[发明专利]利用柠檬酸废水生产有机磷农药降解菌剂

说明书

技术领域：

本发明属于微生物菌剂和废水资源化技术领域。

背景技术：

柠檬酸作为一种重要的化工原料和食品添加剂被广泛应用于食品、医药、化工等行业。目前，中国有柠檬酸生产厂近百家，总年产能力约80万吨，是全球最大的柠檬酸生产国和出口国，出口量在全球柠檬酸贸易总量中的比重超过60％。柠檬酸的生产是以薯干或玉米为原料，依次经原料处理、发酵、提取、精制等工序制得产品。柠檬酸废水主要来自发酵和提取工序产生的中和液、洗糖水、洗罐水和洗滤布水。废水中主要含有淀粉、蛋白质、碳水化合物、各种有机酸、氨氮和脂肪等，COD浓度为20000～30000mg/L，属于高浓度有机废水。据统计，每生产1吨柠檬酸，产生高浓度废水7.5～15吨。直接排放会对环境将造成严重污染，处理达标排放费用高昂。柠檬酸废水的资源化利用技术开发非常紧迫。

有机磷农药以其品种多、药效高、防治范围广谱等特点，至今仍是农药中用量最多的类别，在农业生产中起到了举足轻重的作用，我国有机磷农药的生产和使用量占农药总生产和使用量的一半以上。但是，有机磷农药具有较强的毒性，长期、大量使用后，其在农作物上的残留会引起食品安全问题，也影响了我国农产品出口，而且散落的农药也会使水和土壤受到污染。利用微生物降解有机磷农药残留的生物修复方法具有低成本、无毒、无二次污染等优点，是最具应用前景的削减农药污染的方法之一。中国发明专利(申请号：200610090054.7)公开了一株降解有机磷农药的施氏假单胞菌，是从农药厂排污口土壤样品中分离的；中国发明专利(申请号：200410081019.X)公开了一株降解有机磷农药的苍白杆菌，是从长期农药污染的土壤中分离获得。

本专利是从油菜叶际分离出的一株高效降解有机磷农药的枯草芽孢杆菌，能够在植物叶际环境下保持良好的降解性能。以柠檬酸废水为培养基的主要原料生产农药降解菌剂的方法未见文献报道。此方法不仅可以减少高浓度有机废水的排放，而且降低菌剂的生产成本。

发明内容：

本发明的目的是提供一种能够资源化利用柠檬酸废水生产有机磷农药残留降解菌剂的方法。

本发明所使用的菌株是由发明人分离筛选出来的一株高效降解有机磷农药残留的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)N14菌株，该菌株于2009年11月2日保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为：CGMCC No.3374，保藏单位地址：北京市朝阳区大屯路，中国科学院微生物研究所，邮编：100101。

本发明所述的枯草芽孢杆菌有机磷农药降解菌剂的生产方法如下：

1、柠檬酸废水预处理：用氢氧化钠水溶液调节废水的pH到6.7～7.8，于115～126℃灭菌10～35分钟。

2、液体种子制备：向装有预处理好的柠檬酸废水的三角瓶中接种斜面保藏的枯草芽孢杆菌，于28～45℃，120～200转/分振荡培养24～48小时，得到液体种子。

3、液态发酵：向装有预处理好的柠檬酸废水发酵罐中接种体积比为2％～20％的液体种子，于25～40℃，通无菌空气培养12-48小时；培养好的发酵液经平板细菌计数，活菌数达到5×10⁸CFU/毫升以上。

4、固体菌剂制备：以过30目筛的生物碳为载体，按照发酵液∶生物碳为1∶1.5～5的重量比，将发酵液添加到生物碳中，充分混合均匀，得到固态菌剂，通风干燥至菌剂含水量30％以下，包装，存放在阴凉干燥处。

5、液体菌剂制备：培养好的发酵液经细菌计数后，超滤浓缩，调节至有效活菌数5×10⁹CFU/mL以上，加入质量分数为0.5％的甘氨酸和质量分数为1.5％甘油，灌装保藏；

使用时用水稀释50-500倍。

具体实施方式：

由本发明技术方案生产的枯草芽孢杆菌微生物菌剂能够快速降解植物叶面和土壤中的有机磷农药残留，并且促进植物生长，提高农产品质量，改善农田环境质量；而且生产成本低，有效地利用了废水，减少污染物排放。具体实施方式如下：

实施例1：柠檬酸废水生产枯草芽孢杆菌微生物菌剂

柠檬酸废水预处理：用氢氧化钠水溶液调节废水pH到7.0，于121℃灭菌15分钟。

液体种子制备：向装有预处理好的柠檬酸废水的三角瓶中接种斜面保藏的枯草芽孢杆菌，于45℃，150转/分振荡培养36小时，得到液体种子。