CN102050523B - 一种微生物对黑臭河道处理及原位生态修复的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微生物对黑臭河道处理及原位生态修复的方法。本发明的技术特征是从污水中筛选出有针对性的目的菌种，与现有菌种进行匹配组合成复合微生物菌剂，然后使用匹配的复合微生物菌剂对河道污水进行处理。本发明根据河道污染的具体情况，采用筛选污水中生长的菌株对污水进行治理，并针对河道水体的污染情况将其与现有菌种进行匹配、组合，使之在微生物污水处理系统中发挥协同作用，快速形成优势菌群，对河道中污染物进行分解、吸收、转移，从而达到最佳处理效果；本发明先采用微生物治理水体，后通过水体的自净能力来治理水体，达到治标治本的目的，不会产生二次污染；具有安全、高效、成本低、投资省，操作简单等特点。

Description

一种微生物对黑臭河道处理及原位生态修复的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及治理污染的方法，具体是涉及一种微生物对黑臭河道进行原位生态修复的方法。

背景技术

[0002] 河道污染是当前社会日益关注的环境污染问题之一。由于人类的活动密集，污染物不规则排放，导致河流的严重污染。如将作为主要外源性污染源的生活垃圾及生活污水排放到河道中等，致使大量有机废物和腐殖物质都沉积在河底，降低了水中溶解氧浓度，增加了河道底部的厌氧环境，大量的有机物质发酵腐烂，产生过量的硫化物及有害气体，致使鱼虾绝迹，而后续沉积物覆盖使得河道底部出现固化状态，营养盐富集，最终出现水质恶化，黑臭，严重破坏了河道的生态平衡系统，使河道丧失自净功能。河道治理的影响因素很多也很复杂，治理周期长、难度大，严重影响了城市的环境质量及居民的健康生活，也成了国内外环保专家研究的重大课题。

[0003] 目前国内外主要采用以下方法手段对河道污染进行处理。

[0004] 1、截污法：是普遍采用控制外源性污染物进入的方法，只能阻止污染物的进入，对水质的改善作用不大；

[0005] 2、清淤法：是国内外惯用的一种控制底部污染的手段，但其工程运作量大、成本高昂、无法进行后续处理、易造成二次污染；

[0006] 3、生物载体法：可用于吸附初期的部分悬浮物、有机质等营养盐，饱和后更换难， 其持续性、稳固性没保障，且成本高，不能大规模采用；

[0007] 4、人工湿地法：其净化过程涉及物理、化学、生物多方面综合作用，可用于削减农业、公路、城镇等点源和面源污染负荷，但是占地面积大，设计运行参数模糊，生物和水利复杂，易受病虫害影响；

[0008] 5、稳定塘法：具有构造简单、基建运行费用低、去除效率高等优点，但存在占地面积大、底泥淤积严重等问题。

发明内容

[0009] 发明目的：为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种微生物对黑臭河道进行原位生态修复的方法，该方法先采用复合微生物菌剂治理水体，后通过水体的自净能力来治理水体，达到标本兼治的目的。

[0010] 技术方案：为了实现以上目的，本发明所述的一种微生物对黑臭河道处理及原位生态修复的方法，具体步骤如下：

[0011] (1)检测河流底泥的污染指标；

[0012] (2)采集黑臭河道的污水样品，进行富集、分离培养，筛选出有针对性的多株微生物菌株；

[0013] (3)对筛选出的多株微生物菌株分别进行驯化扩大培养；[0014] (4)从经过扩大培养的菌种中进一步筛选出至少一株有针对性的菌种；

[0015] (5)将进一步筛选出来的有针对性的菌种与现有菌种进行匹配组合，形成复合微生物菌剂；

[0016] (6)对河道进行预处理，如调节PH值6. 5-8. 0 ；

[0017] (7)向经过预处理的河道里，以45〜SOppm的剂量投放复合微生物菌剂；

[0018] (8)复合微生物菌剂分解、吸收、转移、转化河道中的污染物，处理河道污水；

[0019] (9)检测河流底泥的污染指标；

[0020] (10)重复步骤（5)、(7)、⑶、（9)直到河道符合标准要求；

[0021] 其中，优选地，步骤O)中所述筛选出的有针对性的多株微生物菌株为光合细菌菌株。

[0022] 为了筛选出光合细菌菌株，步骤O)中所述富集、分离培养的方法为：

[0023] 培养基：

[0024]富集培养基的成分为=NH4ClO. 8g 〜1. 5g、K2HP04 0. 2 〜0. 7g、MgS04 0. 1 〜0. 3g、 NaCl 1. 5 〜2. 5g、酵母膏 0. 1 〜0. 2g,NaHCO3 4 〜5g、无水乙醇 1. 5-2. 0ml、蒸溜水 900ml， pH 值 6. 8 〜7. 0。

[0025]分离培养基的成分为：NH4Cl 0. 8g 〜1. 5g,K2HPO4 0. 2 〜0. 7g、MgS04 0. 1 〜0. 3g、 NaCl 1. 5 〜2. 5g、酵母膏 0. 1 〜0. 2g,NaHCO3 4 〜5g、无水乙醇 1. 5-2. 0ml、酵母膏 0. 2 〜 0. 3g、琼脂 1. 5 〜2. 0g、NaHC03 2 〜3g、Na2S ·9Η20 1 〜2g，蒸溜水 900ml，pH 值 6. 8 〜7· 0。

[0026] 富集培养：取采集的河道带湿底泥l_2g接种于富集培养基中，液面注入灭菌液体石蜡，隔绝氧气，于光照培养箱中观〜30°C培养，随时观察。当培养物中出现微红色生长物时，从微红色生长物处取Iml富集培养物，接种于另一富集培养基中培养。重复进行富集培养2〜3次。

[0027] 平板划线分离：取富集培养物进行平板划线分离，接种于分离培养基中，在培养基上覆盖灭菌液体石蜡，隔绝氧气，于光照培养箱中观〜30°C培养6-10天，观察镜检，挑取运动活跃的红色单菌落，重复进行平板划线分离3〜4次，以得到纯的菌株。

[0028] 摇管法分离：挑选划线分离法得到的纯的菌株，做穿刺接种，培养基为分离培养基，管口塞紧封腊，在光照强度为500-20001UX、温度为25-32°C、厌氧条件下培养4_7天。

