一种处理旱厕的微生物菌剂及其制备方法和应用
技术领域：
本发明属于旱厕粪便无害化处理领域，具体涉及一种处理旱厕的微生物菌剂及其制备方法和应用。
背景技术：
目前所推广的农村户厕有六种模式：旱厕、三格化粪池、双瓮漏斗、三联通沼气池、粪尿分集、双坑交替和有下水道水冲式。旱厕作为一种无水型或者节水型的厕所，它集成了工业技术、信息技术、微生物技术等现代技术的产品。旱厕中粪便具有潜在的疾病传播危害，处理不当就会产生寄生虫和致病菌，将会严重危害人类的健康。为更健康的推动厕所革命、保障人民群众健康，实施旱厕粪便无害化处理已成为当前亟需解决的紧迫任务。如何对旱厕中粪便做出科学、低碳和安全处理，是无害化和资源化处理中的关键技术问题。
现有的旱厕处理技术各有优缺点，据调查，微生物和仪器设备结合的方法在现在的旱厕处理中较为热门。而这项工艺中，微生物的功能是旱厕资源化、无害化实现的关键问题，所以研制、开发高功能的微生物菌剂是旱厕处理中资源化和无害化的重要一环。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种能够快速降解旱厕中粪便，转化成有机肥料，实现旱厕快速资源化、无害化和减量化处理的处理旱厕粪便的微生物菌剂。
本发明的处理旱厕的微生物菌剂，其特征在于，所述的微生物菌剂由复合菌液和载体按照质量比1：6.5～10混合而成，所述的复合菌液中含有罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus%20reuteri)GIM%201.614%201.5～2.5×1010个/L、嗜热链球菌(Streptococcusthermophilus)CICC%20201%201.5～3.5×1012个/L、酿酒酵母菌(Saccharomyces%20cerevisiae)ATCC%209763%202.0～3.5×1013个/L、康宁木霉(Trichoderma%20koningii)ACCC%2030388%203.0～3.5×106个/L和凝结芽胞杆菌(Bacillus%20coagulans)ATCC%207050%202.0～3.5×1012个/L；所述的载体由锯末和活性炭粉末按照质量比1:0.01～0.05混合而成。
优选，所述的微生物菌剂由复合菌液和载体按照质量比1：7混合而成，所述的载体由锯末和活性炭粉末按照质量比1:0.03混合而成。
本发明的第二个目的是提供一种处理旱厕的微生物菌剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、分别培养罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus%20reuteri)GIM%201.614、嗜热链球菌(Streptococcus%20thermophilus)CICC%20201、酿酒酵母菌(Saccharomyces%20cerevisiae)ATCC9763、康宁木霉(Trichoderma%20koningii)ACCC%2030388和凝结芽胞杆菌(Bacilluscoagulans)ATCC%207050菌液混合形成复合菌液，使得复合菌液中含有罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus%20reuteri)GIM%201.614%201.5～2.5×1010个/L、嗜热链球菌(Streptococcusthermophilus)CICC%20201%201.5～3.5×1012个/L、酿酒酵母菌(Saccharomyces%20cerevisiae)ATCC%209763%202.0～3.5×1013个/L、康宁木霉(Trichoderma%20koningii)ACCC%2030388%203.0～3.5×106个/L和凝结芽胞杆菌(Bacillus%20coagulans)ATCC%207050%202.0～3.5×1012个/L；
b、将锯末和活性炭粉末按照质量比1:0.01～0.05混合均匀形成载体；
c、将复合菌液和载体按照质量比1：6.5～10混合均匀形成处理旱厕的微生物菌剂。
优选，所述的微生物菌剂由复合菌液和载体按照质量比1：7混合而成，所述的载体由锯末和活性炭粉末按照质量比1:0.03混合而成。
本发明的第三个目的是提供上述处理旱厕的微生物菌剂在降解旱厕中的应用。
本发明的处理旱厕的微生物菌剂是将5株菌种按照一定比列混合后形成的复合微生物菌剂，按照相应的量投放入旱厕并混合均匀后，在20-35℃的温度下，转化为可用的微生物有机肥料。从而原位解决了旱厕快速资源化、无害化和减量化的科学难题，具有非常好的应用前景。
