CN103896407A - 一种快速启动、挂膜碳素微生物组合净水方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种快速启动、挂膜碳素微生物组合净水方法，该方法包括制备固定化复合净水微生物菌剂、将制备的固定化复合净水微生物菌剂装填在多孔塑料容器内，与微生物菌剂载体组合放置到河道的水中进行处理。本发明的有益效果为：通过将微生物菌剂固定后，菌剂的作用效果有了明显的提高。对水体的净化效果更加稳定。与微生物菌剂载体配合使用后，挂膜时间以及生物膜系统的启动时间较自然挂膜及投加液体微生物菌剂挂膜明显缩短。在水体流动的条件下，使用固定化微生物菌剂，用量较液体菌剂使用量大大减少。同时组合微气泡曝气技术，能有效的改善水中的溶解氧含量，促进有机污染物的分解，提高系统处理效率。
Description
技术领域
本发明涉及河道水净化处理的技术领域，尤其涉及到一种快速启动、挂膜碳素微生物组合净水方法。
背景技术
由于大量的工业、农业、生活污水流入河流湖泊等水体，导致大量的河流、湖泊等水体出现严重的富营养化。许多城市的河流、湖泊已经变成了让人远避的黑臭河沟及臭水塘。
对于富营养化河流较为常见的治理方法有河道截污清淤、建污水处理设施处理、人工湿地净化、河道增氧、设置微生物菌剂载体富集土著微生物净化水质、投加液态净水微生物制剂、水生植物净化等。截污清淤是通过截断污染源，清除内源污染底泥，工程量大，投入较多，且效果持续时间短。通过建造污水处理设施及建造人工湿地，处理效果好，但是需要占用大量的土地及长期运行、维护。目前，河道增氧、设置微生物菌剂载体及投加净水微生物菌剂是较为常见的水体净化方法。
现有技术的缺点在于，在流动的水体中设置微生物菌剂载体、投加净水微生物菌剂，其作用效果受到很大制约，如微生物菌剂载体在流动水体中挂膜周期长、启动慢、处理效率低、抗冲击能力差，液体微生物菌剂在流动水体中流失量大、投加量增加、抗污染冲击能力差等。严重影响了其净水功能的发挥。
发明内容
本发明的目的是提供一种快速启动、挂膜碳素微生物组合净水方法，以解决现有技术的上述不足。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现：
本发明提供了一种快速启动、挂膜碳素微生物组合净水方法，该方法包括以下步骤：
将光合菌、乳酸菌、酵母菌、放线菌、丝状菌、假单胞菌、纳豆菌、氨化菌、聚磷菌、硝化菌、反硝化菌中至少4中微生物菌分别进行扩大培养，制备单菌；
待单菌均发酵结束后，根据一定的比例将单菌进行复合后发酵，得到复合微生物菌液母液；
将复合微生物菌剂母液、糖蜜、无氯水和天然沸石在反应釜内发酵48小时候，将天然沸石与发酵液分离；
将分离出的天然沸石与粘土、麸皮、发酵液、营养液、无氯水放入到和面机中混合均匀；在混合均匀后，放入到容器内压实、密封、厌氧发酵72小时；
将聚乙烯醇、β-环状糊精和水加入到容器中，搅拌加热至70℃，并加入适量氢氧化钠调节PH至6.5～7.0，制备稳定剂；
将上述制备的菌剂放入和面机内搅拌，同时喷洒稳定剂，直至菌剂表面稳定剂喷洒均匀，再进行晾干，得到固定化复合净水微生物菌剂；
将制备的固定化复合净水微生物菌剂装入多孔塑料容器内，与微生物菌剂载体组合后放入水中进行净水处理。
优选的，所述制备单菌具体为：将单菌经斜面活化后，接种到相应的液体培养基内进行扩大培养，其中，光合菌在30-35℃温度下，培养液PH值为7-8.5的条件下培养150小时；乳酸菌在32-35℃温度下，培养液PH值为6-6.5的条件下培养40小时；酵母菌在27-30℃温度下，培养液PH值为4-4.5的条件下培养40小时；放线菌在26-28℃的温度下，培养液PH值为7.7的条件下培养50小时；丝状菌在26-28℃的温度下，培养液PH值为7的条件下，培养50-70小时；假单胞菌在25-30℃温度下，培养液PH值为6-8的条件下培养65小时；纳豆菌在32℃温度下，培养液PH值为6的条件下培养18小时；聚磷菌在28-35℃温度下，培养液PH值为5-7的条件下，培养40小时；硝化菌和反硝化菌及氨化菌均为在28-30℃温度下，培养液的PH为7-8的条件下，培养15-30天。