[0029] 筛选：对分离得到菌株进行初步挑选，选取生长速度相对较快的菌株。

[0030] 其中，优选地，步骤中从扩大培养的菌种中进一步筛选出的至少一株有针对性的菌种为沼泽红假单胞菌菌种或球形红假单胞菌种。光合细菌对污水的处理中，使用普遍且效果较好的是沼泽红假单胞菌和球形红假单孢菌，本发明以筛选两种目的菌种泽红假单胞菌和球形红假单孢菌进行说明。

[0031] 其中，优选地，步骤（3)中驯化扩大培养的方法为：将分离筛选出的菌株先采用斜面培养基转接，黑暗好氧培养2〜3天成一级菌种；再将一级菌种接种于一级菌种培养基，用IOOml培养瓶光照厌氧培养2〜5天成二级菌种，二级菌种接种于二级菌种培养基，用500ml培养瓶光照厌氧培养2〜5天成三级菌种，再将三级菌种和无菌水按1 ： 10的比例混合均勻，接种于三级菌种培养基中，分装于5L的透明桶中，置于室外，在自然光条件下培养，培育过程中控制光照强度为500-20001UX，温度为25-32°C，培养3-4天成为四级菌种，菌数约为4. 5*109〜6. 3*109。[0032] 斜面、一级菌种和二级菌种的培养基成分为=NH4Cl 0. 8g〜1. 5g、K2HPO4 0. 2〜

0. 7g、MgSO4O. 1 〜0. 3g、NaCl 1. 5 〜2. 5g、酵母膏 0. 1 〜0. 2g、NaHCO3 4 〜5g、无水乙醇

1. 5-2. 0ml、蒸馏水 900ml，pH 值 6. 8 〜7. 0。

[0033] 三级菌种和四级菌种的培养基成分为：乙酸钠3〜5. 4g、氯化铵1〜2. 5g、碳酸氢钠3. 2〜4. 6g、氯化镁0. 3〜0. 5g、磷酸二氢钾4〜8. 3g、氯化钠0. 2〜0. 4g、丙酸钠 0. 2〜0. 6g、硫酸钠0. 02〜0. 03g、酵母膏0. 15〜0. 4g、二水氯化钙0. 01〜0. 015g、氯化钙0. 03〜0. 08g、蛋白胨0. 2〜0. 4g、IOOOmL水、生长因子0. 2〜0. 6mL、谷氨酸0. 05〜 0. 2g、复合VB0. 8〜1. 5克、微量元素液lmL，其含有的微量元素及浓度为iV+0. 02-0. 06mg/ L、Cu2+O. 01-0. 05mg/L、BO3 3-0· 04-0. 08mg/L、Mn2+O. 01-0. 05mg/L、Zn2+O. 05-0. lmg/L 禾口 Co2+O. 2-0. 8mg/L,培养基的 PH 值为 6. 8 〜7. 5。

[0034] 筛选：参照需求微生物本身的细胞形状，培养物颜色，进一步筛选出活性相对较高、更有针对性的菌株，并进行试验鉴定。

[0035] 其中，优选地，所述复合微生物菌剂包含有光合细菌，枯草芽孢杆菌，侧孢芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、反硝化细菌、乳酸菌和酵母菌，各菌种的重量比为：光合细菌：枯草芽孢杆菌：侧孢芽孢杆菌：地衣芽孢杆菌：反硝化细菌：乳酸菌：酵母菌=2. 5〜 6.8 ： 2.0 〜6.0 ： 1.0 〜4.0 ： 1. 0 〜3. 0 ： 1. 5 〜5. 0 ： 0. 5 〜2. 5 ： 0. 5 〜2. 0。

[0036] 所述复合微生物菌剂中的光合细菌属一种能在黑暗好氧和光照厌氧的兼性环境中生长代谢的光能异养型微生物。它能以有机酸、氨基酸、氨和醣类等有机物和硫化氢作为供氧体，以低级脂肪酸、多种二羧酸、醇类、糖类、芳香族化合物等低分子有机物作为光合作用的电子受体，利用光能同化二氧化碳，生物转化、合成无毒、无副作用且富含各类营养物质的菌体蛋白并通过光合磷酸化获得能量，进行光能异养生长代谢，完成产氢、固氮、分解有机物三个自然界物质循环中极为重要的生化过程。

[0037] 所述复合微生物菌剂中的枯草芽孢杆菌是革兰氏阳性菌。具有很强的生命力和旺盛的繁殖能力，能适应各种不良的环境条件，可利用蛋白质、多种糖及淀粉，分解色氨酸形成吲哚，其生长作用能产生枯草菌素、多粘菌素、制霉菌素、短杆菌肽等活性物质，这些活性物质对致病菌或内源性感染的条件致病菌有明显的抑制作用，菌体自身合成α-淀粉酶、 蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶等酶类，与硝化酶类一同发挥作用，能产生过氧化氢、细菌素，建立微生态平衡，促进有益厌氧微生物的繁殖，抑制有害细菌代谢，产生有机酸、多种酶（蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶）、B族维生素、氨基酸、促生长因子等，提高有机质转化率，促进益生菌生长性能。本发明中的枯草芽孢杆菌优选用枯草芽孢杆菌FY99-01，保藏于CCTCC，保藏编号：Ν0.Μ202045，保藏日期：2002年12月2日、北海群林生物工程有限公司生产的枯草芽孢杆菌、湖北绿天地生物科技有限公司生产的枯草芽孢杆菌。

[0038] 所述复合微生物菌剂中的侧孢芽孢杆菌属于芽孢杆菌属，革兰氏染色阳性，可变为阴性，芽孢为椭圆形，侧生、中生或近中生、包囊膨大，游离芽孢一边比一边厚，是自然界筛选的一种天然菌种。它具有分泌大量几丁质酶，能分解病原菌细胞壁的功能，对污水中的弧菌、大肠杆菌和杆状病毒等有害细菌有很强的抑制作用，还能分解污水中粪便水、腐殖质、有机质等，有效降解有机磷，利用硝化盐供给光合细菌蛋白质合成的碳架，促使吸收到胞内的碳素很快合成蛋白质，加快物质转化。本发明中的侧孢芽孢杆菌优选用北海群林生物工程有限公司生产的侧孢芽孢杆菌、湖北绿天地生物科技有限公司生产的侧孢芽孢杆菌。

