CN105543157A - 一种用于园林水质净化的微生物菌群的筛选和驯化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于园林水质净化的微生物菌群的筛选和驯化方法，在园林水池淤泥处获取菌源样品，根据高效净化菌群营养需求特性配制富集培养基，将菌源样品加至富集培养基中进行快速富集培养获取培养液，针对性强，富集效率高，可快速富集大量菌群；再利用设计的驯化装置，添加营养物质进行驯化处理后得到微生物菌群，该驯化装置结构简单、节能高效，实用性强，在常温环境下，通过自然压差、自然水温等对筛选出的微生物菌群进行驯化，驯化过程节能环保；本发明方法经济、高效、节能、实用，筛选出的微生物菌群在驯化后可快速适应园林水质环境，能够实现对来自园林水池的污池水的高效净化，生态安全，无污染，适应能力强，便于大面积应用推广。

Description

一种用于园林水质净化的微生物菌群的筛选和驯化方法

技术领域

本发明属生物环境处理技术领域，尤其涉及一种用于园林水质净化的微生物菌群的筛选和驯化方法。

背景技术

近年来，随着生活水平的不断提高，人们在改善居住条件的同时，也对住宅自然环境越来越讲究。因此，大量的房地产项目中都增加了园林绿化和景观水体的设计，用于烘托小区的景致。但目前许多项目的水景都位于地下车库顶上，为了防漏水而采取钢筋混凝土结构，水体多为静止或流动性很差的封闭缓流水体，普遍深度不高，昼夜水体温差变化大，水体的自净化能力基本丧失，故水体生态极易失衡，尤其在炎热的夏季，水质发绿甚至发臭，严重影响居民的生活品质，探求适用的水质净化技术手段，则成为急迫需要解决的难题。

水质净化一般指将水质中的悬浮物、胶体、过量营养物质清除。一般采用的方法有：自然沉淀法、混凝沉淀法、过滤、曝气、化学、消毒、生物。自然沉淀法和混凝沉淀法就是利用重力沉淀去除或药剂促成细小颗粒结成较大颗粒沉淀除去，过滤即采用一些材料将颗粒吸附过滤去除，曝气就是将水源中未完全氧化的过量元素充分氧化后沉淀去除，化学的方法就是在源水中投入适量的化合剂使过量元素生成各种沉淀物质再去除，消毒则是将水中的病菌进行消除，生物方法则是近年来发展起来的，利用各种微生物将源水中的过量元素、细小颗粒和胶体“消化”掉，成本低，效果好。

经过最近几年的研究、实践，虽然已发现了应用一些净水微生物来对水体进行净化，但实际应用发现其适应性不够强，繁育复杂周期长、不易操作，且菌群的繁育成本较高。因此，筛选和驯化适应性强、繁育驯化时间短、成本低的适用于园林水质高效净化的微生物菌群具有重要的现实意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种用于园林水质净化的微生物菌群的筛选和驯化方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用于园林水质净化的微生物菌群的筛选和驯化方法，包括以下步骤：

①富集培养基的配制：在1L的无菌水中，以该1L无菌水的体积计，加入酵母膏1.4-1.6g/L、葡萄糖5.0-5.5g/L、牛肉膏2.8-3.2g/L、蛋白胨6.8-7.2g/L、尿素1.0-1.2g/L、氯化钠4.8-5.2g/L和磷酸二氢钾5.8-6.2g/L，配制得到一代富集培养基，并将该一代富集培养基的pH值调节至6.4-6.6；另取1L的无菌水，以该1L无菌水的体积计，加入酵母膏0.8-1.2g/L、葡萄糖3.0-3.5g/L、牛肉膏1.0-1.5g/L、蛋白胨3.5-4.0g/L、尿素0.6-0.8g/L、氯化钠2.8-3.2g/L和磷酸二氢钾2.8-3.0g/L，配制得到二代富集培养基，并将该二代富集培养基的pH值调节至5.0-6.6；

②菌源样品采集：于每年6-9月从已经产生富营养化现象的园林水池中取水样100-200mL，从池底的水生植物附近取污泥样0.5-1.0kg，分别放置于无菌器皿中；

③菌群富集培养：在步骤②将所取水样和污泥样分别放置于无菌器皿中起12小时内，取步骤②所得水样50-70mL和污泥样30-50g一并放于500mL一代富集培养基中，在23-25℃、130-140rpm下进行摇床富集培养24小时，得到一代富集菌群培养液，取一代富集菌群培养液40-50mL添加到500mL二代富集培养基中，在23-25℃、150-160rpm下继续摇床富集培养24小时，得到二代富集菌群培养液；

