CN103058389B - 一种污染水体淤泥原位净化干粉制剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水体淤泥原位净化干粉制剂，属环境污染治理领域。本发明将微生物菌粉和酶制剂复配，并附着载体形成干粉制剂，所述微生物菌粉是指先将不同种类的微生物菌种单独分级培养，然后将发酵液混合并冷冻干燥，制成微生物菌粉；所述酶制剂为纤维素酶、中性蛋白酶、低温淀粉酶、脂肪酶的混合物；所述载体为沸石、高岭土和硅藻土的混合物。将干粉制剂投入到污染水体中，不仅可以降解河道中的淤泥，而且可以降低水体中有机物质的含量，同时可以节省大量的人力、物力及财力，操作简单方便，不用定期进行清淤工作，可适用各类污染水体，适用面广，清淤效果明显，是一种高效，清洁，无污染，安全环保的水环境净化和淤泥分解剂。
Description
技术领域
本发明属于环境污染治理技术领域，特别涉及一种将微生物和酶制剂复配，附着载体处理污染水体的原位净化干粉制剂。
背景技术
随着我国经济社会的不断发展，城市化进程的加速，越来越多的生活污水和工业污水排入河流，导致河流的水质下降。2009年中国环境状况公报显示，全国203条河流408个地表水国控监测断面中，I III类、IV V类和劣V类水质的断面比例分别为57.3％、24.3％和18.4％。主要污染指标为高锰酸钾指数、五日生化需要量和氨氮。以上公示结果说明全国河流水体污染整体较为严重，形势严峻，严重污染的河流不仅会散失自我净化能力，还会引起河中生物的中毒死亡，破坏河流生态坏境，水体的污染必然会产生受污染的底质----淤泥，水体与淤泥间存在着污染物沉积与释放的交换过程，因此淤泥的清理是受污染水体治理工程中的一个必然组成部分。
淤泥的积累具有持续性，其不仅仅表现在水体受严重污染而使其功能丧失的阶段，既使在水体治理后，仍然会在水体中因无机物的沉降和有机物的转化(自净过程)而产生淤泥积累。赵振元等人发明了一项水体净化剂，专利申请号CN201210003708，主要利用微生物来消耗水体中的有机质，达到净化水体的目的，但微生物降解的有机质范围不广，种类较少，对污水的处理有极大的局限性，不能很好适用目前日益变化的污染水体。何品晶等论述了受污染城市水体淤泥的清理与处置技术研究，采用绞吸式疏浚方式辅以现场离心脱水来处理污泥水体底部的淤泥，此技术虽然能够处理各类污染水体淤泥，但耗费大量人力、物力及资金，并且对处理设备有较高要求，操作不方便，需要较宽敞的操作现场，同时经离心脱水后的淤泥仍然存在二次处理的可能，没有真正达到治理污染环境的目的。
发明内容
本发明克服了现有污水淤泥处理技术的缺陷，提供一种污染水体淤泥原位净化干粉制剂，本发明将微生物菌粉和酶制剂复配，并附着载体形成干粉制剂，将干粉制剂投入到污染水体中，通过微生物降解和酶制剂的分解，不仅可以降解河道中的淤泥，而且可以降低水体中有机物质的含量，净化污染水体。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
所述的干粉制剂是由微生物菌粉、酶制剂、载体均匀混合而成。
所述载体、微生物菌粉、酶制剂混合的质量比为：载体∶微生物干粉∶酶制剂＝100-200∶10-20∶1-4。
所述微生物菌粉是指先将不同种类的微生物菌种单独分级培养，然后将发酵液混合得到混合发酵液，最后将所得的混合发酵液冷冻干燥，制成微生物菌粉。
所述微生物是指枯草芽孢杆菌、鼻疽诺卡氏菌、硝化菌、假单胞菌、地衣芽孢杆菌。
所述微生物发酵液混合的体积比如下：
枯草芽孢杆菌∶鼻疽诺卡氏菌∶硝化菌∶假单胞菌∶地衣芽孢杆菌＝1-10∶1-8∶2-15∶1-5∶1-6。
所述酶制剂为纤维素酶、中性蛋白酶、低温淀粉酶、脂肪酶的混合物。
所述酶制剂混合的质量比为：纤维素酶∶中性蛋白酶∶低温淀粉酶∶脂肪酶＝1-4∶1-13∶1-7∶1-4。
所述纤维素酶活力为：200000u/g。