[0039] 所述复合微生物菌剂中的地衣芽孢杆菌，革兰氏染色性为革兰氏阳性杆菌。其作用机理是以菌治菌，能产生抗活性物质，具有较强的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶的活性，并具有独特的生物夺氧作用机制，能抑制污水中致病菌的生长繁殖，降解有机废物及粪便中氨、生物胺、吲哚等有害物质，有效降低氨氮与亚硝酸盐，起到净化水质，改善生态环境的作用，对土著有益微生物的繁殖生长有促进作用，使之能快速形成有益优势菌群。本发明中的地衣芽孢杆菌优选用北海群林生物工程有限公司生产的地衣芽孢杆菌、湖北绿天地生物科技有限公司生产的地衣芽孢杆菌。

[0040] 所述复合微生物菌剂中的反硝化细菌是一类利用亚硝酸盐氨氮等作氮源，有机质为碳源，进行自身繁殖的微生物。能快速分解水体中的亚硝态氮、转化为N2排出水面，降解水体中的亚硝酸盐和氨氮，分解底部有机质、腐殖质及排泄物，达到脱氮的目的，防止水体富营养。本发明中的反硝化细菌优选用北海群林生物工程有限公司生产的反硝化细菌。

[0041] 所述复合微生物菌剂中的乳酸菌指发酵糖类主要产物为乳酸的一类无芽孢、嫌气性、革兰氏染色阳性细菌的总称。是能从葡萄糖或乳糖的发酵过程中产生乳酸菌的细菌，目前至少可分为18个属，共有200多种。乳酸菌以嗜酸乳杆菌为主导。它靠摄取光合细菌、 酵母菌产生的糖类形成乳酸。乳酸具有很强的杀菌能力，能有效抑制有害微生物的活动和有机物的急剧腐败分解。乳酸菌能够分解在常态下不易分解的木质素和纤维素。本发明中的乳酸菌优选用市售的蒙牛集团、伊利集团生产的乳酸菌。

[0042] 所述复合微生物菌剂中的酵母菌是一些单细胞真菌，目前已知有1000多种酵母， 酵母菌专性或兼性好氧生活，目前未知专性厌氧的酵母。在有氧气的环境中，酵母菌将葡萄糖转化为水和二氧化碳，并且自身增殖，在缺氧的情况下，酵母菌把糖分解成酒精和二氧化碳来获取能量。它利用植物根部产生的分泌物、光合菌合成的氨基酸、糖类及其它有机物质产生发酵力，合成促进根系生长及细胞分裂的活性化物质。对于促进其它有效微生物增殖所需要的基质（食物）提供重要的给养保障。本发明中使用的酵母菌为市售的啤酒酵母菌。

[0043] 其中，优选地，在步骤（7)过程中设置生物浮岛。

[0044] 其中，进一步优选地，生物浮岛填料包括：基质、水生植物和复合微生物菌剂。

[0045] 其中，更进一步优选地，所述基质包括如下重量分数的组分：细砂20%〜45%、水淬渣15%〜50%、沸石25%〜45%，三种组分的粒径均为20〜40mm ；水生植物系为：空心莲子草、美人蕉、水葱或绿萝，种植密度为6〜8株/m2。

[0046] 有益效果：本发明根据河道污染的具体情况，为了使投放河道中治理污水的菌剂更适应污水生长的环境，从而取得更好的治理效果，采用筛选污水中生长的菌株对污水进行治理，继而从河道中筛选出至少一种优势生长的菌种，并针对河道水体的污染情况将其与现有菌种进行匹配、组合，使之在微生物污水处理系统中发挥协同作用，快速形成优势菌群，对河道中污染物进行分解、吸收、转移，从而达到最佳处理效果；在污水处理过程中设置生物浮岛，辅助微生物全面治理污水，降低水体有机质，高效脱氮除磷，调节营养盐平衡，进一步清理污水；本发明先采用微生物治理水体，后通过水体的自净能力来治理水体，达到治标治本的目的，不会产生二次污染；具有安全、高效、成本低、投资省，操作简单等特点。

具体实施方式[0047] 下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

[0048] 实施例1 ：某老城河道治理

[0049] 某老城河涌长约5200米，宽约20米，水深1-1. 2米，底泥厚度0. 8-1. 0米。长期以来由于大量生活污水和少量工业污水的自然排入，河水已经严重污染。河水水华严重，呈富营养化，水体黑臭，透明度低，淤泥发黑，河面有较多白色垃圾及油污。对此河道进行治理前，首先将整个工程治理周期分三个阶段，共计20个月。前期阶段4个月完成辅助工程设施，设置曝气设备，河道长度的1/10处设置底部曝气设备，剩余长度每50米设置一台水面曝气设备，此曝气设备在水中形成强大的循环水流，曝气复氧，对微生物进行强化处理， 除臭、大幅度降低污染指标及改善水质，另外完成微生物的筛选及匹配工作，对河道进行预处理，激活河道底部环境因子；中期阶段10个月为生物深度治理期，采用复合微生物菌剂分解、吸收、转移、转化河道中的污染物，处理河道污染，利用微生物的协同作用将水中的有机废物降解为二氧化碳和水，有效地转化为有益生物量，进行反硝化、短程硝化反应。在中期阶段第2个月时加设生物浮岛，完成生产挂膜，浮岛面积为2-3平方米，相邻两个浮岛单元之间的间距为0. 3米，浮岛连续长度达河道总长的1/10，跟设在底部曝气装置后面，辅助微生物全面治理污水，降低水体有机质，高效脱氮除磷，调节营养盐平衡，进一步清理污水； 后期阶段6个月为生态调节修复期，对水体进行调控、监测、修整系统各组成单元，从而能优化河道指标，平衡水质及保持各生物菌群的和谐稳定，增加系统的生物多样性，构建生态圈，促进物质能量循环，提高系统抗干扰能力，使水生生态系统结构更加稳定。

