CN101107933A - 利用活性污泥和废弃生物质制备木霉生防剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用剩余活性污泥和农林废弃生物质生产木霉生防剂的方法，属于生物农药和环境污染治理技术领域。该方法主要是以污水处理过程产生的剩余活性污泥和废弃生物质为生产原料，采用固态发酵的方法生产木霉生防剂。生产工艺包括：(1)废弃生物质粉碎预处理；(2)污泥和生物质培养基的配制；(3)培养基经灭菌后接种木霉菌种进行固态发酵；(5)发酵产物经干燥处理后添加稳定剂和助剂，粉碎、包装，也可以直接使用于农田土壤，及能防治土传病害，又能改良土壤，增加土壤肥力。该工艺生产的木霉菌生防剂能有效防治多种植物真菌病害，并且产品生产成本低，还可以有效处理废弃物，减少环境污染。

Description

利用活性污泥和废弃生物质制备木霉生防剂
技术领域
本发明属于生物农药和环境污染治理技术领域。
技术背景
在污水处理过程中，活性污泥法是应用最为广泛的技术之一，这一方法因其效率高、成本低、占地少的优点在水处理中发挥着非常重要的作用，但这一方法处理污水的过程中会产生大量的剩余污泥，通常占污水总量的0.5％～1.0％。在一个普通的二级污水处理厂中，污泥处理所需投资约占总投资的30％～40％，运行费用约占总运行费用的20％～50％。污泥消化后经脱水再进行填埋是国内大型污水处理厂中常用的处置方法。填埋处置较经济，但这种处置方式需要占用大量的土地、浪费污泥中可回收利用的资源，同时增加对地下水造成污染的潜在危险。因此，剩余活性污泥的资源化利用或高效处理方法的研究已成为当今世界各国十分关注的热点。如：中国专利(公开号：CN 1618980)公开了一种利用污水厂剩余污泥厌氧发酵制氢的方法与装置，该方法能利用或消耗掉部分活性污泥。中国专利(公开号：CN 1493535)公开了一种利用活性污泥制备活性污泥碳的方法，该方法由烘干的活性污泥在200～700℃高温处理0.5～2小时制得的活性污泥炭，制备的活性污泥炭具有较好的活性炭性能，加热过程耗能较大。
木霉菌(Trichoderma sp.)在自然界中分布广泛，是一种重要的生防菌，对多种植物真菌病害均有较好的防治作用。木霉菌生防作用的生化机制主要包括：代谢几丁质酶、β-1，3-葡聚糖酶、蛋白酶等多种胞外酶，强烈水解植物病原真菌的细胞壁，从而杀灭病原菌；降解真菌细胞壁释放出诱导剂，激发植物的防御反应；代谢产生戊酮、辛酮、萜类、氨基酸衍生物、木霉菌素、胶霉毒素、绿木霉素、抗菌肽等抗菌素类物质，抑制病原菌的生长；产生植物防御反应的激发子，诱导植物抗病性；增强植物组织过氧化物酶、超氧化物歧化酶与过氧化氢酶、多酚氧化酶活性，保护膜脂不被氧化；产生毒性蛋白，或以多种机制的协同拮抗作用，抑制病原菌生长与繁殖。
文献报道的作为生防剂的木霉菌生产方法所采用的培养基以粮食为主。如：中国专利(公开号：CN 1554242A)中公开了一种木霉菌的生产方法，其培养基主要是颗粒直径在1-5毫米之间的小米、稻米、玉米、大麦、小麦或高梁。中国专利(公开号：CN 1422946A)中公开了一种木霉菌的生产方法，其生产原料主要是大麦、麸皮、莜麦等。而以活性污泥和废弃生物质作为培养基来生产木霉菌生防剂的方法还未见报道。木霉菌可以代谢多种纤维素和半纤维素酶，能有效利用各种生物质，如：秸秆、稻壳、蔗渣、甜菜渣等。活性污泥中含有大量微生物细胞以及其它有机物，含氮量相对较高，可以为木霉菌生长提供多种营养。因此，用剩余活性污泥和废弃生物质来生产木霉菌生防剂不仅可以降低生产成本，而且可以有效处理废弃物。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用污水处理过程产生的剩余活性污泥和废弃生物质(秸秆、蔗渣、甜菜渣、稻壳、牲畜粪便等)来生产木霉生防剂方法。
本发明所述的木霉生防剂的生产方法如下：
1、生物质预处理：根据不同来源的生物质的性质，进行必要的粉碎处理，以利于微生物充分利用。
2、固态发酵培养基：废弃生物质30％-80％左右，活性污泥20-70％左右，根据活性污泥含水量的不同，适当调整比例或添加一定量的水补充培养基的含水量，培养基经110-121℃灭菌10-30分钟备用。
3、接种和固态发酵：木霉菌种为常规生防菌种如：绿色木霉(Trichoderma viride)、哈茨木霉(Trichoderma harziamum)、黄绿木霉(Trichoderma auxeoviride)、康氏木霉(Trichoderma koningii)等。向固态发酵培养基种接种木霉菌种，接种浓度106-107个孢子/克培养基，于20-35℃，静态培养3-15天。
4、后处理：培养好的物料经干燥处理后，添加稳定剂和助剂，粉碎，包装。根据地域情况也可以直接使用于农田土壤，既能有效防治土传真菌病害，又能改良上壤，增加土壤肥力。
由本发明技术方案生产的木霉生防剂能够高效防治多种真菌类植物病害，而且无公害，生产成本低。同时为高效处理污水处理过程产生的大量活性污泥找到有效的处理方法。以下通过具体实施例详细说明本发明的实施，目的在于帮助读者更好地理解本发明的精神实质，但不作为对本发明实施范围的限定。
实施例1
活性污泥和玉米秸秆发酵绿色木霉：
将玉米秸秆粉碎后与脱水处理的活性污泥按照重量比2∶1混合均匀，用水调节至含水量75％，120℃灭菌20分钟，按照5×106个孢子/克培养基接种量接种，于30℃，静态培养6天。培养好的物料孢子含量可以达到3.2×109个孢子/克底物，经干燥处理后，添加稳定剂和助剂，粉碎，包装。
实施例2
活性污泥和蔗渣发酵哈茨木霉：
将蔗渣与脱水处理的活性污泥按照重量比3∶2混合均匀，用水调节至含水量75％，120℃灭菌20分钟，按照8×106个孢子/克培养基接种量接种，于30℃，静态培养6天。培养好的物料经干燥处理后，添加稳定剂和助剂，粉碎，包装。产品孢子浓度达到1.1×1010个孢子/克。
实施例3：
活性污泥和甜菜渣混合发酵哈茨木霉和康氏木霉：
将甜菜渣与脱水处理的活性污泥按照重量比1∶1混合均匀，用水调节至含水量75％，120℃灭菌20分钟，按照3×106个孢子/克培养基接种量分别接种哈茨木霉和康氏木霉，于30℃，静态培养5天。培养好的物料经干燥处理后，添加稳定剂和助剂，粉碎，包装。

