CN103820427A - 微生物水质净化菌剂的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种负载趋磁性植物源微生物的矿化水质净化剂及其制备方法，包括以下步骤：利用植物源培养液把动物源微生物驯化为植物源微生物，其中动物源微生物包括重量份数比为1：1的厌氧和好氧微生物；将植物源微生物驯化为植物源趋磁性微生物，再负载于沙状矿物石粉上形成生物矿化物，生成净化菌剂。本发明，对购买来的动物源微生物菌种进行驯化，恢复微生物原有的野性，快速的生存、适应、扩繁，并且解决了普通的微生物水质净化处理菌剂泼洒下去只浮于表面，无法快速沉入水中、水泥淤泥中，容易被水流冲走、要经常投放、运行成本高的问题，可以与原有综合治理系统及任务对接，大大减少治理难度，提高治理效果，比传统清淤方式有价格优势。

Description

微生物水质净化菌剂的制备方法

技术领域

本发明涉及生物净化剂，具体涉及微生物水质净化菌剂的制备方法。

背景技术

微生物会分解水中的有机质和无机质作为自身养分使用，从而达到净化水质的作用，采用微生物技术进行水质净化不会产生二次环境污染，因此是目前世界上最先进的水质净化技术。然而，现有的微生物水质净化剂存在以下一些缺点：

（1）产品的形态通常为液体或是粉末状固体。当投放到水深达到1米以上的场合时应用，很容易被水流冲走，从而达不到分解去除淤泥,净化水质的目的。

（2）通常使用的微生物都是好氧菌,所以在溶存氧很少的情况下必须使用曝气装置,因此无法对大范围的环境污染进行净化。

（3）使用的是自然界的普通菌种,不具备抗盐性，所以只能在淡水中使用，无法在海水养殖场等场所使用。

（4）采用的微生物不处于休眠状态,所以无法在常温下保存，必须在一定温度下进行冷藏，达到一定温度后，微生物就会繁殖，1个月左右就会灭亡而导致失效，因此有效期很短，储存和使用都不方便。

有鉴于此，急需要对现有的微生物水质净化菌剂进行改进，使其可以应于很深的港湾、水坝、湖沼、河道、景观池以及公园水沟等场所，并且适应性强,有效期长且保存方便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是微生物水质净化菌剂应用场所有限，有效期短且保存不便的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种微生物水质净化菌剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤10：利用植物源培养液把动物源微生物发酵驯化为植物源微生物，其中动物源微生物包括重量份数比为1：1的厌氧微生物和好氧微生物；

步骤20：将植物源微生物发酵驯化为植物源趋磁性微生物，再负载于沙状矿物石粉上，生成微生物水质净化菌剂；

步骤10的具体步骤如下：

在100份的纯净水中加入30-40份的植物源培养基，再加入3-10份的厌氧微生物，搅拌均匀，恒温35℃密封发酵24—48小时；

再加入30-40份的植物源培养基和3-10份的好氧微生物，搅拌均匀，恒温30℃发酵12-24小时，每15-30分钟充氧曝气一次；然后，恒温25℃发酵8-12小时，每30-60分钟充氧曝气一次；最后自然发酵12-24小时，每120--240分钟充氧曝气一次。