④菌群的筛选和驯化：

准备一驯化装置，该装置包括依次连通的污水仓、微生物仓、消毒仓和清水仓，所述的污水仓、微生物仓、消毒仓和清水仓的底部分别连接安装有单向阀，各个单向阀分别经管道与排污泵相连，该装置的入水口设置于污水仓、出水口设置于清水仓，所述的出水口处安装有出水泵，所述的污水仓内安装有生化毡，所述的微生物仓内安装有生化床，所述的消毒仓内安装有杀菌器，所述的清水仓内安装有生物过滤膜；

将所述的入水口与所述的园林水池的储水槽相连通，经所述的入水口向装置中通入一定量的来自所述的园林水池的污池水，再将步骤③中得到的二代富集菌群培养液加至所述的微生物仓内，所述的微生物仓内加入的二代富集菌群培养液与该微生物仓内盛装的污池水的体积比为1:(80-100)，然后向所述的微生物仓内加入尿素和磷酸二氢钾以3:1的质量比配制而成的尿素磷酸二氢钾混合液，加入的尿素磷酸二氢钾混合液与该微生物仓内加入的二代富集菌群培养液的体积比为1:(14-15)，在15-28℃温度下进行5-7天的驯化处理，最后将装置内的水从出水口排出，在所述的微生物仓内筛选得到驯化好的用于园林水质净化的微生物菌群。

本发明所用驯化装置，实为一款兼具菌群驯化和水质净化功能的一体式装置，作为菌群驯化装置使用时，驯化完成后在生化床上得到微生物菌群。需要作为水质净化装置使用时，该装置设计安装在水质净化的整个流程之中，微生物菌群在驯化的同时也在有效地进行着水质净化，能够不间断地弥补水质净化过程中所造成的菌群流失，而且不需要多次操作。水质净化时，经入水口向装置内通入来自园林水池的污池水，污池水进入装置后，首先经生化毡过滤形成初级净化，再进入微生物仓，由微生物仓内的微生物菌群大量吞噬污池水中需处理的物质，在微生物仓内形成中级净化，当水流经过消毒仓时，由消毒仓内的杀菌器杀死水流中的细菌，之后水流进入清水仓，经生物过滤膜进行最后一次净化，净化后得到的洁净水经出水口流出，并且在水经出水口不断流出装置的同时，在自然水压差下，园林水池的污池水不断自然流入污水仓内并重复上述净化过程，直至园林水池内所有污池水净化完成。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明提供的用于园林水质净化的微生物菌群的筛选和驯化方法，在园林水池淤泥处获取菌源样品，根据高效净化菌群营养需求特性配制富集培养基，将菌源样品加至富集培养基中进行快速富集培养获取培养液，针对性强，富集效率高，可快速富集大量菌群；再利用设计的驯化装置，添加营养物质进行驯化处理后得到微生物菌群，该驯化装置结构简单、节能高效，实用性强，在常温环境下，通过自然压差、自然水温等对筛选出的微生物菌群进行驯化，驯化过程节能环保。本发明提供用于园林水质净化的微生物菌群的筛选和驯化方法是一种经济、高效、节能、实用的方法，筛选出的微生物菌群在驯化后可快速适应园林水质环境，能够实现对来自园林水池的污池水的高效净化，生态安全，无污染，适应能力强，便于大面积应用推广。

附图说明

图1为实施例中所用驯化装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1的用于园林水质净化的微生物菌群的筛选和驯化方法，包括以下步骤：

①富集培养基的配制：在1L的无菌水中，以该1L无菌水的体积计，加入酵母膏1.4g/L、葡萄糖5.0g/L、牛肉膏3.0g/L、蛋白胨6.9g/L、尿素1.1g/L、氯化钠4.8g/L和磷酸二氢钾5.9g/L，配制得到一代富集培养基，并将该一代富集培养基的pH值调节至6.4；另取1L的无菌水，以该1L无菌水的体积计，加入酵母膏0.9g/L、葡萄糖3.2g/L、牛肉膏1.4g/L、蛋白胨3.6g/L、尿素0.6g/L、氯化钠3.0g/L和磷酸二氢钾2.9g/L，配制得到二代富集培养基，并将该二代富集培养基的pH值调节至5.2；