优选的，待单菌均发酵结束后，根据一定的比例将单菌进行复合后发酵的条件为：在30℃～35℃条件下发酵3～5天。
优选的，所述复合微生物菌剂母液、糖蜜、无氯水和天然沸石在加入到反应釜内的质量比为：复合微生物菌剂母液10～15份；糖蜜10～20份；无氯水70～80份；天然沸石100～150份；所述复合微生物菌剂母液、糖蜜、无氯水和天然沸石在加入到反应釜内的发酵温度为30℃～35℃。
优选的，所述天然沸石的直径在0.5～2mm之间。
优选的，所述聚乙烯醇、β-环状糊精及水加入容器时的质量比为：1∶3∶50。
优选的，将制备的固定化复合净水微生物菌剂装入多孔塑料容器内，与微生物菌剂载体组合后放入水中进行净水处理具体为：将复合净水微生物菌剂固定化培养后，装入多孔塑料容器内。在塑料容器及微生物菌剂载体上端安装浮球，将下端固定在配重物上，使塑料容器及微生物菌剂载体下端沉入水底，上端浮于水中，使其在水中保持直立。
优选的，将制备的固定化复合净水微生物菌剂装填入多孔塑料容器后，与微生物菌剂载体组合放入水中进行净水处理具体为：将复合净水微生物菌剂固定化培养后，装入多孔塑料容器内。在微生物菌剂载体上端安装浮球，通过塑料绳将浮球串联起来，并将塑料绳两端固定。同时在微生物菌剂载体下端悬挂一定重量的配重物，使微生物菌剂载体上端能够悬浮于水面，下端沉入水中。将部分配重物用装填有固定化复合净水微生物菌剂的塑料容器代替。
优选的，将微生物菌剂载体装填到多孔塑料容器，将多孔塑料容器固定在由金属和塑料材料制成的框架内，将框架放入水中进行净化处理。
本发明的有益效果为：通过将微生物菌剂固定后，菌剂的作用效果有了明显的提高。对水体的净化效果更加稳定。与微生物菌剂载体配合使用后，挂膜时间以及生物膜系统的启动时间较自然挂膜及投加液体微生物菌剂挂膜明显缩短。在水体流动的条件下，使用固定化微生物菌剂，用量较液体菌剂使用量大大减少。同时组合微气泡曝气技术，能有效的改善水中的溶解氧含量，促进有机污染物的分解，提高系统处理效率。
附图说明
下面根据附图对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明实施例提供的微生物菌剂载体采用沉水式放置的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的微生物菌剂载体采用浮水式放置的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的微生物菌剂载体采用框架式放置的结构示意图。
图中：
1、浮球；2、微生物菌剂载体；3、配重物4、固定化复合净水微生物菌剂；5、塑料绳；6、框架。
具体实施方式
如图1所示，本发明实施例提供了一种快速启动、挂膜碳素微生物组合净水方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：将光合菌、乳酸菌、酵母菌、放线菌、丝状菌、假单胞菌、纳豆菌、氨化菌、聚磷菌、硝化菌、反硝化菌中至少4中微生物菌分别进行扩大培养，制备单菌；
具体的，制备单菌具体为：将单菌经斜面活化后，接种到相应的液体培养基内进行扩大培养，其中，光合菌在30-35℃温度下，培养液PH值为7-8.5的条件下培养150小时；乳酸菌在32-35℃温度下，培养液PH值为6-6.5的条件下培养40小时；酵母菌在27-30℃温度下，培养液PH值为4-4.5的条件下培养40小时；放线菌在26-28℃的温度下，培养液PH值为7.7的条件下培养50小时；丝状菌在26-28℃的温度下，培养液PH值为7的条件下，培养50-70小时；假单胞菌在25-30℃温度下，培养液PH值为6-8的条件下培养65小时；纳豆菌在32℃温度下，培养液PH值为6的条件下培养18小时；聚磷菌在28-35℃温度下，培养液PH值为5-7的条件下，培养40小时；硝化菌和反硝化菌及氨化菌均为在28-30℃温度下，培养液的PH为7-8的条件下，培养15-30天。根据上述培养条件，培养出合适的单菌。