[0050] 采用本发明所述的一种微生物对黑臭河道处理及原位生态修复的方法，包括以下步骤：

[0051] (1)针对河道每200米检测河流底泥的污染指标；

[0052] (2)采集黑臭河道的污水样品，进行富集、分离培养，筛选出观株光合细菌菌株；

[0053] (3)对筛选出的观株光合细菌菌株分别进行驯化扩大培养；

[0054] (4)从经过扩大培养的菌种中筛选出4株有针对性的菌种，其中有两株为沼泽红假单胞菌菌种和球形红假单孢菌菌种；

[0055] (5)将沼泽红假单胞菌菌种3. 3kg与现有菌种枯草芽孢杆菌2. 3kg、侧孢芽孢杆菌 1. ^g、地衣芽孢杆菌1. ^g、反硝化细菌^g、乳酸菌Ikg和酵母菌0. 8kg进行匹配组合，形成复合微生物菌剂；

[0056] (6)向河道中加入稳水剂，调节河道PH值7. 2 ；

[0057] (7)向已调节PH值的河道里，以60ppm的剂量投放复合微生物菌剂；

[0058] (8)复合微生物菌剂分解、吸收、转移、转化河道中的污染物，处理河道污水；

[0059] (9)检测河流底泥的污染指标；

[0060] (10)重复步骤(5)、(7)、(8)、(9) 4 次。

[0061] 其中，步骤O)中所述富集、分离培养的方法为：

[0062] 培养基：

[0063]富集培养基的配制方法：称取 NH4Cl lg、K2HPO4 0. 5g、MgSO4 0. 3g、NaCl 1. 5g、酵母膏0. 2g和蒸馏水900ml，搅拌均勻后于121°C灭菌20分钟，再加入已灭菌的100mL50g/LNaHCO3和2. Oml无水乙醇，调节pH值6. 8。

[0064]分离培养基的配制方法为：称取 NH4Cl lg、K2HPO4 0. 5g、MgSO4 0. 3g、NaCl 1. 5g、 酵母膏0. 2g、琼脂1.8g和蒸馏水900ml，搅拌均勻后于121°C灭菌20分钟，再加入已灭菌的 IOOmL 25g/LNaHC03 2. 0ml、无水乙醇和 IOmL lg/IOmL Na2S ·9Η20，蒸馏水 900ml，调节 pH值 7. 0。

[0065] 富集培养：取采集的河道带湿底泥2g接种于富集培养基中。液面注入灭菌液体石蜡，隔绝氧气，于光照培养箱中30°C培养，随时观察。培养第二天时，培养基中出现微红色生长物，从微红色处取Iml富集培养物，接种于另一富集培养基中培养。重复进行富集培养3 次，筛选出284株菌株。

[0066] 平板划线分离：取富集培养物进行平板划线分离，接种于分离培养基中，在培养基上覆盖灭菌液体石蜡，隔绝氧气，于光照培养箱中30°C培养8天，观察镜检，挑取运动活跃的红色单菌落，重复进行平板划线分离4次，以得到纯的菌株。

[0067] 摇管法分离：挑选出划线分离法得到的纯的菌株，做穿刺接种，培养基为分离培养基，管口塞紧封腊，在光照强度为20001UXJ8°C、厌氧条件下培养5天。

[0068] 筛选：对分离得到菌株进行初步挑选，选取生长速度相对较快的菌株。

[0069] 其中，步骤（3)中驯化扩大培养的方法为：将分离筛选出的观株菌株先采用斜面培养基转接，黑暗好氧30°C培养成2天一级菌种；再将一级菌种接种于一级菌种培养基， 用IOOml培养瓶光照厌氧30°C培养成4天二级菌种，此过程中，有8株菌种培养2天，培养液开始变红，其余的培养3天后培养液开始变红，将二级菌种接种于二级菌种培养基，用 500ml培养瓶光照厌氧30°C培养4天成三级菌种，再将三级菌种和无菌水按1 ： 10的比例混合均勻，接种于三级菌种培养基中，分装于5L的透明桶中，置于室外，在自然光条件下培养，培育过程中控制光照强度为15001UX，温度为^°C，培养4天成为四级菌种，菌数约为 5. 2*109。

[0070] 斜面、一级菌种和二级菌种培养基配制方法为：称取NH 4C1 lg,K2HPO4 0. 5g、MgS04 0. 3g、NaCl 1. 5g、酵母膏0. 2g和蒸馏水900ml，搅拌均勻后于121°C灭菌20分钟，再加入已灭菌的IOOmL 50g/LNaHC03和2. Oml无水乙醇，调节pH值6. 8。

[0071] 三级菌种和四级菌种的培养基成分为：乙酸钠（三水合）5. 2g、氯化铵1. 0g、碳酸氢钠3. 8g、氯化镁0. 5g、磷酸二氢钾4. 7g、氯化钠0. 3g、丙酸钠0. 4g、硫酸钠0. 02g、酵母膏

0. 4g、二水氯化0. 015g、氯化钙0. 08g、蛋白胨0. 3g、生长因子0. 6mL、谷氨酸0. 05g、复合VB

1. 2 克、微量元素:Fe2+0. 04mg/L、Cu2+O. 01mg/L、BO3 3D. 04mg/L、Mn2+O. 03mg/L、Zn2+O. 08mg/ L、Co2+O. 7mg/L, PH 值 7. 5。

[0072] 经扩大培养筛选出8株菌种，根据《伯杰氏细菌鉴定手册》第八版进行试验鉴定， 通过形态观察，参照沼泽红假单胞菌菌种和球形红假单孢菌菌种的细胞形状和培养物颜色，进行碳源利用实验，方法为将扩大培养的8株菌种，用无菌生理盐水洗涤菌体制成菌悬液，接种在下述添加不同碳源的分离培养基中，培养48h，观察菌种的代谢特性，从扩大培养的菌种中进一步筛选出活性相对较高、更有针对性的菌种，本试验最后筛选出2株菌种，菌种A和菌种B，这两株菌种均不能利用元素硫作为光合作用的电子供体，光能异氧，兼性好氧，经鉴定初步确定为沼泽红假单胞菌菌种和球形红假单孢菌菌种，鉴定特征如下：

[0073]

[0075] 上表中“ + ”为可利用，“_”为不可利用。

[0076] 根据上述两种菌株的生理生化特征，初步确定上述菌株A为沼泽红假单孢菌 (Rhodop seudoruonczs sphaeroides)，菌株 B 为球形红{段单ί包菌(Rhodop seudornonaspalustris)0