所述的罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus%20reuteri)GIM%201.614购自广东省微生物菌种保藏中心(CGMCC)，其保藏编号为GIM%201.614。
所述的嗜热链球菌(Streptococcus%20thermophilus)CICC%20201购自中国工业微生物菌种保藏管理中心(CICC)，其保藏编号为CICC%20201。
所述的酿酒酵母菌(Saccharomyces%20cerevisiae)ATCC%209763购自美国生物标准品典藏中心(ATCC)，其保藏编号为ATCC%209763。
所述的康宁木霉(Trichoderma%20koningii)ACCC%2030388购自中国农业微生物菌种保藏管理中心(ACCC)，其保藏编号为ACCC%2030388。
所述的凝结芽胞杆菌(Bacillus%20coagulans)ATCC%207050购自购自美国生物标准品典藏中心(ATCC)，其保藏编号为ATCC%207050。
具体实施方式：
以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。
1、罗伊氏乳杆菌菌液的制备
将罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus%20reuteri%20GIM%201.614)从乳杆菌斜面培养基上挑去一环接种至液体乳杆菌种子培养基中，于30～37℃，静止培养12～48h，待菌株处于对数生长期时，停止培养，制得罗伊氏乳杆菌一级菌种；然后按3～10％v/v的接种量接入盛有罗伊氏乳杆菌种子培养基的发酵罐中，温度为30～37℃，静止密闭发酵时间24～72小时，得到罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus%20reuteri)GIM%201.614菌液，所述的罗伊氏乳杆菌斜面培养基每升含蛋白胨10.0g，牛肉膏10.0g，酵母膏5.0g，柠檬酸氢二铵[(NH4)2HC6H5O7]2.0g，葡萄糖(C6H12O6·H2O)20.0g，吐温80%201.0mL，乙酸钠(CH3COONa·3H2O)5.0g，磷酸氢二钾(K2HPO4·3H2O)2.0g，硫酸镁(MgSO4·7H2O)0.58g，硫酸锰(MnSO4·H2O)0.25g，琼脂18.0g，蒸馏水1000mL，pH%206.2～6.6。所述的罗伊氏乳杆菌种子培养基每升含玉米浆50-100ml，蔗糖1～3g，磷酸二氢钾0.8～1.5g，余量为水，pH6.2～6.6。
实施例中的各培养基都是将各组分混合均匀后，灭菌备用。
2、嗜热链球菌发酵液的制备
所述的嗜热链球菌(Streptococcus%20thermophilus)CICC%20201的菌是通过以下方法制备的：将嗜热链球菌从嗜热链球菌斜面培养基上挑去一环接种至液体乳杆菌种子培养基中，于28～37℃，静置培养24～60h，待菌株处于对数生长期时，停止培养，制得乳杆菌一级菌种，然后按1～5％v/v的接种量接入盛有乳杆菌种子培养基的发酵罐中，温度35～40℃，发酵时间24～72小时，得到嗜热链球菌(Streptococcus%20thermophilus)CICC%20201菌液，所述的嗜热链球菌斜面培养基每升含脱脂奶粉100.0g，酵母粉1g，K2HPO4%205g，琼脂20g，余量为水，pH为6～7；所述的乳杆菌种子培养基每升含蛋白胨2～3g，葡萄糖2～3g，余量为水，pH6.0～7.0。
实施例中的各培养基都是将各组分混合均匀后，灭菌备用。
3、酿酒酵母菌液的制备
所述的酿酒酵母(Saccharomyces%20cerevisiae)CICC%201002的菌是通过以下方法制备的：将酿酒酵母(Saccharomyces%20cerevisiae)CICC%201002从假丝酵母菌斜面培养基上挑去一环接种至液体酿酒酵母菌种子培养基中，于28～37℃，150～200rpm，振荡培养12～48h，待菌株处于对数生长期时，停止培养，制得酿酒酵母菌一级菌种；然后按1～5％v/v的接种量接入盛有酿酒酵母菌种子培养基的发酵罐中，温度为28～35℃，搅拌转速200～300rpm，通气量2～4L/(L·min)，发酵时间24～72小时，得到酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)CICC%201002菌液，所述的酿酒酵母菌斜面培养基每升含葡萄糖5g，蛋白胨2g，酵母膏1g，氯化钠0.5g，琼脂20g，余量为水，pH为6.5～7.5；所述的酿酒酵母菌种子培养基每升含蛋白胨3～4g，酵母膏7～9g，葡萄糖3～5g，余量为水，pH6.5～7.5。实施例中的各培养基都是将各组分混合均匀后，灭菌备用。