所述中性蛋白酶活力为：100000u/g。
所述低温淀粉酶活力为：100000u/g。
所述脂肪酶活力为：200000u/g。
所述载体为沸石、高岭土和硅藻土的混合物。
所述载体混合的质量比为1-10∶1-10∶1-10。
微生物的分级培养
1.枯草芽孢杆菌
一级培养
斜面培养：将试管菌种接种于斜面培养基，于35-37℃恒温培养1-2天。斜面培养基质量百分比组成为：0.5％的酵母膏，1％的氯化钠，1％的蛋白胨，2％琼脂，补足至100％的蒸馏水，PH值7.0-7.5。
二级培养
摇床培养：将一级培养的种子接入液体培养基，于35-37℃，转速180-220rpm，恒温培养1-2天。液体培养基质量百分比组成为：0.5％的酵母膏，1％的氯化钠，1％的蛋白胨，补足至100％的蒸馏水，PH值7.0-7.5。
三级培养
种子罐培养：将二级培养的种子液接入种子罐，于35-37℃，恒温培养2-3天。种子罐培养基质量百分比组成为：0.5％的酵母膏，1％的氯化钠，1％的蛋白胨，0.01％的磷酸氢二钾，0.01％的磷酸二氢钾，0.01％硫酸镁，0.5％的葡糖糖，补足至100％的蒸馏水。
所述经三级培养得到的发酵液菌体浓度为5.5×108-6.0×108个/ml。
2.鼻疽诺卡氏菌
一级培养
斜面培养：将试管菌种接种于斜面培养基，于28-32℃恒温培养2-5天。斜面培养基质量百分比组成为：0.5％酵母膏，0.5％蛋白胨，0.05％氯化钠，0.05％磷酸氢二钾，0.05％硫酸镁，2％琼脂，补足至100％的蒸馏水，PH值6-8。
二级培养
摇床培养：将一级培养的种子接入液体培养基，于28-32℃，转速180-220rpm，恒温培养2-5天。液体培养基质量百分比组成为0.5％酵母膏，0.5％蛋白胨，0.05％氯化钠，0.05％磷酸氢二钾，0.05％硫酸镁，补足至100％的蒸馏水，PH值6-8。
三级培养
种子罐培养：将二级培养的种子液接入种子罐，于35-37℃，恒温培养2-3天。种子罐培养基质量百分比组成为：0.5％的酵母膏，1％的氯化钠，1％的蛋白胨，0.01％的磷酸氢二钾，0.01％的磷酸二氢钾，0.01％硫酸镁，0.5％的葡糖糖，补足至100％的蒸馏水。
所述经三级培养得到的发酵液菌体浓度为5.0×108-5.5×108个/ml。
3.硝化细菌
一级培养
斜面培养：将试管菌种接种于斜面培养基，于25-35℃恒温培养3-5天。斜面培养基质量百分比组成为：0.05％硫酸铵，0.03％氯化钠，0.003％硫酸亚铁，0.1％磷酸二氢钠，0.003％硫酸镁，0.75％氯化钙，2％琼脂，补足至100％的蒸馏水，PH值7.5。
二级培养
摇床培养：将一级培养的种子接入液体培养基，于25-35℃，转速150-200rpm，恒温培养3-5天。液体培养基质量百分比组成为：0.05％硫酸铵，0.03％氯化钠，0.003％硫酸亚铁，0.1％磷酸二氢钠，0.003％硫酸镁，0.75％氯化钙，补足至100％的蒸馏水，PH值7.5。
三级培养
种子罐培养：将二级培养的种子液接入种子罐，于35-37℃，恒温培养2-3天。种子罐培养基质量百分比组成为：0.5％的酵母膏，1％的氯化钠，1％的蛋白胨，0.01％的磷酸氢二钾，0.01％的磷酸二氢钾，0.01％硫酸镁，0.5％的葡糖糖，补足至100％的蒸馏水。
所述经三级培养得到的发酵液菌体浓度为5.5×108-6.0×108个/ml。
4.假单胞菌
一级培养
斜面培养：将试管菌种接种于斜面培养基，于35-37℃恒温培养1-3天。斜面培养基质量百分比组成为：0.01％氯化铵，2％的磷酸氢二钾，1.5％的碳酸氢钠，0.02％酵母膏，2％琼脂，补足至100％的蒸馏水，PH值7.2。
二级培养
摇床培养：将一级培养的种子接入液体培养基，于35-37℃，转速100-200rpm，恒温培养1-3天。液体培养基质量百分比组成为：0.01％氯化铵，2％的磷酸氢二钾，1.5％的碳酸氢钠，0.02％酵母膏，补足至100％的蒸馏水，PH值7.2。