[0077] 其中，在步骤（7)过程中设置生物浮岛，该生物浮岛是由内填充生物介质填料及床体顶网上面开有种植孔的若干个床体连接组成。从生物浮岛的净化能力、抗逆性、综合利用价值和景观价值等方面考虑，由以下五部分中的全部或者部分形成一个独特的动植物生态系统，从而能高效地对废水进行处理。

[0078] 1、具有各种透水性好、吸附性强的基质；

[0079] 2、适合在饱和水和厌氧基质中生长的净水植物；

[0080] 3、水体，包括在基质表面以下或者以上流动的水；

[0081] 4、好氧、兼性厌氧氧或厌氧微生物；

[0082] 5、虑食性水生动物。

[0083] 本发明考虑以上因素后，设置生物浮岛采用的填料包括基质、水生植物和步骤（5) 中的复合微生物菌剂。

[0084] 其中，基质为砂子、水淬渣和沸石，他们采取分段填充方式，沿着水流方向依次用砂子、水淬渣和沸石填充，这三种填充料的粒径均为25mm，填充比例分别为35%、30%、 35%，另外，经检测，砂子、水淬渣的主要矿物含量及部分理化性质如下表：

[0085] [0086] 另外，生物浮岛采用的水生植物系为：空心莲子草、美人蕉、水葱、绿萝，种植密度为6株/m2。

[0087] 该生物浮岛的制作方法为：将上述复合微生物菌剂与基质混合，重量比为 4 ： 9(3〜6 ： 8〜12范围内均可）填充于床体内，并于床体顶网上面的种植孔内种植水生植物，空心莲子草、美人蕉、水葱、绿萝，种植密度为6株/m2。

[0088] 本发明将复合微生物菌剂直接投放到黑臭河水中，4个月便实现水体水质指标大幅度下降、颜色变浅、臭味大减，此阶段不包含底泥，10个月时，水体水质的各项指标均接近了国家地表水V类水质标准。因检测数据庞大，不一一罗列，选代表数据说明此实例，下表 (1)为治理前、治理4个月及10个月时水体水质的COD值、氨氮值及色度，表（¾为治理前、

11治理4个月、10个月时水体水质的总磷含量和溶解氧值。

[0089] 表（1)治理前、治理4个月及10个月时水体水质的COD值、氨氮值及色度

[0090]

[0091] 表（¾为治理前、治理4个月、10个月时水体水质的总磷含量和溶解氧值

[0092]

[0093] 本工程治理前后水质指标委托环境保护监测站进行水质监测并提供此数据。从上表可知，通过本技术的治理，在河道污染物多和纳污情况无明显变化情况下，其中纳污情况是指河道对新进污染物的消解速度、力度即自净能力，水体污染物都表现出明显的去除率， 效果明显，河道水质均基本接近了国家地表水V类水质标准，其中COD、氨氮、色度的平均去除率分别是97. 2%,98. 7%,97. 4%，总磷的平均去除率为72. 2%，溶解氧提升了 2. 4Img/ L0

[0094] 实施例2 ：某城市河道治理

[0095] 某老城河涌长约4600米，宽约16米，水深0. 8-1. 0米，底泥厚度0. 1-0. 3米。此河道较长，底部污染物沉积时间长，地理情况复杂、地形凹凸不平，流经的地质环境较为复杂， 集水面积很大，且来源广，集水类型多样，存在多个点源污染，更存在广泛的面源污染。

[0096] 治理周期的阶段工作及本发明方法的其他步骤同于实施例1，

[0097] 步骤（¾中采集黑臭河道的污水样品，进行富集、分离培养，筛选出20株光合细菌菌株；

[0098] 其中，该步骤中富集、分离培养的方法为：

[0099] 培养基：

[0100]富集培养基的配制方法：称取 NH4Cll. 5g、K2HPO4 0. 2g、MgSO4 0. 2g、NaCl 2g、酵母膏0.2g和蒸馏水900ml，搅拌均勻后于121 °C灭菌20分钟，再加入已灭菌的IOOmL 50g/ LNaHCO3和2. Oml无水乙醇，调节pH值7. 0。[0101]分离培养基的配制方法为：称取 NH4Cll. 5g、K2HPO4 0. 2g、MgSO4 0. 2g、NaC12g、酵母膏0. 2g、琼脂1. 5g和蒸馏水900ml，搅拌均勻后于121°C灭菌20分钟，再加入已灭菌的 IOOmL 25g/L NaHCO3 2. 0ml、无水乙醇和 IOmL lg/IOmL Na2S · 9H20，蒸溜水 900ml，调节 pH 值 7.0。

[0102] 富集培养：取采集的河道带湿底泥2g接种于富集培养基中。液面注入灭菌液体石蜡，隔绝氧气，于光照培养箱中培养，随时观察。培养第二天时，培养基中出现微红色生长物，从微红色处取Iml富集培养物，接种于另一富集培养基中培养。重复进行富集培养3 次，筛选出220株菌株。

[0103] 平板划线分离：取富集培养物进行平板划线分离，接种于分离培养基中，在培养基上覆盖灭菌液体石蜡，隔绝氧气，于光照培养箱中30°C培养7天，观察镜检，挑取运动活跃的红色单菌落，重复进行平板划线分离4次，以得到纯的菌株。

[0104] 摇管法分离：挑选出划线分离法得到的纯的菌株，做穿刺接种，培养基为分离培养基，管口塞紧封腊，在光照强度为20001UX、32°C、厌氧条件下培养4天。

[0105] 筛选：对分离得到菌株进行初步挑选，选取生长速度相对较快的菌株。

[0106] 步骤（3)中对筛选出的20株光合细菌菌株分别进行驯化扩大培养；

[0107] 其中，该步骤中驯化扩大培养的方法为：

[0108] 将分离筛选出的20株菌株先采用斜面培养基转接，黑暗好氧培养3天成一级菌种；再将一级菌种接种于一级菌种培养基，用IOOml培养瓶光照厌氧培养3天成二级菌种，此过程中，有8株菌种培养2天，培养液开始变红，其余的培养3天后培养液开始变红，将二级菌种接种于二级菌种培养基，用500ml培养瓶光照厌氧30°C培养4天成三级菌种，再将三级菌种和无菌水按1 ： 10的比例混合均勻，接种于三级菌种培养基中，分装于5L 的透明桶中，置于室外，在自然光条件下培养，培育过程中控制光照强度为lOOOlux，温度为 320C，培养4天成为四级菌种，菌数约为4. 8*109。