步骤二：待单菌均发酵结束后，根据一定的比例将单菌进行复合后发酵，得到复合微生物菌液母液；
其中，根据一定的比例将单菌进行复合后发酵的条件为：在30℃～35℃条件下发酵3～5天。且单菌的混合比例可以根据实际的情况而定，根据检测需净化水域水质情况、生物量及需要到达的净水目标等因素，确定单菌的混合种类以及比例。
步骤三：将复合微生物菌剂母液、糖蜜、无氯水和天然沸石在反应釜内发酵48小时候，将天然沸石与发酵液分离；
具体的，复合微生物菌剂母液、糖蜜、无氯水和天然沸石在加入到反应釜内的质量比为：复合微生物菌剂母液10～15份；糖蜜10～20份；无氯水70～80份；天然沸石100～150份；复合微生物菌剂母液、糖蜜、无氯水和天然沸石在加入到反应釜内的发酵温度为30℃～35℃。温度可以为31℃、32℃、33℃、35℃等。其中的天然沸石的直径在0.5～2mm之间。其中的天然沸石还可以用陶粒等能固定菌剂的多孔介质替代。
步骤四：将分离出的天然沸石与粘土、麸皮、发酵液、营养液、无氯水放入到和面机中混合均匀；在混合均匀后，放入到容器内压实、密封、厌氧发酵72小时；
其中将天然沸石、粘土和麸皮的质量比为：100∶200～300∶80～120，如：100∶120∶80或者100∶150∶100等介于上述比例的任何一种，此外的发酵液、营养液、无氯水的配比量可以根据实际情况选择。密封后根据需要将发酵好的物料粉碎至适当的粒径，在≤45℃条件下调整水分至15％以下。
步骤五：将聚乙烯醇、β-环状糊精和水加入到容器中，搅拌加热至70℃，并加入适量氢氧化钠调节PH至6.5～7.0，制备稳定剂；如PH值为6.6、6.8、7.0等。
其中的聚乙烯醇、β-环状糊精及水加入容器时的质量比为：1∶3∶50。继续搅拌2小时，开始降温至室温。
步骤六：将上述制备的菌剂放入和面机内搅拌，同时喷洒稳定剂，直至菌剂表面稳定剂喷洒均匀，再进行晾干，得到固定化复合净水微生物菌剂；在晾干时较佳的放置在阴凉的环境下晾干。
步骤七：将制备的固定化复合净水微生物菌剂装填入多孔塑料容器内，与微生物菌剂载体组合后放入水中进行净水处理。
其中，将制备的固定化复合净水微生物菌剂4装填入塑料多孔容器内，与微生物菌剂载体2组合后放入水中进行净水处理具体为：如图1所示的沉水式放置方式，将固定化复合净水微生物菌剂4装填入塑料多孔容器内，以便于容器内的固定化复合净水微生物菌剂4向外游离、扩散。在塑料容器及微生物菌剂载体2上端安装浮球1，下端固定在配重物3上，使塑料容器及微生物菌剂载体下端沉入水底，上端浮于水中，使其在水中保持直立。固定化复合净水微生物菌剂4的投加量为200～500g／m3；根据水体流速，载体的挂膜情况进行适当调整。
或者可以采用如图2所示的方式，将固定化复合净水微生物菌剂4装填入塑料多孔容器内，在微生物菌剂载体2上端安装浮球1，使微生物菌剂载体2能够与水面垂直，在微生物菌剂载体2下端固定配重物3，且配重的重量小于浮球1的浮力，并通过塑料绳5将浮球1串联起来进行固定，微生物菌剂载体2悬浮在水中。将部分配重物用装填有固定化复合净水微生物菌剂的塑料容器代替。
还可以采用如图3所示的方式，将微生物菌剂载体2固定在由金属和塑料材料制成的框架6内，将框架6投放入水中进行净化处理。具体的，将微生物菌剂载体2固定、悬挂于框架6内。将固定化复合净水微生物菌剂4装填在塑料容器内，与微生物菌剂载体2组合悬挂于框架6内。
本发明实施提供的方法是将净水复合微生物菌剂培养、固定在沸石、陶粒等多空介质上，然后通过稳定剂处理后使菌剂保持较高的活菌数及菌活性。然后将该固定化微生物菌剂与生物载体技术及水体增氧技术结合使用的一种组合技术。
该技术是将固定化微生物菌剂投加在微生物载体区，通过固定化微生物菌剂的缓释效果，提高微生物载体区内净水复合微生物菌剂的有效浓度及通过复合微生物代谢产生的一些生长促进剂，使净水微生物菌能在微生物载体上快速形成高效的生物膜。其特点能提高治理区内水体净水微生物菌剂的有效浓度，优化生物膜微生态系统结构，提高水体的净化效果。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种快速启动、挂膜碳素微生物组合净水方法，其特征在于，包括以下步骤：
