[发明专利]一种利用城市污泥固态发酵生产的微生物杀虫剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及城市污泥处理技术领域，具体来说，涉及利用城市污泥固态发酵生产微生物杀虫剂的技术。

背景技术

城市污泥是指城市污水处理厂在污水处理过程中产生的沉淀物。它含有大量的有机物、丰富的氮磷等物质以及病原物等，如果不加处理的任意排放和投弃会对环境造成严重的污染。目前，我国城市污泥年产生量约800万吨干重，并且以每年10～15％的速度递增。如何妥善地处置污泥，防止其二次污染，并将其作为一种有用资源加以有效利用，变废为宝，具有重要的意义。

目前，城市污泥的处置途径主要有：填埋、焚烧、热解制油、土地利用等，但都存在着各自难以克服的缺陷。事实上，污泥中含有大量碳、氮、磷以及微量元素等营养物质(污泥中蛋白质含量一般可达20％)，可以作为微生物发酵原料。

苏云金芽孢杆菌，简称苏云金杆菌(Bacillus thuringiensis，Bt)，是一类能在代谢过程中产生芽孢和伴孢晶体的革兰氏阳性细菌，其制剂是目前世界上产量最大的微生物杀虫剂，占全球生物杀虫剂销售额的90％以上。Bt制剂克服了化学杀虫剂高残留、污染环境、危害人畜、易产生抗性等缺点，具有环境安全、不伤非靶标生物、不易产生抗性等诸多优点。

专利CN1772879公开了一种利用污水污泥发酵生产生物农药苏云金杆菌的方法。该方法采用的工艺是液体深层发酵法，用含固率1.5～5％的污泥作为原料，在发酵罐中发酵。该方法存在以下缺陷：1)液体深层发酵设备要求较高，需要发酵罐、空压机等昂贵设备；2)发酵液需要碳酸钙助滤或离心浓缩，而污泥粘度较大，不易于浓缩，后处理难度大；3)发酵液中有效成分易于随后处理工艺而流失，毒效下降，产品质量降低；4)污泥在液体深层发酵时需要加入大剂量的、价格高的消泡剂，大大地增加了生产成本。

我国污水处理厂污泥的产出形式是脱水污泥(含固率25～30％)，污泥呈半固体，采用固态发酵法有利于缩短工艺流程，降低设备投资与生产成本。固态发酵是利用颗粒载体表面所吸附的营养物质来培养微生物。在相对小的空间内，这种颗粒载体可提供相当大的气液界面，从而满足好气微生物增殖所需要的水份、氧气和营养。与液态发酵相比，固态发酵具有以下优点：1)发酵流程简单，不需严格无菌条件；2)设备便宜，投资少，能耗低，易操作；3)后处理简便、有效成分不易流失，污染少，基本无废水排放。

迄今为止，经国内外文献与专利检索，尚未见到固态发酵城市污泥生产生物杀虫剂的报道。

发明内容

本发明的目的在于弥补现有技术中的不足之处，而提供一种利用城市污泥固态发酵生产微生物杀虫剂的方法。

本发明的另一个目的在于提供利用上述方法制得的微生物杀虫剂。

本发明的技术原理是：以城市污泥所含的糖分与蛋白质、磷以及微量元素为主要营养物质，在维持适宜pH、温度与湿度的条件下，苏云金芽孢杆菌附着于固体培养基颗粒的表面生长与增殖，产生伴胞晶体等杀虫活性物质，发酵后经干燥、粉碎制成苏云金杆菌微生物杀虫剂。

本发明的利用城市污泥固态发酵生产微生物杀虫剂的方法，包括如下步骤：

g/L是指每1L培养基液体中加入的目标物的克数；

％是指每100份质量的培养基液体中接入接种物的质量份数；

(1)固体培养基的调制：固体培养基由含水率40～60％的城市污泥和含水率为40～60％蓬松材料组成，污泥与蓬松材料重量比为3∶1～2，用碱调pH值为6.5～7.5；

(2)摇瓶培养：将苏云金杆菌接入LB液体培养基中，摇床上振荡培养8～12小时；

(3)固态发酵：将固体培养基灭菌，冷却，按5～15％的接种量接入上述种子液，于25～30℃培养3～4天；

(4)发酵后处理：上述发酵后的固体培养基通过晾干、气流粉碎，过筛，加入3～10％助剂混匀即得。

(5)产品质量检验：产品质量检验方法参照国家标准GB/T19567.3-2004中苏云金芽孢杆菌可湿性粉剂进行。

在上述方法中，步骤(1)所述碱优选为CaO、NaOH、KOH或Ca(OH)₂。最佳是CaO。

在上述方法中，步骤(1)所述蓬松材料优选为秸秆粉、珍珠岩、豆粕粉或麦麸。

在上述方法中，步骤(2)所述LB液体培养基配方为：酵母浸膏5g，胰蛋白胨10g，NaCl 5g，水1000mL，pH 7.2～7.6。

在上述方法中，步骤(2)所述苏云金杆菌为苏云金杆菌HD-1或苏云金杆菌7216等。