在上述方法中，所述植物源培养液中的植物源培养基由以下重量份数的组分组成：

植物源蛋白质85—98%；

植物源高能量多糖类物质0.8-14.5%；

氯化钠粉末0.5—3%。

在上述方法中，每100克所述植物源培养液包括：

蛋白质：1.8-18克；

碳水化合物：1.10-11克；

脂肪：0.7-7克；

纤维素：1.10-11克；

微量元素：0.1－0.5克；

其余为纯水。

在上述方法中，每100克植物源培养液所含的所述微量元素包括：

维生素A：15-150微克；

维生素E：0.8-10毫克；

胡萝卜素：90-900微克；

镁：10-45毫克；

钙：10-50毫克；

铁：0.5-2.5毫克；

锌：0.24-1.2毫克；

铜：0.07-0.35毫克；

锰：0.09-0.45毫克；

钾：48-240毫克；

磷：30-150毫克。

在上述方法中，所述植物源高能量多糖类物质包括红糖、葡萄糖、果糖，多种单糖和多糖纤维素、半纤维素、果胶质、木质素和淀粉中的任一种或几种的混合物，且混合比例任意。

在上述方法中，步骤20包括以下步骤：

按以下重量份数准备原料：纯水100份、矿石粉末150-200份、植物源培养基0.5-5份、植物源微生物0.3-2份；

在培养发酵容器中加入所述纯净水100份，培养发酵容器的底部铺三分之一的所述矿石粉末，静放15--30分钟；

加入所述植物源培养基0.5-5份，搅拌均匀；

加入所述植物源微生物0.3-2份，搅拌均匀；

恒温35℃发酵24-48小时，每15-30分钟充氧曝气一次；

再加入三分之一的所述矿石粉末,恒温30℃发酵8-24小时，每30-60分钟充氧曝气一次；

最后加入余下的所述矿石粉末，自然发酵12-16小时，每120-240分钟充氧曝气一次。

在上述方法中，所述动物源微生物包括但不限于：枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、纳豆菌、侧孢芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、光合细菌、多粘芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、土壤短芽孢杆菌、酵母菌、EM菌、粪链球菌、海洋红酵母、噬菌蛭弧菌、蜡样芽孢杆菌、乳酸菌、植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、硝化细菌、反硝化细菌、放线菌及微生物发酵代谢产物酶、肽、氨基酸、有机酸、抗生素

在上述方法中，所述矿物石粉的原料包括但不限于：陶粒、石英砂、火山石、火山岩、沸石、鹅卵石、麦饭石、电气石、石榴石、稀土瓷砂、蛇纹石。

本发明，对购买来的动物源微生物菌种进行驯化，恢复微生物原有的野性（非常强的迅速适应环境的生存能力），不仅仅使其能力增强，而且能够更快速的适应自然界（特别是污水处理中的恶劣环境），快速的生存、适应、扩繁，并且解决了普通的微生物水质净化处理菌剂泼洒下去只浮于表面，无法快速沉入水中、水泥淤泥中，容易被水流冲走、要经常投放、运行成本高的问题，可以与原有综合治理系统及任务对接，大大减少治理难度，提高治理效果，比传统清淤方式有价格优势。

具体实施方式

在本发明中，动物源微生物是指用牛肉膏、蛋白胨等动物源为主的培养基培养出来的微生物菌种；植物源微生物是指用植物源植物蛋白、植物源多糖类等为主的培养基培养出来的微生物菌种。

如今，水质净化所采用的微生物菌种通常包括厌氧微生物和好氧微生物两种。但是，市场销售的上述微生物菌种都是动物源微生物菌种，在野外很恶劣的自然环境中应用效果不好或者不明显。本发明，对购买来的动物源微生物菌种进行驯化，恢复微生物原有的野性（非常强的迅速适应环境的生存能力），不仅仅使其能力增强，而且能够更快速的适应自然环境（特别是污水处理的恶劣环境），快速的生存、适应、扩繁，解决了普通的微生物水质净化处理菌剂泼洒下去只浮于表面，无法快速沉入水中、水泥淤泥中，治理河涌一年只能消淤几厘米、不能替代清淤的缺陷，解决普通的微生物水质净化处理菌剂容易被水流冲走、要经常投放、运行成本高的问题，并可以与原有综合治理任务对接，大大减少治理难度，提高治理效果。传统清淤投资大，比传统清淤有价格优势。

