸秆、玉米芯、甘蔗渣和大豆秸秆中的至少一种；所述溶剂为水。
[0021]优选地，所述培养II的条件至少包括：每10
‑
15h搅拌一次，每次搅拌的时间为8
‑
15min，培养至所述浆液的pH小于或等于6。
[0022]优选地，该方法还包括将所述培养II得到的脱碱液接种至新鲜的所述浆液中进行重复培养。
[0023]优选地，所述重复培养的条件至少包括：每10
‑
15h搅拌一次，每次搅拌的时间为8
‑
15min，培养至所述浆液的pH小于或等于6。
[0024]通过上述技术方案，本专利技术的有益效果为：
[0025]本专利技术提供的微生物复合菌剂，将嗜盐盐乳杆菌、嗜碱纤维梭菌和厌氧盐碱细菌这三种产酸菌进行复配，形成相互协同作用，其中，嗜碱纤维梭菌和厌氧盐碱细菌属于嗜盐碱的厌氧菌，嗜盐盐乳杆菌属于嗜盐碱的兼性厌氧菌，不仅能够在赤泥中高盐高碱的条件下生长产生有机酸和二氧化碳，酸和二氧化碳能够中和赤泥中的游离碱，降低赤泥中的pH值，有机酸可与赤泥中的结构碱发生反应，脱除赤泥中的结构碱，进而进行赤泥生物脱碱，而且嗜盐盐乳杆菌能够消耗掉赤泥中的少量氧气，防止氧气对嗜碱纤维梭菌和厌氧盐碱细菌两种厌氧菌的抑制作用；此外，在应用于赤泥生物脱碱的过程中，利用赤泥中高盐高碱的条件抑制其它杂菌生长而不抑制复合菌剂生长的特点，无需灭菌和控制无菌条件，在开放环境中可实现生物脱碱的高效运行，能够简化生物脱碱工艺，减少能耗、降低成本。
[0026]本专利技术提供的赤泥原位生物脱碱的方法，采用废弃的木质纤维素原料为原料，利
用赤泥中的碱破除木质纤维中的抗生物降解屏障，提高微生物对纤维和半纤维素的利用率，同时通过复合菌剂中嗜碱纤维梭菌能够产纤维素酶将木质纤维素原料中的纤维素分解为葡萄糖，厌氧盐碱细菌能够产生耐碱性木聚糖酶，将木质纤维素原料中的木聚糖转化为木糖，进而复合菌剂对葡萄糖和木糖作为碳源进一步转化产酸用于脱碱，实现了以废治废的效果。
具体实施方式
[0027]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微生物复合菌剂，其特征在于，该复合菌剂含有嗜盐盐乳杆菌(Halolactibacillus halophilus)、嗜碱纤维梭菌(Clostridium alkalicellulosi)和厌氧盐碱细菌(Alkalitalea saponilacus)，所述复合菌剂中嗜盐盐乳杆菌、嗜碱纤维梭菌和厌氧盐碱细菌的菌落数比例为0.5
‑
1.5:0.5
‑
1.5:1。2.一种微生物复合菌剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)将嗜盐盐乳杆菌、嗜碱纤维梭菌和厌氧盐碱细菌分别接种至培养基中进行培养I后收集菌体得到嗜盐盐乳杆菌菌体、嗜碱纤维梭菌菌体和厌氧盐碱细菌菌体；(2)将所述嗜盐盐乳杆菌菌体、嗜碱纤维梭菌菌体和厌氧盐碱细菌菌体混合得到所述复合菌剂；其中，所述复合菌剂中嗜盐盐乳杆菌、嗜碱纤维梭菌和厌氧盐碱细菌的菌落数比例为0.5
‑
1.5:0.5
‑
1.5:1。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述培养基含有碳源、氮源和无机盐；优选地，所述培养基含有葡萄糖、酵母粉、蛋白胨、MgSO4·
7H2O和NaCl；进一步优选为含有葡萄糖15
‑
25g/L、酵母粉2
‑
3g/L、蛋白胨4
‑
6g/L、MgSO4·
7H2O 0.1
‑
0.3g/L、NaCl 25
‑
35g/L；优选地，步骤(2)中所述混合的过程包括：将所述嗜盐盐乳杆菌菌体、嗜碱纤维梭菌菌体和厌氧盐碱细菌菌体分别重悬后进行混合，其中，所述重悬采用的溶剂为生理盐水。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述培养I的条件至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：周洪波，陈祝，孙伟，王艳秀，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：