[0109] 斜面、一级菌种和二级菌种培养基配制方法为：称取NH4Cll. 5g、K2HPO4 0. 2g、 MgSO4O. 2g、NaC12g、酵母膏0. 2g和蒸馏水900ml，搅拌均勻后于121°C灭菌20分钟，再加入已灭菌的IOOmL 50g/LNaHC03和2. Oml无水乙醇，调节pH值6. 8。

[0110] 三级菌种和四级菌种的培养基成分为：乙酸钠（三水合）3. 2g、氯化铵2. OgJI 酸氢钠3. 2g、氯化镁0. 4g、磷酸二氢钾8. 0g、氯化钠0. 2g、丙酸钠0. 2g、硫酸钠0. 03g、酵母膏0. 15g、二水氯化钙0. Olg、氯化钙0. 03g、蛋白胨0. 4g、生长因子0. 4mL、谷氨酸0. 2g、 复合 VBl. 5 克、微量元素：Fe2+0. 06mg/L、Cu2+O. 03mg/L、BO3 3D. 05mg/L、Mn2+O. 05mg/L、 Zn2+O. 06mg/L、Co2+O. 5mg/L, PH 值 6. 8。

[0111] 本实施例经扩大培养后筛选出6株菌种，通过与实施例1相同的鉴定方法，筛选出一株与菌种B具有相同特征的菌种，经初步确定为球形红假单孢菌（Iihodop seudornona spalustris)，另外还筛选到两株活性较强的菌种，这两株菌种经初步鉴定为紫色非硫细菌 (Rhodopseudo palustns)和绿色硫细菌(greensulfur bacteria)，它们也可与现有菌种进行匹配组合，在此选用球形红假单孢菌进行试验。

[0112] 步骤（5)中将筛选到的菌种球形红假单孢菌1.8kg与现有菌种枯草芽孢杆菌 1. 0kg、侧孢芽孢杆菌0. ^g、地衣芽孢杆菌0. meg、反硝化细菌0. ^ig、乳酸菌0. 7kg和酵母菌0. 5kg混合，制成微生物复合菌剂。[0113] 步骤（7)中向已调节PH值的河道里，以45ppm的剂量投放复合微生物菌剂；

[0114] 其中，加设生物浮岛的基质填充比例分别为30^^30^^40¾^

[0115] 本发明将复合微生物菌剂直接投放到黑臭河水中，4个半月便实现水体水质指标大幅度下降、颜色变浅、臭味大减，此阶段不包含底泥，10个月时，水体水质的各项指标均接近了国家地表水V类水质标准。因检测数据庞大，不一一罗列，选代表数据说明此实例，下表（3)为治理前、治理4个半月及10个月时水体水质的COD值、氨氮值及色度，表（4)为治理前、治理4个半月、10个月时水体水质的总磷含量和溶解氧值。

[0116] 表C3)治理前、治理4个半月及10个月时水体水质的COD值、氨氮值及色度

[0117]

[0118] 表（4)为治理前、治理4个半月及10个月时水体水质的总磷含量和溶解氧值

[0119]

[0120] 从上表可知，通过本技术的治理，在河道污染物多和纳污情况无明显变化情况下， 水体污染物都表现出明显的去除率，效果明显，河道水质均基本接近了国家地表水V类水质标准，其中COD、氨氮、色度的平均去除率分别是97. 1^^98.5^^97.3%,总磷的平均去除率为69. 7 %，溶解氧提升了 2. 08mg/L。

[0121] 实施例3 ：东莞市石排镇某河道治理

[0122] 河道总长约5km，水深0. 5-2. Om,污泥0. 5-0. 8米，平均宽为20m，总容积15万m3， 流速为3-8m/min。此河流以生活污水为主，少量多种颜色的工业污水汇合后表现为黑色，每天约有0. 6万吨印染污水和5. 4万吨生活污水，河道水质严重发黑、发臭，河道底部形成了大量黑色淤泥，底泥厚度达到0. 8米。

[0123] 治理周期的阶段工作及本发明方法的其他步骤同于实施例1，

[0124] 步骤（¾中采集黑臭河道的污水样品，进行富集、分离培养，筛选出42株光合细菌菌株；

[0125] 其中，该步骤中富集、分离培养的方法为：

[0126] 培养基：

[0127]富集培养基的配制方法：称取 NH4ClO. 8g、K2HPO4 0. 7g、MgSO4 0. lg、NaC12. 5g、酵母膏0. Ig和蒸馏水900ml，搅拌均勻后于121°C灭菌20分钟，再加入已灭菌的100mL50g/ LNaHCO3和2. Oml无水乙醇，调节pH值7. 0。

[0128]分离培养基的配制方法为：称取 NH4ClO. 8g、K2HPO4 0. 7g、MgSO4 0. lg、NaC12. 5g、 酵母膏0. lg、琼脂2. Og和蒸馏水900ml，搅拌均勻后于121°C灭菌20分钟，再加入已灭菌的 IOOmL 25g/LNaHC03 2. 0ml、无水乙醇和 IOmL lg/IOmL Na2S ·9Η20，蒸馏水 900ml，调节 pH值 7. 0。

[0129] 富集培养：取采集的河道带湿底泥2g接种于富集培养基中。液面注入灭菌液体石蜡，隔绝氧气，于光照培养箱中培养，随时观察。培养第二天时，培养基中出现微红色生长物，从微红色处取Iml富集培养物，接种于另一富集培养基中培养。重复进行富集培养3 次，筛选出262株菌株。

[0130] 平板划线分离：取富集培养物进行平板划线分离，接种于分离培养基中，在培养基上覆盖灭菌液体石蜡，隔绝氧气，于光照培养箱中培养10天，观察镜检，挑取运动活跃的红色单菌落，重复进行平板划线分离3次，以得到纯的菌株。

