КОМПОЗИЦИЯ ПРОБИОТИЧЕСКИХ МИКРООРГАНИЗМОВ ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД Российский патент 2018 года по МПК C12N1/00 C12R1/245 C12R1/46 C12R1/865 

Изобретение относится к биотехнологии и может быть также использовано для биоутилизации осадков сточных вод.

Известен микробиологический препарат ЕМ-1^® ((Effective Microorganism™» - Эффективные микроорганизмы. Хига Т. Возрожденное будущее: перевод с яп. В.М. Хайкова и И.В. Югова. - Владивосток: Дальнаука, 2010. - 280 с, ISBN 978-5-8044-1085-9, УДК: 573.4:663.1), который представляет собой сложную синергетическую комбинацию регенеративных микроорганизмов, в основном анаэробных. Основу этой сложной микробиологической культуры составляют группы фотосинтезирующих и молочнокислых бактерий, а также дрожжей, обязательное наличие которых определяет основные качества этой комбинации и уровень их эффективности.

Существуют следующие модификации растворов ЕМ: ЕМ-2, ЕМ-3, ЕМ-5, ЕМ-7, ЕМ-Х^®, EM-Z^®, в основе которых используется известный препарат ЕМ-1^®. В этих растворах присутствуют около восьмидесяти различных видов аэробных и анаэробных микроорганизмов, диаметрально отличающихся друг от друга, симбиотически сосуществуют в жидкой анаэробной среде (с. 72).

Известный препарат ЕМ-1^® и его модификации применяют при утилизации органических веществ и отходов в сельскохозяйственном производстве, при очистке сточных вод, изготовлении строительных материалов, пластмасс, керамики, в медицине при лечении рака, диабета, для очистки водоемов: морей, озер и рек, при выращивании овощей и фруктов и многих других отраслях.

Перед использованием известного препарата ЕМ-1^® и его модификаций производится их активация в ферментаторе (состоит из обогревателя, циркуляционного насоса и таймера), (с. 37). Активированный ЕМ-1^® производится путем заполнения емкости ферментатора водой, в которую добавляют в пропорции 100:1:1 базовый препарат ЕМ-1^® и мелассу (патоку), после чего полученная смесь выдерживается в течение пяти-десяти дней при температуре около 37 градусов. Затем активированный таким образом и увеличенный в объеме в сто раз препарат разливается для использования (с. 49).

Известный микробиологический препарат ЕМ-1^®, его модификации и активированный раствор, симбиотически сосуществуют в жидкой анаэробной среде, основу которой образует вода (с. 72).

Изотопный состав воды физиологического раствора в известном препарате ЕМ-1^®, его модификациях и активациях оказывает существенное влияние на процесс культивации каждого из составляющих видов микроорганизмов и в последующем на эффективность их применения.

Данный микробиологический препарат взят за прототип.

Задачей настоящего изобретения является получение композиции на основе эффективных микроорганизмов «Effective Microorganism™», обладающей высокой способностью к совместной культивации и биологической активностью при применении за счет уменьшения концентрации изотопа водорода - дейтерия в водном растворе жидкой анаэробной среды.

Композиция на основе эффективных микроорганизмов содержит молочнокислые Lactobacillus casei 21; Streptococcus lactis 47; фотосинтезирующие Rhodopseudomonas palustris 108; дрожжи Saccharomyces cerevisiae 76 и сапротрофы бактерии в жидкой анаэробной среде. Концентрация микроорганизмов представлена следующим соотношением: молочно-кислые: Lactobacillus casei 21 - 30%; Streptococcus lactis 47 - 30%; фотосинтезирующие: Rhodopseudomonas palustris 108 - 30%; сапротрофы: 5%; дрожжи: 5%.