Claims (4)

1.一种利用剩余活性污泥和废弃生物质生产木霉生防剂的方法，其特征在于，该方法是以污水处理过程产生的剩余活性污泥和农林废弃生物质为生产原料进行固态发酵生产木霉生防剂。
2.权利要求1所述的木霉生防剂的生产方法，其特征在于，生物质原料主要采用农林废弃生物质，如：秸秆、蔗渣、甜菜渣、稻壳、锯末、禽畜粪便。
3.权利要求1所述的木霉生防剂的生产方法，其特征在于，木霉菌种为常规用于生防剂的木霉菌，如：绿色木霉(Trichoderma viride)、哈茨木霉(Trichoderma harziamum)、黄绿木霉(Trichoderma auxeoviride)、康氏木霉(Trichoderma koningii)。
4.权利要求1所述的木霉生防剂的生产方法，其特征在于，根据不同来源的生物质的性质，进行粉碎处理，以利于微生物充分利用；固态发酵培养基含废弃生物质30％-80％，活性污泥20-70％，添加水份，培养基经110-121℃灭菌10-30分钟；向固态发酵培养基种接种木霉菌种，接种浓度106-107个孢子/克培养基，于20-35℃，静态培养3-15天；培养好的物料经干燥处理后，添加稳定剂和助剂，粉碎，包装。
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