[0131] 摇管法分离：挑选出划线分离法得到的纯的菌株，做穿刺接种，培养基为分离培养基，管口塞紧封腊，在光照强度为6001uX、32°C、厌氧条件下培养7天。

[0132] 筛选：对分离得到菌株进行初步挑选，选取生长速度相对较快的菌株。

[0133] 步骤（3)中对筛选出的42株光合细菌菌株分别进行驯化扩大培养；

[0134] 将分离筛选出的42株菌株先采用斜面培养基转接，黑暗好氧培养2天成一级菌种；再将一级菌种接种于一级菌种培养基，用IOOml培养瓶光照厌氧培养2天成二级菌种，将二级菌种接种于二级菌种培养基，用500ml培养瓶光照厌氧30°C培养3天成三级菌种，再将三级菌种和无菌水按1 ： 10的比例混合均勻，接种于三级菌种培养基中，分装于 5L的透明桶中，置于室外，在自然光条件下培养，培育过程中控制光照强度为6001UX，温度为32°C，培养4天成为四级菌种，菌数约为4. 8*109。

[0135] 斜面、一级菌种和二级菌种培养基配制方法为=NH4ClO. 8g、K2HPO4 0. 7g、MgSO4 0. lg、NaC12. 5g、酵母膏0. Ig和蒸馏水900ml，搅拌均勻后于121°C灭菌20分钟，再加入已灭菌的IOOmL 50g/LNaHC03和2. Oml无水乙醇，调节pH值6. 8。

[0136] 三级菌种和四级菌种的培养基成分为：乙酸钠（三水合）4. 5g、氯化铵1. 5g、碳酸氢钠4. 2g、氯化镁0. 3g、磷酸二氢钾6. 0g、氯化钠0. 4g、丙酸钠0. 5g、硫酸钠0. 03g、酵母膏 0. 3g、二水氯化钙0. Olg、氯化钙0. 05g、蛋白胨0. 25g、生长因子0. 24mL、谷氨酸0. lg、复合 VB 1 克、微量元素：微量元素:Fe2+0. 02mg/L、Cu2+O. 05mg/L、BO3 3D. 07mg/L、Mn2+O. 02mg/L、 Zn2+O. lmg/L、Co2+O. 3mg/L, PH 值 7. 2。

[0137] 本实施例中扩大培养后筛选出5株菌种，通过与实施例1相同的鉴定方法，最后筛选出一株菌种与菌种A具有相同特征，初步确定为沼泽红假单孢菌（Iihodop seudoruonczs sphaeroides)0

[0138] 步骤（¾中将筛选到的沼泽红假单孢菌2. 3kg与现有菌种枯草芽孢杆菌3. 0kg、侧孢芽孢杆菌1kg、地衣芽孢杆菌1. ^g、反硝化细菌1. ^g、乳酸菌0. 4kg和酵母菌0. 3kg混合，制成微生物复合菌剂。

[0139] 步骤（7)中向已调节PH值的河道里，以45ppm的剂量投放复合微生物菌剂；

[0140] 其中，加设生物浮岛的基质填充比例分别为20^^50^^30¾^

[0141] 本发明将复合微生物菌剂直接投放到黑臭河水中，3个月便实现水体水质指标大幅度下降、颜色变浅、臭味大减，此阶段不包含底泥，10个月时，水体水质的各项指标均接近了国家地表水V类水质标准。因检测数据庞大，不一一罗列，选代表数据说明此实例，10个月时，下表（¾为治理前、治理3个月及10个月时水体水质的PH值、溶解氧、氨氮值，表（6) 为治理前、治理3个月、10个月时水体水质的高锰酸钾指数、总氮、总磷值。

[0142] 表（¾治理前、治理3个月及10个月时水体水质的PH值、溶解氧、氨氮值

[0143]

[0144] 表（6)治理前、治理3个月及10个月时水体水质的高锰酸钾、总氮、总磷值

[0145]

[0146] 从上表可知，通过本技术的治理，在河道污染物多和纳污情况无明显变化情况下， 水体污染物都表现出明显的去除率，效果明显，河道水质均基本接近了国家地表水V类水质标准，其中氨氮、高锰酸钾和总氮的平均去除率分别是98. 4^^83.9^^90%,总磷的平均去除率为75. 2%，溶解氧提升了 2. 2mg/L0

[0147] 本发明还可从污水中筛选出硝化细菌、枯草芽孢杆菌、腊状芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌等，将其与现有菌种进行匹配，成为复合微生物菌剂，从而对河道污水进行治理，在此不做累述。

[0148] 本发明的理念是以菌治水、以水治水。利用微生物降解河道中过量有机质、有害污染物，降低河道污染的初始值，调节营养平衡，激活河道中的相关生理因子，促进食物链的形成，创建水体本来的生态系统并维持此系统的功能性，恢复河道生态圈和自净功能的目的。因为生态圈中稳定的生态系统的自净功能是非常惊人的，要进行生态治理并生态修复就必须治根，而对于污染沉积时间长的河道治理来说是一个长期的攻坚战，并不是几天、几个月的工程，那只是治标。本发明的治理标准是通过复合微生物菌剂治理河道其恢复生态后的持久度来判断衡量的，而以上河道通过本发明的技术方案治理后，后续定期维护，已经近三年没有发黑、发臭，还是保持良好的水质环境。

Claims (9)

1. 一种微生物对黑臭河道处理及原位生态修复的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：(1)检测河流底泥的污染指标；(2)采集黑臭河道的污水样品，进行富集、分离培养，筛选出有针对性的多株微生物菌株；(3)对筛选出的多株微生物菌株分别进行驯化扩大培养；(4)从经过扩大培养的菌种中进一步筛选出至少一株有针对性的菌种；(5)将进一步筛选出来的有针对性的菌种与现有菌种进行匹配组合，形成复合微生物菌剂；(6)对河道进行预处理；(7)向经过预处理的河道里，以45〜SOppm的剂量投放复合微生物菌剂；(8)复合微生物菌剂分解、吸收、转移、转化河道中的污染物，处理河道污水；(9)检测河流底泥的污染指标；(10)重复步骤(5)、(7)、(8)、(9)直到河道符合标准要求；其中，所述复合微生物菌剂包含有光合细菌，枯草芽孢杆菌，侧孢芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、反硝化细菌、乳酸菌和酵母菌，各菌种的重量比为：光合细菌：枯草芽孢杆菌： 侧孢芽孢杆菌：地衣芽孢杆菌：反硝化细菌：乳酸菌：酵母菌=2. 5〜6. 8 ： 2. 0〜 6.0 ： 1.0 〜4.0 ： 1.0 〜3.0 ： 1.5 〜5.0 ： 0. 5 〜2. 5 ： 0. 5 〜2. 0。

