CN105219686A - 一种用于水体和底泥修复的复合微生物制剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于水体和底泥修复的复合微生物制剂及其制备方法。将乳酸片球菌、戊糖片球菌、解淀粉芽孢杆菌、毕赤酵母、盐脱氮枝芽胞杆菌按质量比为9:9:1-7:1-7:1-7进行混合，制成复合生物制剂，然后进行真空干燥，制成粉末状，即得到本发明的复合微生物制剂。本发明的用于水体和底泥修复的复合微生物制剂能用于封闭水体和开放水体，快速消减底泥，提高水体的自净能力，改善水质，且不会造成二次污染，既适用于城市河水污染治理修复也适用于被工业污染的封闭水体的修复，能够改善水体的微生态系统，恢复水体生物多样性。

Description

一种用于水体和底泥修复的复合微生物制剂及其制备方法

技术领域：

本发明涉及环境修复技术领域，具体涉及一种用于水体和底泥修复的复合微生物制剂及其制备方法，该复合微生物制剂能用于封闭水体和开放水体，对底泥和水体都能起净化作用。

背景技术：

生物制剂是采用先进的生物技术和特殊的生产工艺制成的高效生物活性菌剂，生物制剂的组成可以概括为微生物、酶及一些保持微生物活性的物质。

微生物制剂是生物强化技术领域中一个十分活跃的研究方向，它在农业、工业、医药、食品等各个领域均有广泛应用，随后应用于环保领域。

生物制剂对于处理城市生活污水和天然水体的污染有其独特的优势，并具有以下优点：(1)它能缩短微生物培养驯化的时间，迅速提高生物处理系统中微生物的浓度，从而提高工作效率；(2)生物制剂所含天然微生物，不含致病菌和病源体，这些微生物在酶的催化作用下，以污水中的有机营养物质为食物，当污水得到净化后，这些微生物会随着污染物的降低而逐渐减少，直至消亡，不会造成二次污染；(3)使用安全，操作生物制剂更易应用于城市河涌污水的处理。

中国专利申请“一种城市河水污染治理的复合微生物制剂及其制备方法”(申请号201410449850.X)公开了一种城市河水污染治理的复合微生物制剂及其制备方法。该制剂包括如下微生物菌剂：嗜酸乳杆菌制剂、热带假丝酵母菌剂、枯草芽孢杆菌制剂；将上述菌剂混合均匀后，即得复合微生物制剂。该发明制得的城市河水污染治理的复合微生物制剂，有效活菌数量大于或等于40亿CFU/克，适于城市河道河水COD和氨氮含量超标、河水污浊、发臭等污染的修复与治理，其可快速修复水体生态环境，防止水体二次污染，并能很快恢复水体的自净化功能，消解河底污泥。

中国专利申请“一种高效处理城市湖水污染的微生物制剂”(申请号201010206701.2)公开了一种高效处理城市湖水污染的微生物制剂，由以下成分按体积比配制成，亚硝化螺菌∶红螺菌∶纳豆芽孢杆菌∶链孢拟诺卡氏菌∶乳酸杆菌为0-10：5-15∶5-15∶5-15∶5-15。该发明所选取和培养的微生物在城市湖水环境中具有迅速繁殖并发展为优势菌群的能力，各菌种能单独和协同分解城市湖水中富营养成份，并能使常态下不易分解的某些富营养成份变得容易分解。

中国专利申请“一种用于黑臭及富营养化水体的生物修复治理的生物制剂配方”(申请号201210284213.2)公开了一种用于黑臭及富营养化水体的生物修复治理的生物制剂配方，包括生物复合酶生物制剂和由多种微生物组成的复合微生物制剂，其中生物复合酶生物制剂和复合微生物制剂的重量比为20：1-1：1。使用时按比例配制生物制剂，并将其投加于待处理水体中，对黑臭和富营养化的水体治理有明显的效果，操作简单、无二次污染。

中国专利申请“一种用于净化富营养化水体的生物制剂配方及其使用方法”(申请号201410648210.1)本发明公开了一种用于净化富营养化水体的生物制剂配方及其使用方法，所述生物制剂配方按照重量份的原料包括光合细菌15-40份、反硝化细菌20-40份、不动杆菌18-35份、芽孢杆菌8-24份、噬菌蛭弧菌5-20份和聚磷菌9-23份，按比例混合加入二十倍重量的水，采用高压喷雾器按照每立方米水体喷洒180-280g溶液于待处理水体的水面，同时利用曝气设备对水体进行充氧；重复喷洒5-15天后，开始减量喷洒；40-60天后，开始往水体投放水生植物和水生动物即可。

但是，天然水体中污染物浓度相对较低，如何让细菌适应新的环境，如何提高微生物的活性和数量，是该技术是否得到广泛应用的关键。我国在利用微生物技术修复水体污染领域研究起步晚，与发达国家相比技术还有差距。微生物修复在污染治理中的占的比例较小，主要原因是缺乏高效的菌种和成熟的技术。