4、康宁木霉菌液的制备
所述的康宁木霉(Trichoderma%20koningii)ACCC%2030388的菌是通过以下方法制备的：将康宁木霉(Trichoderma%20koningii)ACCC%2030388从康宁木霉斜面培养基上挑去一环接种至液体康宁木霉菌种子培养基中，于20～27℃，150～200rpm，振荡培养12～36h，待菌株处于对数生长期时，停止培养，制得康宁木霉菌一级菌种；然后按2～10％v/v的接种量接入盛有木霉菌种子培养基的发酵罐中，温度为20～27℃，搅拌转速150～300rpm，通气量2～4L/(L·min)，发酵时间24～72小时，得到康宁木霉(Trichoderma%20koningii)ACCC%2030388菌液，所述的康宁木霉菌斜面培养基每升玉米粉5.00g，酪蛋白水解物0.50g，硫酸铵1g，钨酸钠0.30g，KH2PO4%200.30g，MgSO4·7H2O%200.05g，琼脂15g，蒸馏水1000mL，最终pH7.2；所述的木霉菌种子培养基每升含玉米粉8～14g，麸皮7～9g，酵母粉0.1～0.5g余量为水，pH6.5～7.5。实施例中的各培养基都是将各组分混合均匀后，灭菌备用。
5、凝结芽胞杆菌菌液的制备
所述的地衣芽孢杆菌(Bacillus%20coagulans%20ATCC%207050)是通过以下方法制备的：将凝结芽孢杆菌(Bacillus%20coagulans)ATCC%207050从凝结芽孢杆菌斜面培养基上挑去一环接种至液体凝结芽孢杆菌种子培养基中，于25～30℃，150～200rpm，振荡培养18～36h，待菌株处于对数生长期时，停止培养，制得凝结芽孢杆菌一级菌种，然后按2～10％v/v的接种量接入盛有凝结芽孢杆菌种子培养基的发酵罐中，温度28～35℃，搅拌转速250～350rpm，通气量1～2L/(L·min)，发酵时间24～72小时，得到凝结芽孢杆菌(Bacillus%20coagulans)ATCC%207050菌液，所述的凝结芽孢杆菌斜面培养基每升含葡萄糖3～5g，酵母粉4.5～5.5g，氯化钠4.5～5.5g，琼脂20g，余量为水，pH为6.5～7.5，所述的凝结芽孢杆菌种子培养基每升含蛋白胨4～5g，酵母膏2～3g，葡萄糖3～5g，硫酸锰0.1～0.5g，余量为水，pH7.0～8.5。实施例中的各培养基都是将各组分混合均匀后，灭菌备用。
实施例1：
用相对应菌株其培养用的种子培养基分别调节上述罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus%20reuteri)GIM%201.614菌液、嗜热链球菌(Streptococcus%20thermophilus)CICC%20201菌液、酿酒酵母菌(Saccharomyces%20cerevisiae)ATCC%209763菌液、康宁木霉(Trichoderma%20koningii)ACCC%2030388菌液和凝结芽胞杆菌(Bacillus%20coagulans)ATCC7050菌液中的菌含量，然后将调节好的罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus%20reuteri)GIM%201.614菌液、嗜热链球菌(Streptococcus%20thermophilus)CICC%20201菌液、酿酒酵母菌(Saccharomyces%20cerevisiae)ATCC%209763菌液、康宁木霉(Trichoderma%20koningii)ACCC30388菌液和凝结芽胞杆菌(Bacillus%20coagulans)ATCC%207050菌液混合形成复合菌液，使得复合菌液中含有使得复合菌液中含有罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus%20reuteri)GIM%201.6141.5×1010个/L、嗜热链球菌(Streptococcus%20thermophilus)CICC%20201%201.5×1012个/L、酿酒酵母菌(Saccharomyces%20cerevisiae)ATCC%209763%202.0×1013个/L、康宁木霉(Trichodermakoningii)ACCC%2030388%203.0×106个/L和凝结芽胞杆菌(Bacillus%20coagulans)ATCC%2070502.0×1012个/L。