2.根据权利要求1所述的一种微生物对黑臭河道处理及原位生态修复的方法，其特征在于：步骤O)中所述筛选出的有针对性的多株微生物菌株为光合细菌菌株。

3.根据权利要求1或2所述的一种微生物对黑臭河道处理及原位生态修复的方法，其特征在于：步骤O)中富集、分离培养的方法为：培养基：富集培养基的成分为：NH4ClO. 8g 〜1. 5g,K2HPO4 0. 2 〜0. 7g、MgS04 0. 1 〜0. 3g、NaCl 1. 5 〜2. 5g、酵母膏 0. 1 〜0. 2g、NaHC03 4 〜5g、无水乙醇 1. 5-2. 0ml、蒸馏水 900ml，pH 值 6. 8 〜7. 0 ；分离培养基的成分为=NH4ClO. 8g 〜1. 5g,K2HPO4 0. 2 〜0. 7g、MgS04 0. 1 〜0. 3g、NaCl 1. 5 〜2. 5g、酵母膏 0. 1 〜0. 2g,NaHCO3 4 〜5g、无水乙醇 1. 5-2. 0ml、酵母膏 0. 2 〜0. 3g、 琼脂 1. 5 〜2. 0g、NaHCO3 2 〜3g、Na2S · 9H20 1 〜2g,蒸馏水 900ml, pH 值 6. 8 〜7. 0 ；富集培养：取采集的河道带湿底泥l_2g接种于富集培养基中，液面注入灭菌液体石蜡，隔绝氧气，于光照培养箱中观〜30°C培养，随时观察；当培养物中出现微红色生长物时，从微红色生长物处取Iml富集培养物，接种于另一富集培养基中培养；重复进行富集培养2〜3次；平板划线分离：取富集培养物进行平板划线分离，接种于分离培养基中，在培养基上覆盖灭菌液体石蜡，隔绝氧气，于光照培养箱中观〜30°C培养6-10天，观察镜检，挑取运动活跃的红色单菌落，重复进行平板划线分离3〜4次，以得到纯的菌株；摇管法分离：挑选划线分离法得到的纯的菌株，做穿刺接种，培养基为分离培养基，管口塞紧封腊，在光照强度为500-20001UX、温度为25-32°C、厌氧条件下培养4_7天；筛选：对分离得到菌株进行初步挑选，选取生长速度相对较快的菌株。

4.根据权利要求1或2所述的一种微生物对黑臭河道处理及原位生态修复的方法，其特征在于：步骤中进一步筛选出的至少一株有针对性的菌种为沼泽红假单胞菌菌种或球形红假单胞菌种。

5.根据权利要求1或2所述的一种微生物对黑臭河道处理及原位生态修复的方法，其特征在于：步骤（3)中驯化扩大培养的方法为：将分离筛选出的菌株先采用斜面培养基转接，黑暗好氧培养成一级菌种；再将一级菌种接种于一级菌种培养基，用IOOml培养瓶光照厌氧培养成二级菌种，二级菌种接种于二级菌种培养基，用500ml培养瓶光照厌氧观_30°C培养成三级菌种，再将三级菌种和无菌水按1 ： 10的比例混合均勻， 接种于三级菌种培养基中，分装于5L的透明桶中，置于室外，在自然光条件下培养，培育过程中控制光照强度为500-20001UX，温度为25-32°C，培养3-4天成为四级菌种，菌数为 4. 5*109 〜6. 3*109 ；斜面、一级菌种和二级菌种的培养基成分为=NH4ClO. 8g〜1. 5g、K2HPO4 0. 2〜0. 7g、 MgSO4O. 1 〜0. 3g、NaCl 1. 5 〜2. 5g、酵母膏 0. 1 〜0. 2g、NaHCO3 4 〜5g、无水乙醇 1. 5-2. 0ml、蒸馏水 900ml，pH 值 6. 8 〜7. 0 ；三级菌种和四级菌种的培养基成分为：乙酸钠3〜5. 4g、氯化铵1〜2. 5g、碳酸氢钠3. 2〜4. 6g、氯化镁0. 3〜0. 5g、磷酸二氢钾4〜8. 3g、氯化钠0. 2〜0. 4g、丙酸钠 0. 2〜0. 6g、硫酸钠0. 02〜0. 03g、酵母膏0. 15〜0. 4g、二水氯化钙0. 01〜0. 015g、氯化钙0. 03〜0. 08g、蛋白胨0. 2〜0. 4g、IOOOmL水、生长因子0. 2〜0. 6mL、谷氨酸0. 05〜 0. 2g、复合VB0. 8〜1. 5克、微量元素液lmL，其含有的微量元素及浓度为i^2+0. 02-0. 06mg/ L、Cu2+O. 01-0. 05mg/L、BO3 3-0· 04-0. 08mg/L、Mn2+O. 01-0. 05mg/L、Zn2+O. 05-0. lmg/L 禾口 Co2+O. 2-0. 8mg/L,培养基的 PH 值为 6. 8 〜7. 5 ；筛选：参照需求微生物本身的细胞形状，培养物颜色，进一步筛选出活性相对较高、更有针对性的菌株，并进行试验鉴定。

6.根据权利要求1或2所述的一种微生物对黑臭河道处理及原位生态修复的方法，其特征在于：在步骤（8)过程中设置生物浮岛。

7.根据权利要求6所述的一种微生物对黑臭河道处理及原位生态修复的方法，其特征在于：生物浮岛填料包括：基质、水生植物系和复合微生物菌剂。

8.根据权利要求7所述的一种微生物对黑臭河道处理及原位生态修复的方法，其特征在于：基质包括如下重量分数的组分：细砂20%〜45%、水淬渣15%〜50%、沸石25%〜 45% ；三种组分的粒径均为20〜40mm。

9.根据权利要求7所述的一种微生物对黑臭河道处理及原位生态修复的方法，其特征在于：水生植物系为：空心莲子草、美人蕉、水葱或绿萝，种植密度为6〜8株/m2。