CN106365322A

CN106365322A - 一种高效治理黑臭水的方法

Info

Publication number: CN106365322A
Application number: CN201610355243.6A
Authority: CN
Inventors: 林海军; 赵英; 王新民
Original assignee: LUYU ECOLOGICAL ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: LUYU ECOLOGICAL ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2016-05-25
Filing date: 2016-05-25
Publication date: 2017-02-01

Abstract

本发明公开了一种用于高效治理黑臭水的光合菌的激活方法，包括步骤1:光合细菌的富集，采集现场不同地方的底泥或污水取50mL加入到500mL透明容器中，加450ml光合细菌富集培养基，并密封处理，置于25‑30℃，光照强度3000‑5000Lux，光暗比12h:12h的人工气候箱中培养，定期上下翻转晃动，持续时间7‑12天；步骤2：在预设温度的室内设有40-100瓦的白炽灯，该白炽灯距离液面20-40cm，每平方米白炽灯为1-3个，将步骤1中富集成功的光合菌液转入到容纳10-25kg光合菌液的容器中进行一次扩培，扩培时需要加入1％-3％扩培配方溶解液，培养时间4-7天；步骤3：对步骤2中扩培好的光合菌液转入容纳光合菌液100kg的容器进行二次扩培，二次扩培时扩培配方溶解液添加比例在2％-3％，培养时间2-4天，其余条件与一次扩培相同。

Description

一种高效治理黑臭水的方法

技术领域

本发明涉及黑臭水治理技术领域，尤其涉及一种高效治理黑臭水的方法。

背景技术

本部分中的陈述仅仅提供了与本发明公开的内容有关的背景信息，且可能不构成现有技术。

城市内湖泊、河道等景观水体是城市人居环境中重要的组成部分，具有环境、水源、娱乐、交通、经济等功能。但是由于城市化进程的不断加快以及城市人口的聚集，不仅工业废水和生活污水排放量增加，而且成分也逐渐复杂，使得越来越多的城市河流变得黑臭，严重影响居民生活、城市形象和生态环境。因此消除黑臭、改善感观，美化城市，已是城市河流治理中首要解决的问题。19世纪至上世纪，英国伦敦的泰晤士河成为世界上最早发生黑臭的河流之一，之后德国的莱茵河、美国的芝加哥河、特拉华河等纷纷受到严重污染，水体出现常年黑臭。我国最早出现河流黑臭是在80年代，随着改革开放及工业化的进程，大量工业废水和生活污水连续排放，全国水域大面积受污染，不符合国家饮用水标准的就超过了一半，像上海的苏州河、宁波的内河、南京的秦淮河、苏州的外城河、常州的大通河、武汉的黄孝河、巡司河等已经出现季节性或常年性的黑臭，黑臭现象非常普遍，水体污染形势也非常严峻。

城市河道黑臭主要是过量纳污导致水体供氧和耗氧失衡的结果，水体缺氧乃至厌氧条件下污染物转化并产生氨氮、硫化氢、挥发性有机酸等臭恶臭物质以及铁、猛硫化物等黑色物质。生活污水是导致城市河道黑臭的最普遍和最主要的污染源。其他污染源还有：生活垃圾、有机工业废水、合流制管网溢流污水、污水厂尾水、畜禽养殖场粪便污水等。河流的黑臭不仅影响着经济的持续发展，还严重影响了居民的健康和生活。2015年4月，国务院出台的《水污染防治行动计划》(即“水十条”)提出，“到2020年前，地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10％以内；到2030年，城市建成区黑臭水体总体得到消除”。