将锯末和活性炭按照质量比1:0.03的比例混合均匀制得载体。
将复合菌液和载体按照质量比1：8混合均匀，得到处理旱厕的微生物菌剂。
在140L的不锈钢蹲便旱厕中添加1.0kg的处理旱厕的微生物菌剂和10kg长度为1cm作用的农作物秸秆，混合均匀，控制箱内温度28℃下，每天投入粪便8kg，18h后剩余的旱厕粪便为0.4kg，减少了7.6kg，减小率为7.6/8*100％＝95％，旱厕转化为可用的微生物有机肥料。从而原位解决了旱厕快速资源化、无害化和减量化的科学难题。
实施例2：
用相对应菌株其培养用的种子培养基分别调节上述罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus%20reuteri)GIM%201.614菌液、嗜热链球菌(Streptococcus%20thermophilus)CICC%20201菌液、酿酒酵母菌(Saccharomyces%20cerevisiae)ATCC%209763菌液、康宁木霉(Trichoderma%20koningii)ACCC%2030388菌液和凝结芽胞杆菌(Bacillus%20coagulans)ATCC7050菌液中的菌含量，然后将调节好的罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus%20reuteri)GIM%201.614菌液、嗜热链球菌(Streptococcus%20thermophilus)CICC%20201菌液、酿酒酵母菌(Saccharomyces%20cerevisiae)ATCC%209763菌液、康宁木霉(Trichoderma%20koningii)ACCC30388菌液和凝结芽胞杆菌(Bacillus%20coagulans)ATCC%207050菌液混合形成复合菌液，使得复合菌液中含有使得复合菌液中含有罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus%20reuteri)GIM%201.6142.5×1010个/L、嗜热链球菌(Streptococcus%20thermophilus)CICC%20201%203.5×1012个/L、酿酒酵母菌(Saccharomyces%20cerevisiae)ATCC%209763%203.5×1013个/L、康宁木霉(Trichoderma%20koningii)ACCC%2030388%203.5×106个/L和凝结芽胞杆菌(Bacilluscoagulans)ATCC%207050%203.5×1012个/L。
将锯末和活性炭按照质量比1:0.01的比例混合均匀制得载体。
将复合菌液和载体按照质量比1：6.5混合均匀，得到处理旱厕的微生物菌剂。
在140L的不锈钢蹲便旱厕中添加1.0kg的处理旱厕的微生物菌剂和10kg长度为1cm作用的农作物秸秆，混合均匀，控制箱内温度28℃下，每天投入粪便6kg，18h后剩余的旱厕粪便为0.6kg，减少了5.40kg，减小率为5.4/6*100％＝90％，旱厕转化为可用的微生物有机肥料。从而原位解决了旱厕快速资源化、无害化和减量化的科学难题。
实施例3：
用相对应菌株其培养用的种子培养基分别调节上述罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus%20reuteri)GIM%201.614菌液、嗜热链球菌(Streptococcus%20thermophilus)CICC%20201菌液、酿酒酵母菌(Saccharomyces%20cerevisiae)ATCC%209763菌液、康宁木霉(Trichoderma%20koningii)ACCC%2030388菌液和凝结芽胞杆菌(Bacillus%20coagulans)ATCC7050菌液中的菌含量，然后将调节好的罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus%20reuteri)GIM%201.614菌液、嗜热链球菌(Streptococcus%20thermophilus)CICC%20201菌液、酿酒酵母菌(Saccharomyces%20cerevisiae)ATCC%209763菌液、康宁木霉(Trichoderma%20koningii)ACCC30388菌液和凝结芽胞杆菌(Bacillus%20coagulans)ATCC%207050菌液混合形成复合菌液，使得复合菌液中含有使得复合菌液中含有罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus%20reuteri)GIM%201.6141.5×1010个/L、嗜热链球菌(Streptococcus%20thermophilus)CICC%20201%203.5×1012个/L、酿酒酵母菌(Saccharomyces%20cerevisiae)ATCC%209763%202.0×1013个/L、康宁木霉(Trichodermakoningii)ACCC%2030388%203.5×106个/L和凝结芽胞杆菌(Bacillus%20coagulans)ATCC%2070502.0×1012个/L。
将锯末和活性炭按照质量比1:0.05的比例混合均匀制得载体。
将复合菌液和载体按照质量比1：10混合均匀，得到处理旱厕的微生物菌剂。
在140L的不锈钢蹲便旱厕中添加1.0kg的处理旱厕的微生物菌剂和10kg长度为1cm作用的农作物秸秆，混合均匀，控制箱内温度28℃下，每天投入粪便7kg，18h后剩余的旱厕粪便为0.5kg，减少了6.50kg，减小率为6.5/7*100％＝93％，旱厕转化为可用的微生物有机肥料。从而原位解决了旱厕快速资源化、无害化和减量化的科学难题。
实施例4：
用相对应菌株其培养用的种子培养基分别调节上述罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus%20reuteri)GIM%201.614菌液、嗜热链球菌(Streptococcus%20thermophilus)CICC%20201菌液、酿酒酵母菌(Saccharomyces%20cerevisiae)ATCC%209763菌液、康宁木霉(Trichoderma%20koningii)ACCC%2030388菌液和凝结芽胞杆菌(Bacillus%20coagulans)ATCC7050菌液中的菌含量，然后将调节好的罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus%20reuteri)GIM%201.614菌液、嗜热链球菌(Streptococcus%20thermophilus)CICC%20201菌液、酿酒酵母菌(Saccharomyces%20cerevisiae)ATCC%209763菌液、康宁木霉(Trichoderma%20koningii)ACCC30388菌液和凝结芽胞杆菌(Bacillus%20coagulans)ATCC%207050菌液混合形成复合菌液，使得复合菌液中含有使得复合菌液中含有罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus%20reuteri)GIM%201.6142×1010个/L、嗜热链球菌(Streptococcus%20thermophilus)CICC%20201%202.5×1012个/L、酿酒酵母菌(Saccharomyces%20cerevisiae)ATCC%209763%202.5×1013个/L、康宁木霉(Trichodermakoningii)ACCC%2030388%203.3×106个/L和凝结芽胞杆菌(Bacillus%20coagulans)ATCC%2070503.0×1012个/L。
将锯末和活性炭按照质量比1:0.03的比例混合均匀制得载体，将复合菌液与载体均按照质量比1：7混合均匀，得到处理旱厕的微生物菌剂。
分别用相对应菌株其培养用的种子培养基调节单个菌液中的菌含量(例如罗伊氏乳杆菌GIM%201.614的菌液用罗伊氏乳杆菌GIM%201.614的种子培养基去调节，例如嗜热链球菌CICC%20201的菌液用嗜热链球菌CICC%20201的种子培养基去调节，依次类推，浓度稀了就浓缩)，使其与复合菌液的全部菌的菌含量之和相同(即在相同浓度下进行对比)。然后分别将各个调节后的单个菌的菌液与载体均按照质量比1：7混合均匀，得到5种单个菌菌液制成的处理旱厕的微生物菌剂。
在6个140L的不锈钢蹲便旱厕中分别添加6种处理旱厕的微生物菌剂1.0kg和10kg长度为1cm作用的农作物秸秆，混合均匀，控制箱内温度28℃下，每天均投入粪便8kg，18h后称量减重的重量。得到结果如下，从表1可以看出，本发明的复合菌液制成的处理旱厕的微生物菌剂的效果显著性好于任意单个菌菌液制成的处理旱厕的微生物菌剂，具有增效作用。
表1不同菌剂的处理效果比较