现有技术应用范围有所限制，一般仅适用于城市河道水体修复，且大多不能同时对底泥和水体同时作用。

发明内容：

本发明的目的是提供一种用于水体和底泥修复的复合微生物制剂及其制备方法。本发明的用于水体和底泥修复的复合微生物制剂是通过多种微生物混合使用来制备的，既适用于城市河水污染治理修复也适用于被工业污染的封闭水体的修复，能够改善水体的微生态系统，恢复水体生物多样性，提高水体的自净能力；使用本发明对水体和底泥进行修复简单易行、效果显著，不会引起二次污染。

本发明的用于水体和底泥修复的复合微生物制剂，其特征在于，是通过以下步骤制备的：

将乳酸片球菌、戊糖片球菌、解淀粉芽孢杆菌、毕赤酵母、盐脱氮枝芽胞杆菌按质量比为9:9:1-7:1-7:1-7进行混合，制成复合生物制剂，然后进行真空干燥，制成粉末状，即得到本发明的复合微生物制剂。

优选，所述的乳酸片球菌扩大培养后浓度不小于5×10⁷CFU/mL，所述的戊糖片球菌扩大培养后浓度不小于1×10⁷CFU/mL，所述的解淀粉芽孢杆菌扩大培养后浓度不小于5×10⁷CFU/mL，所述的毕赤酵母扩大培养后浓度不小于1×10⁸CFU/mL，所述的盐脱氮枝芽胞杆菌扩大培养后浓度不小于1×10⁸CFU/mL。

制成粉末状的复合微生物制剂易于运输和保存。粉末状复合生物制剂在干燥、常温或低温环境中密封保存，保存时间可达6个月，使用时加水溶解至10％-20％浓度即可激活复合微生物制剂。在投加时，对于水体修复，投加量为每平方米水域投加15-40g(按固体粉末算)；至于底泥消减，每立方底泥需投加200g(按固体粉末算)。

本发明所用的乳酸片球菌(Pediococcusacidilactici)为中国普通微生物菌种保藏管理中心保藏，保藏号为1.2696；所用的戊糖片球菌(Pediococcuspentosaceus)为中国普通微生物菌种保藏管理中心保藏，保藏号为1.2441；所用的解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)为中国普通微生物菌种保藏管理中心保藏，保藏号为1.7463；所用毕赤酵母(Pichiarhodanensis)为中国普通微生物菌种保藏管理中心保藏，保藏号为2.2376，所用盐脱氮枝芽胞杆菌(Virgibacillushalodenitrificans，Pseudonocardiaammonioxydans)为中国海洋微生物菌种保藏管理中心保藏，保藏号1B00742。

本发明所用的乳酸片球菌和戊糖片球菌能产生乳酸菌及片球菌素，阻止革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌生长；解淀粉芽孢杆菌能产生伊枯草菌素，可以阻止镰刀菌、曲霉菌、丝核菌等真菌生长，同时能产生脂肪酶、淀粉酶、蛋白酶、肽酶和蔗糖酶等；毕赤酵母能抑制黄曲霉素、霉菌霉素、内霉素等自然界多种毒素；硝化细菌能降低水中的氨氮和亚硝酸盐的浓度。可见，与现有技术相比，本发明所有菌种能产生生物酶，生物酶能降低生化反应的反应活化能，从而加速了降解的过程，同时产生抑制有害微生物生长的物质，防止有害物质产生。

本发明的用于水体和底泥修复的复合微生物制剂能用于封闭水体和开放水体，快速消减底泥，提高水体的自净能力，改善水质，且不会造成二次污染，既适用于城市河水污染治理修复也适用于被工业污染的封闭水体的修复，能够改善水体的微生态系统，恢复水体生物多样性。

附图说明：

图1为实施例1中处理前和处理后的农村池塘；

图2为实施例1处理过程中COD和NH₃-N的变化情况；

图3为实施例2中修复后和未修复的水体，其中，左边瓶子是修复后水体，右边瓶子是未修复水体；

图4为实施例2修复过程中COD的变化情况。

具体实施方式：

以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。

实施例1：农村池塘

广东佛山某村朝东塘面积3亩，总水量3000m³，日均排入生活污水约100～200m³，村民的生活垃圾遍布于塘面，湖水水质较差，臭味四溢，富营养化程度严重，严重时全湖面覆盖满绿藻，且每一个污水入水口附近水质遍布红虫。

将菌种按下面质量比混合制备复合微生物制剂，乳酸片球菌：戊糖片球菌：解淀粉芽孢杆菌：毕赤酵母：盐脱氮枝芽胞杆菌＝9:9:1:1:3，然后通过进行真空干燥，制成粉末状保存。

所述的乳酸片球菌扩大培养后浓度不小于5×10⁷CFU/mL，所述的戊糖片球菌扩大培养后浓度不小于1×10⁷CFU/mL，所述的解淀粉芽孢杆菌扩大培养后浓度不小于5×10⁷CFU/mL，所述的毕赤酵母扩大培养后浓度不小于1×10⁸CFU/mL，所述的盐脱氮枝芽胞杆菌扩大培养后浓度不小于1×10⁸CFU/mL。