具体表现为：

在污水中不会被水中重金属、有害细菌分解或者吸收；

在污水中能被选择性发酵、繁殖；

在污水中菌相趋于健康良好的组成；

能诱发、刺激、促进污水中其它有益的净水微生物生长，提高水中自有微生物的扩繁、生存，形成一个共生的水生态环境。

下面结合具体实施例对本发明做出详细的说明。

本发明提供的微生物水质净化菌剂的制备方法，包括以下步骤：

第一步：对动物源微生物进行驯化，即利用植物源培养液把动物源微生物发酵驯化为植物源微生物。

该步骤中，动物源微生物由重量份数比为1：1的厌氧微生物和好氧微生物组成。其中，动物源微生物包括但不限于：枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、纳豆菌、侧孢芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、光合细菌、多粘芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、土壤短芽孢杆菌、酵母菌、EM菌、粪链球菌、海洋红酵母、噬菌蛭弧菌、蜡样芽孢杆菌、乳酸菌、植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、硝化细菌、反硝化细菌、放线菌及微生物发酵代谢产物酶（淀粉酶、β－葡聚糖酶、糖化酶、蛋白酶、纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶、脂肪酶、植酸酶、角蛋白酶、木聚糖酶）、肽（多肽活性肽、大肽）、氨基酸、有机酸和抗生素。

第二步：将植物源微生物发酵驯化为植物源趋磁性微生物，然后利用沙状矿物石粉承载植物源趋磁性微生物，合成微生物水质净化菌剂，其中，沙状矿物石粉的粒度（最大直径或外形尺寸）为0.5mm-1.5mm。

