[发明专利]一种极端嗜热菌协同发酵生产复合超高温堆肥菌剂的方法

说明书

本发明公开了一种极端嗜热菌协同发酵生产复合超高温堆肥菌剂的方法，其包括以下步骤：将极端嗜热菌Calditerricola satsumensis、Calditerricola yamamurae、Thermus thermophilus分别活化制成种子液，接种到经过调理和优化的污泥发酵培养基中进行发酵制备而成；其中将极端嗜热菌接种到发酵培养基发酵需要按照Calditerricola satsumensis、Calditerricola yamamurae、Thermus thermophilus的顺序依次进行，并通过梯度发酵温度控制不同阶段各个极端嗜热菌的生长速率。该方法可以实现在同一发酵罐中协同发酵生产上述三种极端嗜热菌复合菌剂，并且有利于促进连续发酵中不同极端嗜热菌之间的协同作用和有效菌种群数量的稳定，提高发酵效率。

技术领域

本发明属于微生物发酵领域，具体涉及一种复合嗜热菌—Thermus thermophilus(嗜热栖热菌)、Calditerricola satsumensis和Calditerricola yamamurae协同发酵生产复合高温堆肥菌剂的方法。

背景技术

我国每年产生大量的有机固体废弃物，其中畜禽养殖废弃物约40亿吨，城市污泥近3500万吨。这些有机固体废弃物产生的环境污染问题日益突出，已造成极大的安全隐患、环境压力和经济负担。同时，有机废弃物也是巨大资源与能源库，我国有机废弃物中蕴含的生物质能约相当于10亿吨标准煤，同时有机废弃物中富含N、P、K、有机质等养分的肥料价值与我国化肥的年生产总量相当。因此，如何因地制宜地将有机废弃物转化成可利用的“资源”与“能源”，是化解我国有机固体废弃物“环境污染”和农业生产“资源匮乏”两大矛盾的关键。

堆肥是有机固体废弃物无害化处理与资源化利用的重要手段，在我国的发展历史可以追溯上千年，其实质是有机物在微生物作用下分解代谢产生热能，促使有机物向稳定的腐殖质转化过程，可杀灭废弃物中的病原菌等有害生物、减小堆体的体积和重量，方便于贮存和利用。堆肥不仅可解决有机固体废弃物带来的环境污染问题，而且可以将有机固体废弃物转化为有机肥，对保持和提高土壤肥力、促进农业可持续发展具有重要意义。但是，传统堆肥技术发酵温度较低、发酵周期长、无害化不彻底、臭味污染严重等诸多缺点，已成为限制该技术全面推广与应用的瓶颈。微生物是好氧堆肥过程的驱动者，在降解有机物的同时释放热量使堆体温度升高，与此同时功能微生物群落发生剧烈演替。在传统过程堆肥中温度超过70℃将抑制几乎所有微生物(包括嗜热微生物)的活性，导致后续堆肥过程难以稳定运行。2008年，日本科学家Y.Oshima首次发现极端嗜热微生物能够将好氧堆肥温度提高至90℃以上，显著缩短发酵周期，降低生产成本。在此基础上，周顺桂等研究人员进一步开展极端嗜热微生物分离筛选及其功能的研究，通过长期在堆肥工程中的应用试验，发现Thermus和Calditerricola属的极端嗜热菌对提高堆肥堆体温度、促进堆肥腐熟的作用显著，并以这些极端嗜热功能菌株为基础，开发了超高温好氧发酵技术，并获得在实际工程应用良好效果，使堆肥高温阶段温度提高到90℃以上，促进病原微生物的有效杀灭，加速堆肥的腐殖化和腐熟进程，缩短发酵周期，减少臭气排放、提高资源化处理效率。

在超高温好氧发酵技术中，Thermus thermophilus、Calditerricolasatsumensis和Calditerricola yamamurae等嗜热菌是决定发酵温度高低的关键因子。然而，这些极端嗜热菌生长条件严苛，在自然环境中存活率低，使其在实际应用中容易被其他本土优势微生物所替代而失活，从而影响超高温好氧发酵技术的处理效果。因此，在实际应用中要定期加入这三种极端嗜热菌剂，以维持堆肥中的极端嗜热菌的菌群数量，保持超高温好氧发酵技术在超高温条件下促进病原微生物杀灭，加速腐殖化和腐熟进程，缩短发酵周期的技术优势。