②菌源样品采集：于6月份从已经产生富营养化现象的园林水池中取水样100mL，从池底的水生植物附近取污泥样0.5kg，分别放置于无菌器皿中；

③菌群富集培养：在步骤②将所取水样和污泥样分别放置于无菌器皿中起4小时内，取步骤②所得水样50mL和污泥样30g一并放于500mL一代富集培养基中，在23℃、130rpm下进行摇床富集培养24小时，得到一代富集菌群培养液，取一代富集菌群培养液40mL添加到500mL二代富集培养基中，在23℃、150rpm下继续摇床富集培养24小时，得到二代富集菌群培养液；

④菌群的筛选和驯化：

准备一驯化装置，如图1所示，该装置包括依次连通的污水仓1、微生物仓2、消毒仓3和清水仓4，污水仓1、微生物仓2、消毒仓3和清水仓4的底部分别连接安装有单向阀5，各个单向阀5分别经管道与排污泵81相连，该装置的入水口6设置于污水仓1、出水口7设置于清水仓4，出水口7处安装有出水泵82，污水仓1内安装有生化毡11，微生物仓2内安装有生化床21，消毒仓3内安装有杀菌器31，清水仓4内安装有生物过滤膜41；

将入水口6与园林水池9的储水槽91相连通，经入水口6向装置中通入一定量的来自园林水池9的污池水，再将步骤③中得到的二代富集菌群培养液加至微生物仓2内，微生物仓2内加入的二代富集菌群培养液与该微生物仓2内盛装的污池水的体积比为1:100，然后向微生物仓2内加入尿素和磷酸二氢钾以3:1的质量比配制而成的尿素磷酸二氢钾混合液，加入的尿素磷酸二氢钾混合液与该微生物仓2内加入的二代富集菌群培养液的体积比为1:14，在15-18℃温度下进行5天的驯化处理，最后将装置内的水从出水口7排出，在微生物仓2内筛选得到驯化好的实施例1的用于园林水质净化的微生物菌群。整个筛选和驯化过程中的水流方向如图1中箭头所示。

为考察空白未加菌群条件下的降解率，在图1所示装置的微生物仓2内的生化床21上不加任何菌群，在装置中通入一定量的来自园林水池9的污池水，分别测试第10天、第20天、第40天时污池水中污染物的降解率，测试发现：10天后，降解率为1.8％；20天后，降解率为1.9％；40天后，降解率为2.2％。测试期内降解率几乎没有变化。

为考察实施例1的微生物菌群对污池水中污染物的降解率，将实施例1的微生物菌群放入图1所示装置的微生物仓2内的生化床21上，并在装置中通入一定量的来自园林水池9的污池水，分别测试第10天、第20天、第40天时污池水中污染物的降解率，测试发现：10天后，降解率为11.1％；20天后，降解率为35.3％；40天后，降解率为78.9％。显然，经本发明方法驯化得到的微生物菌群在整个装置中不断循环、繁殖、净化水质，达到均衡的效果。

为考察现有一般菌群(即目前水产养殖行业普遍使用的微生物菌群)对污池水中污染物的降解率，将现有一般菌群放入图1所示装置的微生物仓2内的生化床21上，并在装置中通入一定量的来自园林水池9的污池水，分别测试第10天、第20天、第40天时污池水中污染物的降解率，测试发现：10天后，降解率仅为5.8％；20天后，降解率为11.7％；40天后，降解率为18.5％。测试期内降解率几乎没有多大变化。这说明现有一般菌群对园林水池中污池水的针对性不够强，为保证污池水的净化效果，微生物菌群和需净化的污池水应源自同一个园林水池。

以上实施例1筛选出的微生物菌群与未加菌群、现有一般菌群对污池水中污染物的降解率的比较结果见表1。从表1可以看出，经本发明方法筛选和驯化得到的微生物菌群对园林水质具有较好的净化效果。

表1：实施例1筛选出的菌微生物群与未加菌群、一般菌群降解率的比较结果

实施例2的用于园林水质净化的微生物菌群的筛选和驯化方法，包括以下步骤：

①富集培养基的配制：在1L的无菌水中，以该1L无菌水的体积计，加入酵母膏1.5g/L、葡萄糖5.3g/L、牛肉膏3.1g/L、蛋白胨7.2g/L、尿素1.2g/L、氯化钠5.0g/L和磷酸二氢钾6.0g/L，配制得到一代富集培养基，并将该一代富集培养基的pH值调节至6.5；另取1L的无菌水，以该1L无菌水的体积计，加入酵母膏1.0g/L、葡萄糖3.3g/L、牛肉膏1.3g/L、蛋白胨3.8g/L、尿素0.7g/L、氯化钠3.2g/L和磷酸二氢钾3.0g/L，配制得到二代富集培养基，并将该二代富集培养基的pH值调节至5.8；

