[发明专利]一种微生物复合菌及其在促进中药渣厌氧发酵产沼气中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及微生物厌氧发酵技术领域，具体涉及一种由多种微生物按一定比例复合而成的微生物复合菌以及该复合菌在促进中药渣厌氧发酵产沼气中的应用。

背景技术

随着我国中医药事业的迅速发展，截至2011年3月末，中药制药企业达1885个，全国各大中药厂的中药渣废弃量日益增加，年排放量达3000多万吨以上，目前对其主要采用焚烧、填埋、固定区域堆放等传统的处理方法，不仅要投入大量的资金、人力、物力，而且也造成了资源的极大浪费和环境的严重污染。中药渣含有丰富的有机质及营养成分，作为一种优质生物质原料却有95%以上未得到有效利用。因此，如何合理地处置和利用中药渣是实现中药现代化进程中一个急需解决的问题。

沼气是由微生物发酵分解生物有机质产生的高热值可再生洁净能源，利用生物质原料生产沼气技术是当前有机废弃物无害化、资源化、能源化处理的一种主要途径。因此，利用中药渣作为沼气原料，不仅可以解决我国大量中药渣的环境污染问题，使生物质资源得到深度开发和循环利用，而且产生的沼气可作为工业燃料代替商品能源，为中药企业节约大量资金。同时，对缓解能源危机、保护生态环境、减少疾病发生等方面都具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是解决在常温或中温条件下，直接用中药渣厌氧发酵有机物降解速率慢、产沼气效率低等问题，提供一种可有效提高中药渣厌氧发酵水平的微生物复合菌及其应用。

本发明采取的技术方案：

一种微生物复合菌，由以下7种菌株组成：

①粪肥纤维单胞菌（Cellulomonas fimi）：细胞呈短杆状，无芽孢，兼性厌氧生长，可产纤维素酶降解纤维素。菌株保藏编号ATCC 484 。

②蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereus）：杆状，形成芽孢，芽孢椭圆或柱形，革兰氏染色阳性，兼性厌氧生长，可产蛋白酶。菌株保藏编号ATCC 12480。

③解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）：杆状，产芽孢，革兰氏染色阳性，兼性厌氧生长，可产淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶等多种酶。菌株保藏编号ATCC 23842。

④溶纸梭菌（Clostridium papyrosolvens）：杆状，严格厌氧生长，可降解纤维素产生乙酸、氢气和二氧化碳。菌株保藏编号ATCC 700395。

⑤双酶梭菌（Clostridium bifermentans）：菌体长杆状，产芽孢，革兰氏染色阳性，严格厌氧生长，利用葡萄糖和碳水化合物产生H2、乙酸、乙醇、丁酸等。菌株保藏编号ATCC 17838。

⑥乙二醇梭菌(Clostridium glycolicum)：杆菌，成长链状，产芽孢，革兰氏染色阳性，严格厌氧生长，可利用葡萄糖和碳水化合物产氢气、乙酸、乙醇等。菌株保藏编号ATCC 29797。

⑦丁酸梭菌（Clostridium butyricum）：杆状，成链或单生，产芽孢，革兰氏染色阳性，严格厌氧生长，可利用淀粉、葡萄糖和碳水化合物产氢气、乙酸、丁酸等。菌株保藏编号ATCC 13732。

上述7个菌株的菌体量占所述微生物复合菌中菌体总量的百分比分别为：所述粪肥纤维单胞菌占10-35%，所述溶纸梭菌占15-28%，所述蜡状芽孢杆菌占5-15%，所述解淀粉芽孢杆菌占8-25%，所述丁酸梭菌占10-25%，所述乙二醇梭菌占5-15%，所述双酶梭菌占6-15%。以上菌株均可通过美国典型培养物中心（ATCC）获得。

所述微生物复合菌的应用，其是以中药渣为原料，以正常发酵沼气池中的沼液为接种物，以接种量20-30%（v/v）接入所述原料中，形成厌氧发酵液，使所述厌氧发酵液中干物质浓度为6-10%，按所述厌氧发酵液总量的8-15%接入所述微生物复合菌的菌液，所述菌液是将上述7种菌株在如下培养基中混合培养得到：蛋白胨 5g，酵母膏 5g，萄糖5 g，微晶纤维素粉2 g，NaCl 0.5 g，KH₂PO₄ 0.8 g，MgSO₄ 0.2 g，水1000ml，pH 7.2～7.4，菌液中含细菌总数≥10¹⁰个/mL。在25±1℃下发酵50天，或在35±1℃下发酵30天。

本发明的积极效果是：在以中药渣为原料的厌氧反应过程中，加入该微生物复合菌，可有效提高发酵过程中原料的水解效率和沼气产气率。