在第一步中，植物源培养液中的植物源培养基（粉末状）包括以下重量份数的组分：

植物源蛋白质85—98%；

植物源高能量多糖类物质0.8-14.5%；

氯化钠粉末0.5—3%。

几中常用的配比如下表：

其中，每100克植物源培养液含有：

蛋白质：1.8-18克；

碳水化合物：1.10-11克；

脂肪：0.7-7克；

纤维素：1.10-11克；

微量元素：0.1－0.5克；

其余为纯水。

微量元素的具体组成如下。每100克植物源培养基培养液所含的微量元素包括：

维生素A：15-150微克；

维生素E：0.8-10毫克；

胡萝卜素：90-900微克；

镁：10-45毫克；

钙：10-50毫克；

铁：0.5-2.5毫克；

锌：0.24-1.2毫克；

铜：0.07-0.35毫克；

锰：0.09-0.45毫克；

钾：48-240毫克；

磷：30-150毫克。

植物源高能量多糖类物质包括红糖、葡萄糖、果糖，多种单糖和多糖纤维素、半纤维素、果胶质、木质素和淀粉中的任一种或几种的混合物，且混合比例任意。

每100克植物源培养液的几种典型成份组成实施例如下表：

利用植物源培养液把动物源微生物发酵驯化为植物源微生物的方法如下：

A、植物源微生物的驯化条件：

1）纯净水100份，导电电率必须为0；

2）植物源培养基60-80份，提前30分钟高温蒸煮消毒准备好；

3）动物源微生物6-20份，厌氧、好氧微生物分开；

4）驯化环境，密封容器，外部只需能够发生臭氧的紫外线灯，简单易行，成本低，无需复杂的无菌空间。

B、植物源微生物的驯化步骤：

1)取30-40重量份数的植物源培养基（本实施取三分之一）加入到100份的纯净水中，再加入3-10份的厌氧微生物，搅拌均匀，恒温35℃密封发酵24—48小时；

2）再加入30-40的植物源培养基（本实施取三分之一）和3-10份的好氧微生物，搅拌均匀，恒温30℃发酵12-24小时，每15-30分钟充氧曝气一次；

3）恒温25℃发酵8-12小时，每30-60分钟充氧曝气一次；

4）自然发酵12-24小时，每120--240分钟充氧曝气一次。

将植物源微生物驯化成植物源趋磁性微生物的方法如下：

A、趋磁性微生物驯化条件。

1）无菌纯净水100份；

2）植物源培养基0.5-5份，提前30分钟高温蒸煮消毒准备好；

3）植物源微生物0.3-2份；

4）驯化环境，密封容器，外部只需能够发生臭氧的紫外线灯，简单易行，成本低，无需复杂的无菌空间。

培养发酵容器必须是塑料或不锈钢。

B、趋磁性植物源微生物详细步骤：

1）在培养发酵容器中加入纯净水100份，培养发酵容器的底部铺三分之一的矿石粉末，静放15--30分钟；

2）加入0.5-5份的植物源培养基，搅拌均匀；

3）加入0.3-2份的植物源微生物，搅拌均匀。

4）恒温35℃发酵24--48小时，每15-30分钟充氧曝气一次；

5）再加入三分之一的矿石粉末,恒温30℃发酵8--24小时，每30-60分钟充氧曝气一次；

6）加入余下的所有矿石粉末，自然发酵12--16小时，每120--240分钟充氧曝气一次。

该步骤中，沙状矿物石粉由沙子、高岭土、膨润土、沸石等材质混合搅拌制粒后，经高温煅烧得出，粒度大小为0.5mm-1.5mm，矿物石粉内部充满了微孔和通道（1立方微米就有100多万个），能为水中微生物群落提供巨大的生物附着表面积，趋磁细菌会被诱导钻进去并依附在矿物上生长繁殖。本发明中，制粒材料包括但不限于以下几种：陶粒、石英砂、火山石、火山岩、沸石、鹅卵石、麦饭石、石榴石、稀土瓷砂、蛇纹石。

矿物石粉经1200-1400℃高温煅烧后，再打碎成砂粒状后自身会有一种弱磁性，这种弱磁性会受地球的南北极磁性所引导，起到分子筛选作用，因为细孔的直径为埃级，所以会产生分子筛选的作用，只有比孔径小的分子才会被吸附，因此，可以帮助选择优势微生物种群并帮助它们繁衍。

本发明获得的微生物水质净化菌剂，是一种性能优异的生物菌剂，施放之后，可以吸收分解水体和淤泥里含有的氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、硫化氢、硫化合物以及其它营养成分、致臭物，当有机物被完全吸收分解之后，底泥表面就是一层不被吸收分解的无机物（沙、石），泥面变为灰白色，从而消除污泥（替代清淤）同时修复水生生态，提高水体的生命力和自净能力，迅速地改善水质。可以与原有河道综合治理任务对接，大大减少治理难度，提高治理效果，而且无二次污染。生态修复后不需任何管理费，是一种最经济的净化方式。

并且本发明获得的微生物水质净化菌剂具有沉淀的功能，其本身及其固着的微生物不易流失，即使在水流动的河道、湖沼、水库和涨潮退潮的海滩、港湾等地方，都可以有效的起作用。即便在很深的水域里，都能沉入到底部，把淤泥里的有机物吸收分解掉，并达到净水、增氧、消除恶臭等效果。实际应用中，其它生物载体在河道需要固定才能起作用，而且往往会被水力冲跨，老是要进行整复，而本发明则不会有此现象。

本发明获得的微生物水质净化菌剂施放不用清淤机械，不需泥头车清运污泥，不必解决污泥出路，没有散发臭气的清淤场面。由于污染情况和污泥情况不同，根据已往的应用实例，施放一次河道的淤泥4--6个月可以减少20--30厘米。

施放后不需要曝气充氧设备，原来缺氧黑臭的河道很快就不黑不臭。水质得到净化后可以看到很多水生动物，也就是说，它促进了水生生物的食物链修复。这个过程无需投放鱼苗和其它物种，几十天就长了许多水生生物，鱼群也有了。因此，这种净化剂很适合净化底质污染和水体生态修复。还可以投放到污水处理池、污泥池里，可以分解除去剩余淤泥、净化水质、消除恶臭等，在净化海滩淤泥、分解水产养殖场淤泥、改善污水处理的水质，去除臭味、去除有毒的藻类和净化湖泊水体等方面，都有出色的净化能力。