②菌源样品采集：于7月份从已经产生富营养化现象的园林水池中取水样150mL，从池底的水生植物附近取污泥样0.8kg，分别放置于无菌器皿中；

③菌群富集培养：在步骤②将所取水样和污泥样分别放置于无菌器皿中起8小时内，取步骤②所得水样60mL和污泥样40g一并放于500mL一代富集培养基中，在24℃、135rpm下进行摇床富集培养24小时，得到一代富集菌群培养液，取一代富集菌群培养液45mL添加到500mL二代富集培养基中，在24℃、160rpm下继续摇床富集培养24小时，得到二代富集菌群培养液；

④菌群的筛选和驯化：

准备一驯化装置，如图1所示，该装置包括依次连通的污水仓1、微生物仓2、消毒仓3和清水仓4，污水仓1、微生物仓2、消毒仓3和清水仓4的底部分别连接安装有单向阀5，各个单向阀5分别经管道与排污泵81相连，该装置的入水口6设置于污水仓1、出水口7设置于清水仓4，出水口7处安装有出水泵82，污水仓1内安装有生化毡11，微生物仓2内安装有生化床21，消毒仓3内安装有杀菌器31，清水仓4内安装有生物过滤膜41；

将入水口6与园林水池9的储水槽91相连通，经入水口6向装置中通入一定量的来自园林水池9的污池水，再将步骤③中得到的二代富集菌群培养液加至微生物仓2内，微生物仓2内加入的二代富集菌群培养液与该微生物仓2内盛装的污池水的体积比为1:90，然后向微生物仓2内加入尿素和磷酸二氢钾以3:1的质量比配制而成的尿素磷酸二氢钾混合液，加入的尿素磷酸二氢钾混合液与该微生物仓2内加入的二代富集菌群培养液的体积比为1:15，在18-23℃温度下进行6天的驯化处理，最后将装置内的水从出水口7排出，在微生物仓2内筛选得到驯化好的实施例2的用于园林水质净化的微生物菌群。整个筛选和驯化过程中的水流方向如图1中箭头所示。

对于实施例2的微生物菌群，与实施例1相同，同样与未加菌群、现有一般菌群对污池水中污染物的降解率进行比较，比较结果见表2。从表2可以看出，经本发明方法筛选和驯化得到的微生物菌群对园林水质具有较好的净化效果。

表2：实施例2筛选出的菌微生物群与未加菌群、一般菌群降解率的比较结果

实施例3的用于园林水质净化的微生物菌群的筛选和驯化方法，包括以下步骤：

①富集培养基的配制：在1L的无菌水中，以该1L无菌水的体积计，加入酵母膏1.6g/L、葡萄糖5.4g/L、牛肉膏3.2g/L、蛋白胨7.0g/L、尿素1.1g/L、氯化钠5.1g/L和磷酸二氢钾6.2g/L，配制得到一代富集培养基，并将该一代富集培养基的pH值调节至6.6；另取1L的无菌水，以该1L无菌水的体积计，加入酵母膏1.1g/L、葡萄糖3.4g/L、牛肉膏1.4g/L、蛋白胨4.0g/L、尿素0.8g/L、氯化钠3.0g/L和磷酸二氢钾3.0g/L，配制得到二代富集培养基，并将该二代富集培养基的pH值调节至6.4；

②菌源样品采集：于9月份从已经产生富营养化现象的园林水池中取水样200mL，从池底的水生植物附近取污泥样1.0kg，分别放置于无菌器皿中；

③菌群富集培养：在步骤②将所取水样和污泥样分别放置于无菌器皿中起10小时内，取步骤②所得水样70mL和污泥样50g一并放于500mL一代富集培养基中，在25℃、140rpm下进行摇床富集培养24小时，得到一代富集菌群培养液，取一代富集菌群培养液50mL添加到500mL二代富集培养基中，在25℃、160rpm下继续摇床富集培养24小时，得到二代富集菌群培养液；

④菌群的筛选和驯化：

准备一驯化装置，如图1所示，该装置包括依次连通的污水仓1、微生物仓2、消毒仓3和清水仓4，污水仓1、微生物仓2、消毒仓3和清水仓4的底部分别连接安装有单向阀5，各个单向阀5分别经管道与排污泵81相连，该装置的入水口6设置于污水仓1、出水口7设置于清水仓4，出水口7处安装有出水泵82，污水仓1内安装有生化毡11，微生物仓2内安装有生化床21，消毒仓3内安装有杀菌器31，清水仓4内安装有生物过滤膜41；