三级培养
种子罐培养：将二级培养的种子液接入种子罐，于35-37℃，恒温培养2-3天。种子罐培养基质量百分比组成为：0.5％的酵母膏，1％的氯化钠，1％的蛋白胨，0.01％的磷酸氢二钾，0.01％的磷酸二氢钾，0.01％硫酸镁，0.5％的葡糖糖，补足至100％的蒸馏水。
所述经三级培养得到的发酵液菌体浓度为5.0×108-5.5×108个/ml。
5.地衣芽孢杆菌
一级培养
斜面培养：将试管菌种接种于斜面培养基，于35-37℃恒温培养1-2天。斜面培养基质量百分比组成为：0.5％的牛母膏，1％的氯化钠，1％的蛋白胨，2％琼脂，补足至100％的蒸馏水，PH值7.0-7.5。
二级培养
摇床培养：将一级培养的种子接入液体培养基，于35-37℃，转速180-220rpm，恒温培养1-2天。液体培养基质量百分比组成为：0.5％的酵母膏，1％的氯化钠，1％的蛋白胨，补足至100％的蒸馏水，PH值7.0-7.5。
三级培养
种子罐培养：将二级培养的种子液接入种子罐，于35-37℃，恒温培养2-3天。种子罐培养基质量百分比组成为：0.5％的酵母膏，1％的氯化钠，1％的蛋白胨，0.01％的磷酸氢二钾，0.01％的磷酸二氢钾，0.01％硫酸镁，0.5％的葡糖糖，补足至100％的蒸馏水。
所述经三级培养得到的发酵液菌体浓度为5.5×108-6.0×108个/ml。
有益效果
本发明的一种水体淤泥原位净化干粉制剂，将微生物菌粉和酶制剂复配，并附着载体形成干粉制剂，将干粉制剂投入到污染水体中，通过微生物降解和酶制剂的分解，不仅可以降解河道中的淤泥，而且可以降低水体中有机物质的含量，净化污染水体，进而净化了污染水域环境，同时可以节省大量的人力、物力及财力，对操作现场无任何要求，操作简单方便，不用定期进行清淤工作，可适用各类污染水体，适用面广，清淤效果明显，一次性彻底清除淤泥，是一种高效，清洁，无污染，安全，环保的水环境净化和淤泥分解剂。
具体实施方式
下面通过具体的实施方案叙述本发明中一种水体淤泥原位净化干粉制剂，除非特别说明，本发明中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本发明的范围，本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种改变或改动也属于本发明的保护范围。
实施例1
将经过三级培养后的发酵液按如下体积比混合：枯草芽孢杆菌∶鼻疽诺卡氏菌∶硝化菌∶假单胞菌∶地衣芽孢杆菌＝8∶5∶7∶2∶4，将混合发酵液冷冻干燥制成菌粉，然后按如下质量比加入酶制剂和载体，具体比例为载体∶微生物干粉∶酶制剂＝200∶20∶1，均匀混合既得干粉制剂。其中酶制剂是按如下质量比均匀混合而成：纤维素酶∶蛋白酶∶淀粉酶∶脂肪酶＝2∶7∶4∶1。
河道模拟实验：向盛有1L自来水的可循环容器中加入磷酸氢二钠0.05g，磷酸二氢钾0.01g，氯化钙0.089g，硫酸镁0.05g，七水硫酸亚铁0.0025g，硝酸铵0.143g，淀粉0.402g，蛋白胨0.2g，黑臭底泥3g配制污染水体，并通过水泵缓慢循环，模拟河流水速，七天后污水明显黑臭。将上述放置七天的污水测定原始数据：氨氮浓度为300-400mg/l，COD含量为25-33万(O2，mg/l)底部淤泥厚度1-3cm。向盛有5L上述污染水体的可循环容器中加入本发明干粉制剂0.5g，混合均匀，并通过水泵缓慢循环，模拟河流水速，25天后氨氮浓度降为40-70mg/l，COD降为100-300(O2，mg/l)，底物淤泥基本清除，干粉制剂处理污水效果明显。
实施例2
将经过三级培养后的发酵液按如下体积比混合：枯草芽孢杆菌∶鼻疽诺卡氏菌∶硝化菌∶假单胞菌∶地衣芽孢杆菌＝9∶4∶7∶2∶4，将混合发酵液冷冻干燥制成菌粉，然后按如下质量比加入酶制剂和载体，具体比例为载体∶微生物干粉∶酶制剂＝100∶10∶2，均匀混合既得干粉制剂。其中酶制剂是按如下质量比均匀混合而成：纤维素酶∶蛋白酶∶淀粉酶∶脂肪酶＝3∶7∶5∶1。