对水中的原有生物具有促进生长，预防疾病的作用。经驯化的植物源微生物生命力强，安全无害，繁殖速度快。经测试表明，以环境均可循环生长。

本发明用于底质改良，水质净化，水生态修复等，只需要撒落在被污染的地方,即便是很深的港湾,水坝,湖沼，海滩、河道，景观池，公园水沟等地方，微生物就可以渗透到海和湖底等淤泥里，净化污水和消除恶臭的功效。分解去除藻类，净化赤潮等。同时,制备过程中不需要曝气式等机械装备,净化剂撒播后不需要特别进行管理，是经济实用、可以大范围治理环境污染的净化剂。

本发明，运用最尖端的生物工艺学技术研制开发而成,充分利用自然界生物降解原理，并将其数百倍放大，具有其它微生物产品所不具备的净化效果，可帮助水体恢复自净能力，并重建其生态平衡。

本发明获得的微生物水质净化菌剂，以各种腐烂菌以及发臭物质作为养分,对被污染环境进行消化,分解,杀菌,净化,即便是在污染严重的养殖渔场中使用，所包含的微生物也不会被冲走,可以有效净化海底.

另外，清除（消解）淤泥、同时修复水生生态，是一种非常有效的河道快速治理方法。作为传统清淤和恢复河道水体自净能力的替代技术，实施简便、投资省、效果好，不仅能够消除淤泥，还能够同时净化河道已经发黑的污水，快速恢复河涌洁净的面貌，重建水体生态系统，提高河道自净能力，改善河道感观。

本发明获得的微生物水质净化菌剂，最适合的pH为7～8.5，在pH4～10也可以使用；显示需氧、厌氧通用的两用性；在淡水、海水均可以使用。pH值：平均范围在5.5～9.5之间，在6.6～7.4之间可最快速生长。

可在10℃～60℃间生效，温度高于60℃，会导致细菌的死亡；温度低于10℃时细菌不会死亡，但其细胞生长会受到很大的限制。最适合的温度为26～32℃。

在污水处理中的曝气池，溶氧量至少达2毫克/升；所含高适应力的细菌族在对目标物质的代谢和降解速度将在充足的氧气中加快5～7倍。在土壤修复中需要适当的疏松土地或通气补氧。

在海水和淡水中都适用,最高可耐受40‰的盐度。

可以较有效地抵抗化学毒性物质，包括氯化物和重金属等。

本发明获得的微生物水质净化菌剂，沉淀到污水净化槽里,可以分解除去淤泥,净化水质,消除恶臭。大约在45天左右就能使1米的淤泥降低70厘米。在出厂时处于休眠状态,因此，常温下可储存长达半年之久都不会失效，生命力和繁殖力超强，并且还能够与自然界原本就存在的益菌相互结合，达到相辅相成的效果，从而使产品效果增倍，因此，撒播一次就可以保持最少半年左右的效果。撒播后的10天-1个月处于微生物繁殖准备期,之后在4个月左右就会迎来繁殖的高峰期。

投放本发明获得的产品后，载体上生长和繁殖的微生物量巨大，因为氧的存在，微生物可以进行好氧代谢，从而实现水中有机污染物的高效降解，净化水质。与此同时，水体中的微生物是营造水生食物链的基础（被称为“初级生产者”），由于生物量大，因而能快速修复水中的食物链。利用食物链中的微生物、原生动物、后生动物以及其它微型和小型动物来分解、捕食减少污泥。与其他污泥减量技术相比，由于对有机物的降解比较充分，因而能使污泥有较大幅度的减少。

本发明使用的是一种具备好氧，厌氧两种特性的微生物，因此即使在没有溶解氧的情况下,也不需要使用曝气机等装置，不会损害景观，不需用电，可以对水体污染进行大范围的净化，并且撒后不需要任何的管理费，既经济又方便，是一种跨时代的环境净化剂。