Поставленная задача достигается тем, что вода, составляющая раствор жидкой анаэробной среды перед культивированием микроорганизмов предварительно очищается от изотопов дейтерия от 52 ppm до 127 ppm., с помощью электросорбционного фильтра (RU 142081 B01D 35/06). В таблице 1 представлен изотопный состав воды, очищенной от тяжелых изотопов кислорода и водорода и исследованной в лаборатории изотопов ДВГИ ДВО РАН по договору №Д 11-16 с от 25.05.2016 г. с ООО «Экосистемы»: "Исследование изотопного состава кислорода и водорода в пробах воды". Изотопный состав представлен в общепринятой форме через величину δ, которая выражается как:

"QX=(Rобразец/Rстандарт) - 1, где Rобразец и Rстандарт - это изотопное отношение содержаний тяжелого изотопа к легкому элемента X в образце и стандартном материале, соответственно. В данной работе, Rобразец и Rстандарт -это ¹⁸O/¹⁶O или ²Н/¹Н в образце и стандарте для δ¹⁸О и δ²Н, соответственно. Все значения δ²Н и δ¹⁸О даны в отношении к общепринятому международному стандарту VSMOW. Воспроизводимость и точность результатов при анализе данной серии образцов контролировали повторными измерениями лабораторного стандарта.

Воспроизводимость результатов анализа проб воды составила в среднем ±0.1% и ±0.9% для δ¹⁸O и δ²Н, соответственно.

Примечание:

* - дубль пробы, представленный ООО «Экосистемы»

St Dev - стандартное отклонение величины 5, рассчитанное по результатам повторных анализов пробы, n=7.

В таблице 1 исходная вода, отобранная из артезианской скважины, обозначена шифр образца 1-2, номер пробы 1*, очищенная легкая вода соответствует шифру образца 8-8, номер пробы 8, процентное соотношение уменьшения тяжелого изотопа кислорода ¹⁸О соответствует 6%, уменьшение дейтерия ²Н составляет 3,56%.

Сравнительные результаты испытания микробиологического препарата «Тамир», изготовленного по ЭМ-технологии без очистки физиологического раствора от дейтерия и заявляемой комбинации пробиотических микроорганизмов, были получены при очистке осадков сточных вод очистных сооружений. На фиг. 1 показана динамика процесса очистки сточных вод с применением препарата «Тамир», где:

1 - заявляемая комбинация пробиотических микроорганизмов на воде, очищенной от дейтерия;

2 - препарат «Тамир», полученный на природной воде;

3 - контрольный образец - исходная сточная вода.

Для испытаний были приготовлены:

- контрольные образцы;

- образцы сточной воды с заявляемой комбинацией и «Тамир», в соотношении (90:10).

В процессе испытаний все образцы воды находились в контакте с атмосферным воздухом, без перемешивания, при постоянной температуре в течение 12 суток. Показатели определялись через каждые 24 часа.

В результате испытаний установлено следующее:

1. Биоутилизация осадков сточных вод с использованием заявляемой комбинации, приготовленной на очищенной от дейтерия воде, ускоряет начало процесса осветления сточной воды на двое суток по сравнению с контролем.

2. В образцах с заявляемой комбинацией специфический запах исчез менее чем за сутки.

3. Максимальный объем осветленной воды (V_освет) получен в образцах с соотношением сточной воды и заявляемой комбинации 90:10. Этот объем был одинаковым для образцов из песколовки и из иловых уплотнителей.

Изобретение относится к биотехнологии. Предложена композиция пробиотических микроорганизмов, содержащая молочно-кислые Lactobacillus casei 21, Streptococcus lactis 47, фотосинтезирующие Rhodopseudomonas palustris 108, дрожжи Saccharomyces cerevisiae 76 и сапротрофы бактерии в жидкой среде, предназначенная для утилизации осадков сточных вод. В качестве жидкой среды использована очищенная от тяжелых изотопов водорода и кислорода вода. Изобретение обеспечивает ускорение очистки сточных вод. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

1. Композиция пробиотических микроорганизмов, содержащая молочно-кислые Lactobacillus casei 21, Streptococcus lactis 47, фотосинтезирующие Rhodopseudomonas palustris 108, дрожжи Saccharomyces cerevisiae 76 и сапротрофы бактерии в жидкой среде, предназначенная для утилизации осадков сточных вод, отличающаяся тем, что в качестве жидкой среды использована очищенная от тяжелых изотопов водорода и кислорода вода.

2. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что жидкая анаэробная среда для культивирования микроорганизмов содержит изотоп дейтерия в концентрации от 52 ppm до 127 ppm.