河道模拟实验：向盛有1L自来水的可循环容器中加入磷酸氢二钠0.05g，磷酸二氢钾0.01g，氯化钙0.089g，硫酸镁0.05g，七水硫酸亚铁0.0025g，硝酸铵0.143g，淀粉0.402g，蛋白胨0.2g，黑臭底泥3g配制污染水体，并通过水泵缓慢循环，模拟河流水速，七天后污水明显黑臭。将上述放置七天的污水测定原始数据：氨氮浓度为300-400mg/l，COD含量为25-33万(O2，mg/l)底部淤泥厚度1-3cm。向盛有5L上述污染水体的可循环容器中加入本发明干粉制剂0.5g，混合均匀，并通过水泵缓慢循环，模拟河流水速，25天后氨氮浓度降为35-100mg/l，COD降为200-500(O2，mg/l)，底物淤泥基本清除，干粉制剂处理污水效果明显。
实施例3
将经过三级培养后的发酵液按如下体积比混合：枯草芽孢杆菌∶鼻疽诺卡氏菌∶硝化菌∶假单胞菌∶地衣芽孢杆菌＝6∶5∶7∶3∶5，将混合发酵液冷冻干燥制成菌粉，然后按如下质量比加入酶制剂和载体，具体比例为载体∶微生物干粉∶酶制剂＝150∶10∶2，均匀混合既得干粉制剂。其中酶制剂是按如下质量比均匀混合而成：纤维素酶∶蛋白酶∶淀粉酶∶脂肪酶＝3∶5∶4∶2。
河道模拟实验：向盛有1L自来水的可循环容器中加入磷酸氢二钠0.05g，磷酸二氢钾0.01g，氯化钙0.089g，硫酸镁0.05g，七水硫酸亚铁0.0025g，硝酸铵0.143g，淀粉0.402g，蛋白胨0.2g，黑臭底泥3g配制污染水体，并通过水泵缓慢循环，模拟河流水速，七天后污水明显黑臭。将上述放置七天的污水测定原始数据：氨氮浓度为300-400mg/l，COD含量为25-33万(O2，mg/l)底部淤泥厚度1-3cm。向盛有5L上述污染水体的可循环容器中加入本发明干粉制剂0.5g，混合均匀，并通过水泵缓慢循环，模拟河流水速，25天后氨氮浓度降为40-150mg/l，COD降为70-300(O2，mg/l)，底物淤泥基本清除，干粉制剂处理污水效果明显。
Claims (3)
1.一种污染水体淤泥原位净化干粉制剂，其特征在于：是由微生物菌粉、酶制剂、载体均匀混合而成；所述微生物菌粉由不同种类的微生物菌种单独分级培养后，将发酵液混合得到混合发酵液，再经冷冻干燥，制成微生物菌粉；所述微生物是指枯草芽孢杆菌、鼻疽诺卡氏菌、硝化菌、假单胞菌和地衣芽孢杆菌；所述酶制剂为纤维素酶、中性蛋白酶、低温淀粉酶、脂肪酶的混合物；所述载体为沸石、高岭土和硅藻土的混合物；
所述载体、微生物菌粉、酶制剂混合的质量比为：载体：微生物菌粉：酶制剂＝100-200：10-20：1-4；
所述微生物菌粉中微生物发酵液混合的体积比为枯草芽孢杆菌：鼻疽诺卡氏菌：硝化菌：假单胞菌：地衣芽孢杆菌＝1-10:1-8:2-15:1-5:1-6；所述枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、硝化菌发酵液菌体浓度为5.5×108-6.0×108个/ml，鼻疽诺卡氏菌、假单胞菌发酵液菌体浓度为5.0×108-5.5×108个/ml；
所述酶制剂混合的质量比为纤维素酶：中性蛋白酶：低温淀粉酶：脂肪酶＝1-4:1-13:1-7:1-4；
所述载体混合的质量比为沸石:高岭土:硅藻土＝1-10:1-10:1-10。
2.根据权利要求1所述的污染水体淤泥原位净化干粉制剂，其特征在于：所述载体、微生物菌粉、酶制剂混合的质量比为：载体：微生物菌粉：酶制剂＝100：10:1。
3.根据权利要求1所述的污染水体淤泥原位净化干粉制剂，其特征在于：所述酶制剂混合的质量比为纤维素酶：中性蛋白酶：低温淀粉酶：脂肪酶＝3:10:6:2。
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