使用的微生物是一种经驯化的植物源的枯草芽孢杆菌属、高效功能菌、絮凝菌,能根据周围环境而自行产生芽孢的枯草菌，所以无论是海水还是淡水都可以使用。

本发明，是经特殊技术加工而成，该技术使微生物一直处于休眠的状态。当微生物接触到水的时候，或放入腐败了的有机物的时候，微生物的繁殖就会开始。保存时应避免阳光直射，常温下可保存半年左右。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.微生物水质净化菌剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤10：利用植物源培养液把动物源微生物发酵驯化为植物源微生物，其中动物源微生物包括重量份数比为1：1的厌氧微生物和好氧微生物；

步骤20：将植物源微生物发酵驯化为植物源趋磁性微生物，再负载于沙状矿物石粉上，生成微生物水质净化菌剂；

步骤10的具体步骤如下：

在100份的纯净水中加入30-40份的植物源培养基，再加入3-10份的厌氧微生物，搅拌均匀，恒温35℃密封发酵24—48小时；

再加入30-40份的植物源培养基和3-10份的好氧微生物，搅拌均匀，恒温30℃发酵12-24小时，每15-30分钟充氧曝气一次；然后，恒温25℃发酵8-12小时，每30-60分钟充氧曝气一次；最后自然发酵12-24小时，每120--240分钟充氧曝气一次。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述植物源培养液中的植物源培养基由以下重量份数的组分组成：

植物源蛋白质85—98%；

植物源高能量多糖类物质0.8-14.5%；

氯化钠粉末0.5—3%。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，每100克所述植物源培养液包括：

蛋白质：1.8-18克；

碳水化合物：1.10-11克；

脂肪：0.7-7克；

纤维素：1.10-11克；

微量元素：0.1－0.5克；

其余为纯水。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，每100克植物源培养液所含的所述微量元素包括：

维生素A：15-150微克；

维生素E：0.8-10毫克；

胡萝卜素：90-900微克；

镁：10-45毫克；

钙：10-50毫克；

铁：0.5-2.5毫克；

锌：0.24-1.2毫克；

铜：0.07-0.35毫克；

锰：0.09-0.45毫克；

钾：48-240毫克；

磷：30-150毫克。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述植物源高能量多糖类物质包括红糖、葡萄糖、果糖，多种单糖和多糖纤维素、半纤维素、果胶质、木质素和淀粉中的任一种或几种的混合物，且混合比例任意。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤20包括以下步骤：

按以下重量份数准备原料：纯水100份、矿石粉末150-200份、植物源培养基0.5-5份、植物源微生物0.3-2份；

在培养发酵容器中加入所述纯净水100份，培养发酵容器的底部铺三分之一的所述矿石粉末，静放15--30分钟；

加入所述植物源培养基0.5-5份，搅拌均匀；

加入所述植物源微生物0.3-2份，搅拌均匀；

恒温35℃发酵24-48小时，每15-30分钟充氧曝气一次；

再加入三分之一的所述矿石粉末,恒温30℃发酵8-24小时，每30-60分钟充氧曝气一次；

最后加入余下的所述矿石粉末，自然发酵12-16小时，每120-240分钟充氧曝气一次。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述动物源微生物包括但不限于：枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、纳豆菌、侧孢芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、光合细菌、多粘芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、土壤短芽孢杆菌、酵母菌、EM菌、粪链球菌、海洋红酵母、噬菌蛭弧菌、蜡样芽孢杆菌、乳酸菌、植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、硝化细菌、反硝化细菌、放线菌及微生物发酵代谢产物酶、肽、氨基酸、有机酸和抗生素。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述矿物石粉的原料包括但不限于：陶粒、石英砂、火山石、火山岩、沸石、鹅卵石、麦饭石、电气石、石榴石、稀土瓷砂、蛇纹石。