将光合菌、乳酸菌、酵母菌、放线菌、丝状菌、假单胞菌、纳豆菌、氨化菌、聚磷菌、硝化菌、反硝化菌中至少4中微生物菌分别进行扩大培养，制备单菌；
待单菌均发酵结束后，根据一定的比例将单菌进行复合后发酵，得到复合微生物菌液母液；
将复合微生物菌剂母液、糖蜜、无氯水和天然沸石在反应釜内发酵48小时后，将天然沸石与发酵液分离；
将分离出的天然沸石与粘土、麸皮、发酵液、营养液、无氯水放入到和面机中混合均匀；在混合均匀后，放入到容器内压实、密封、厌氧发酵72小时；
将聚乙烯醇、β-环状糊精和水加入到容器中，搅拌加热至70℃，并加入适量氢氧化钠调节PH至6.5～7.0，制备稳定剂；
将上述制备的菌剂放入和面机内搅拌，同时喷洒稳定剂，直至菌剂表面稳定剂喷洒均匀，再进行晾干，得到固定化复合净水微生物菌剂；
将制备的固定化复合净水微生物菌剂装入多孔塑料容器内，与微生物菌剂载体组合后放入水中进行净水处理。
2.根据权利要求1所述的快速启动、挂膜碳素微生物组合净水方法，其特征在于，所述制备单菌具体为：将单菌经斜面活化后，接种到相应的液体培养基内进行扩大培养，其中，光合菌在30-35℃温度下，培养液PH值为7-8.5的条件下培养150小时；乳酸菌在32-35℃温度下，培养液PH值为6-6.5的条件下培养40小时；酵母菌在27-30℃温度下，培养液PH值为4-4.5的条件下培养40小时；放线菌在26-28℃的温度下，培养液PH值为7.7的条件下培养50小时；丝状菌在26-28℃的温度下，培养液PH值为7的条件下，培养50-70小时；假单胞菌在25-30℃温度下，培养液PH值为6-8的条件下培养65小时；纳豆菌在32℃温度下，培养液PH值为6的条件下培养18小时；聚磷菌在28-35℃温度下，培养液PH值为5-7的条件下，培养40小时；硝化菌和反硝化菌及氨化菌均为在28-30℃温度下，培养液的PH为7-8的条件下，培养15-30天。
3.根据权利要求1所述的快速启动、挂膜碳素微生物组合净水方法，其特征在于，待单菌均发酵结束后，根据一定的比例将单菌进行复合后发酵的条件为：在30℃～35℃条件下发酵3～5天。
4.根据权利要求1所述的快速启动、挂膜碳素微生物组合净水方法，其特征在于，所述复合微生物菌剂母液、糖蜜、无氯水和天然沸石在加入到反应釜内的质量比为：复合微生物菌剂母液10～15份；糖蜜10～20份；无氯水70～80份；天然沸石100～150份；所述复合微生物菌剂母液、糖蜜、无氯水和天然沸石在加入到反应釜内的发酵温度为30℃～35℃。
5.根据权利要求4所述的快速启动、挂膜碳素微生物组合净水方法，其特征在于，所述天然沸石的直径在0.5～2mm之间。
6.根据权利要求4所述的快速启动、挂膜碳素微生物组合净水方法，其特征在于，所述聚乙烯醇、β-环状糊精及水加入容器时的质量比为：1∶3∶50。
7.根据权利要求1所述的快速启动、挂膜碳素微生物组合净水方法，其特征在于，将制备的固定化复合净水微生物菌剂装入多孔塑料容器内，与微生物菌剂载体组合后放入水中进行净水处理具体为：将复合净水微生物菌剂固定化培养后，装入多孔塑料容器内。在塑料容器及微生物菌剂载体上端安装浮球，将下端固定在配重物上，使塑料容器及微生物菌剂载体下端沉入水底，上端浮于水中，使其在水中保持直立。
8.根据权利要求1所述的快速启动、挂膜碳素微生物组合净水方法，其特征在于，将制备的固定化复合净水微生物菌剂装入多孔塑料容器内，与微生物菌剂载体组合后放入水中进行净水处理具体为：将复合净水微生物菌剂固定化培养后，装入多孔塑料容器内。在微生物菌剂载体上端安装浮球，通过塑料绳将浮球串联起来，并将塑料绳两端固定。同时在微生物菌剂载体下端悬挂一定重量的配重物，使微生物菌剂载体上端能够悬浮于水面，下端沉入水中。
9.根据权利要求1所述的快速启动、挂膜碳素微生物组合净水方法，其特征在于，将微生物菌剂载体装填到多孔塑料容器，将多孔塑料容器固定在由金属和塑料材料制成的框架内，将框架放入水中进行净化处理。
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