将入水口6与园林水池9的储水槽91相连通，经入水口6向装置中通入一定量的来自园林水池9的污池水，再将步骤③中得到的二代富集菌群培养液加至微生物仓2内，微生物仓2内加入的二代富集菌群培养液与该微生物仓2内盛装的污池水的体积比为1:80，然后向微生物仓2内加入尿素和磷酸二氢钾以3:1的质量比配制而成的尿素磷酸二氢钾混合液，加入的尿素磷酸二氢钾混合液与该微生物仓2内加入的二代富集菌群培养液的体积比为1:14.5，在22-28℃温度下进行7天的驯化处理，最后将装置内的水从出水7口排出，在微生物仓2内筛选得到驯化好的实施例3的用于园林水质净化的微生物菌群。整个筛选和驯化过程中的水流方向如图1中箭头所示。

对于实施例3的微生物菌群，与实施例1相同，同样与未加菌群、现有一般菌群对污池水中污染物的降解率进行比较，比较结果见表3。从表3可以看出，经本发明方法筛选和驯化得到的微生物菌群对园林水质具有较好的净化效果。

表3：实施例3筛选出的菌微生物群与未加菌群、一般菌群降解率的比较结果

Claims (1)

1.一种用于园林水质净化的微生物菌群的筛选和驯化方法，其特征在于包括以下步骤：

①富集培养基的配制：在1L的无菌水中，以该1L无菌水的体积计，加入酵母膏1.4-1.6g/L、葡萄糖5.0-5.5g/L、牛肉膏2.8-3.2g/L、蛋白胨6.8-7.2g/L、尿素1.0-1.2g/L、氯化钠4.8-5.2g/L和磷酸二氢钾5.8-6.2g/L，配制得到一代富集培养基，并将该一代富集培养基的pH值调节至6.4-6.6；另取1L的无菌水，以该1L无菌水的体积计，加入酵母膏0.8-1.2g/L、葡萄糖3.0-3.5g/L、牛肉膏1.0-1.5g/L、蛋白胨3.5-4.0g/L、尿素0.6-0.8g/L、氯化钠2.8-3.2g/L和磷酸二氢钾2.8-3.0g/L，配制得到二代富集培养基，并将该二代富集培养基的pH值调节至5.0-6.6；

②菌源样品采集：于每年6-9月从已经产生富营养化现象的园林水池中取水样100-200mL，从池底的水生植物附近取污泥样0.5-1.0kg，分别放置于无菌器皿中；

③菌群富集培养：在步骤②将所取水样和污泥样分别放置于无菌器皿中起12小时内，取步骤②所得水样50-70mL和污泥样30-50g一并放于500mL一代富集培养基中，在23-25℃、130-140rpm下进行摇床富集培养24小时，得到一代富集菌群培养液，取一代富集菌群培养液40-50mL添加到500mL二代富集培养基中，在23-25℃、150-160rpm下继续摇床富集培养24小时，得到二代富集菌群培养液；

④菌群的筛选和驯化：

准备一驯化装置，该装置包括依次连通的污水仓、微生物仓、消毒仓和清水仓，所述的污水仓、微生物仓、消毒仓和清水仓的底部分别连接安装有单向阀，各个单向阀分别经管道与排污泵相连，该装置的入水口设置于污水仓、出水口设置于清水仓，所述的出水口处安装有出水泵，所述的污水仓内安装有生化毡，所述的微生物仓内安装有生化床，所述的消毒仓内安装有杀菌器，所述的清水仓内安装有生物过滤膜；

将所述的入水口与所述的园林水池的储水槽相连通，经所述的入水口向装置中通入一定量的来自所述的园林水池的污池水，再将步骤③中得到的二代富集菌群培养液加至所述的微生物仓内，所述的微生物仓内加入的二代富集菌群培养液与该微生物仓内盛装的污池水的体积比为1:(80-100)，然后向所述的微生物仓内加入尿素和磷酸二氢钾以3:1的质量比配制而成的尿素磷酸二氢钾混合液，加入的尿素磷酸二氢钾混合液与该微生物仓内加入的二代富集菌群培养液的体积比为1:(14-15)，在15-28℃温度下进行5-7天的驯化处理，最后将装置内的水从出水口排出，在所述的微生物仓内筛选得到驯化好的用于园林水质净化的微生物菌群。