针对朝东塘的污染情况，项目开始投加本实施例制备的复合微生物制剂。分3次投加，开始按40g/m²(按固体粉末算)进行投加粉末状的复合微生物制剂，第2个月和第3个月按15-20g/m²进行投加。每次投加前用水把生物制剂溶解，并通过喷洒设备进行在水面上进行喷洒。经过3个月的修复治理，池塘水质已得到修复。由图1可以看出，处理前的水体浑浊、绿色，发臭，由图2可以看出，使用本实施例的复合微生物制剂处理后，水体清澈见底、无气味。

实施例2：工业污染池塘

广东某水塘1面积为5500平方米(8亩)，受酱油酿造废水长期污染，水深平均为3米(不含底淤泥层)，表面有很多上浮污泥，底部有机淤泥层约为1米。

将菌种按下面质量比混合制备复合微生物制剂，乳酸片球菌：戊糖片球菌：解淀粉芽孢杆菌：毕赤酵母：盐脱氮枝芽胞杆菌＝9:9:7:5:1，然后通过进行真空干燥，制成粉末状保存。

所述的乳酸片球菌扩大培养后浓度不小于5×107CFU/mL，所述的戊糖片球菌扩大培养后浓度不小于1×107CFU/mL，所述的解淀粉芽孢杆菌扩大培养后浓度不小于5×107CFU/mL，所述的毕赤酵母扩大培养后浓度不小于1×108CFU/mL，所述的盐脱氮枝芽胞杆菌扩大培养后浓度不小于1×108CFU/mL。

把粉末状的复合微生物制剂溶解后，通过高压泵注入水塘底部淤泥中，投加量10-20g/m3(按固体粉末算)。在复合微生物制剂作用下，塘底部有机淤泥被微生物快速降解，生成二氧化碳、水、氮气等无害物质。生成的气体使得沉积的有机淤泥疏松，在气体浮力的作用下浮上水面。将消减产气后浮于水面的有机污泥收集至废水处理站污泥池中，投加复合微生物制剂20-30g/m3(按固体粉末算)进一步消化分解。以上步骤反复操作5次，经过9个月的修复，底泥深度下降到0.3米，底泥VSS/SS由22％下降至5％，由图4可见，COD由约700mg/L下降到约100mg/L，由图3可见，左边瓶子是修复后水体，清澈无味；右边瓶子是未修复水体，发黑发臭。

实施例3：开放水体

江门市某河流位于市区，全长约3km，平均水深2m。由于缺乏截污措施和环保意识薄弱，河流受到周围工业污水和生活污水的污染，被长期作为城市排污河涌。同时大量的污染物沉积在河涌底质中，形成很厚的污泥层。水体已是劣Ⅴ类水质，水体污染严重，水体呈暗绿色或发黑，并有腥臭。

将菌种按下面质量比混合制备复合微生物制剂，乳酸片球菌：戊糖片球菌：解淀粉芽孢杆菌：毕赤酵母：盐脱氮枝芽胞杆菌＝9:9:7:7:7，然后通过进行真空干燥，制成粉末状保存。

所述的乳酸片球菌扩大培养后浓度不小于5×10⁷CFU/mL，所述的戊糖片球菌扩大培养后浓度不小于1×10⁷CFU/mL，所述的解淀粉芽孢杆菌扩大培养后浓度不小于5×10⁷CFU/mL，所述的毕赤酵母扩大培养后浓度不小于1×10⁸CFU/mL，所述的盐脱氮枝芽胞杆菌扩大培养后浓度不小于1×10⁸CFU/mL。

在对外部污染源截污后，对河道内部污染进行生态清淤。采用一体化投加设备向底泥投加本实施例制备的复合微生物制剂，投加量10-20g/m³，以快速降解修复底泥。修复工程实施11个月后，水质达设计目标，部分指标达Ⅲ类水要求，水质全部达V类水要求。该河段治理前后的效果对比如表1所示。

表1.实施例3河段治理前后的效果对比

Claims (2)

1.一种用于水体和底泥修复的复合微生物制剂，其特征在于，是通过以下步骤制备的：

将乳酸片球菌、戊糖片球菌、解淀粉芽孢杆菌、毕赤酵母、盐脱氮枝芽胞杆菌按质量比为9:9:1-7:1-7:1-7进行混合，制成复合生物制剂，然后进行真空干燥，制成粉末状，即得到本发明的复合微生物制剂。

2.根据权利要求1所述的用于水体和底泥修复的复合微生物制剂，其特征在于，所述的乳酸片球菌扩大培养后浓度不小于5×10⁷CFU/mL，所述的戊糖片球菌扩大培养后浓度不小于1×10⁷CFU/mL，所述的解淀粉芽孢杆菌扩大培养后浓度不小于5×10⁷CFU/mL，所述的毕赤酵母扩大培养后浓度不小于1×10⁸CFU/mL，所述的盐脱氮枝芽胞杆菌扩大培养后浓度不小于1×10⁸CFU/mL。