黑臭水的治理一般分为三种，即物理法、化学法和生物法，物理法和化学法处理黑臭水不仅费用高，而且很可能会造成二次污染，而且由于开放式河道难以杜绝控制污染物排入，治理一段时间后，河道又逐渐黑臭，并逐渐形成新的污染底泥。因此不能从根本上解决黑臭问题。生物法主要是指通过植物、微生物或植物-微生物联合来改善黑臭水质，该法成本较低、实施方便简单。目前随着环保要求的提高和环境微生物技术的不断发展，微生物修复以其投资低、效益高且运行管理方便的特点逐渐发展并应用到实践中。并且在我国部分地区进行的实践中取得了比较理想的效果。利用微生物的作用处理黑臭水方面已经进行了很多研究。王俊华等利用放线菌对皂河黑臭水体进行处理，当接种量为10％时，在30℃、pH7.0及摇床条件下，10d后对废水COD的去除率可达到75％，对氨氮、正磷酸盐的去除率均达到95％以上。虽然放线菌对黑臭水体COD、氨氮、正磷酸盐达到很高的去除效果，但它需人为充氧且投入量较大。赵志萍等[5]从EM菌剂中定向富集净化黑臭水体高效菌，如醉母菌、乳酸菌、放线菌等，结果发现这些菌单独净化黑臭河水效果并不佳，COD去除率最大为56.9％，除放线菌对NH3-N的降解率高达95.3％，其它菌对氨氮降解作用不大，最终结果显示EM菌剂中富集出来的单菌效果明显低于EM复合菌。王琨等研究单独使用微生物和联合使用微生物及水生植物处理黑臭水，相对于水生植物，微生物处理黑臭水效果更为明显，微生物菌株能够通过加速黑臭水中有机物的降解，从而提高溶解氧浓度，并大幅度改善水体黑臭状态。考虑到微生物的投加非常方便(无需任何专用设备，直接投撒即可)，而水生植物的种植则需要构建浮排等专用设施，还需要定期进行收割等管理工作，因此在已投加微生物进行黑臭水治理的前提下，无需再投放水生植物。

光合细菌(Photosynthetic Bactiera，简称PSB)是一类能进行不放氧光合作用的细菌的总称。它能以光为能源，以小分子有机物、氨、硫化物等作为电子供氢体，降解和同化有机物，具有重要的生态意义和应用价值。目前已被广泛应用在有机废水、生活垃圾、粪尿处理、光合产氢、水产和禽蓄养殖等方面。光合细菌分布极为广泛，在氧气含量有限而光线能到达的表面水、底泥中数量最多，尤其是污染严重的河流底泥中，具有较强的生长能力、生物学活性及净化水质、同化氨和提高水体溶解氧的能力。利用光合细菌改善水体黑臭具有十分重要的意义。董秋明等利用光合细菌在厌氧条件下处理制药废水，3d后COD除率74.5％，同时也大幅降低水中的硫化物。郑耀通等通过优化光合细菌的净化条件，在25～30℃、添加量5％条件下，光合细菌对废水COD去除率由60～80％升高到95.2％。

光合菌相比乳酸菌、放线菌等其他微生物处理，工艺简单，效果较好。而且能够在降低水中有机物的同时增加水中的溶解氧，使得水体净化速率加快，有巨大的潜在应用价值。

现有黑臭水处理菌剂培养及应用方法主要有以下缺点：

1)成本高，以及生物安全问题，目前国内应用的黑臭水微生物菌剂及其产品大部分为国外引进产品，不仅成本高而且存在一定的生物安全性问题；

2)适应性差，由于现有的大部分功能菌培养都是在设定好的比较适宜生长的环境中进行培养和发酵，因此导致功能菌剂在应用时对现场环境适应较差，应用效果一般；

3)培养周期长，现有微生物功能菌培养的方法一般都是先取样，而后在实验室进行摇瓶富集培养几代以后，然后再扩培应用，这种培养方法周期太长，尤其在实验室培养阶段一般需要1-2个月；

4)现场应用效果差且不易推广，现有功能菌剂一般都是在发酵厂大规模发酵后，再运输到现场进行投加，该方法对培养环境要求较高，不宜大规模推广应用，并且现有报道都是在点源应用，效果不稳定且出现反复，还未见有在河流等比较大的水体成功应用的案例。

故现有技术有待改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具有低成本、应用性好、培养周期短，现场应用门槛低且易推广的黑臭水治理方法。

本发明的技术解决方案是：一种高效治理黑臭水的方法及应用，其特征在于：

包括以下步骤；

步骤1:光合细菌的富集，采集现场不同地方的底泥或污水取50mL加入到500mL透明容器中，加450ml光合细菌富集培养基，并密封处理，置于25-30℃，光照强度3000-5000Lux，光暗比12h:12h的人工气候箱中培养，定期上下翻转晃动，持续时间7-12天；

步骤2：一次扩培，在预设温度的室内设有40-100瓦的白炽灯，该白炽灯距离液面20-40cm，每平方米白炽灯为1-3个，将步骤1中富集成功的光合菌液转入到容纳10-25kg光合菌液的容器中进行一次扩培，扩培时需要加入1％-3％扩培配方溶解液，培养时间4-7天；

步骤3：二次扩培，对步骤2中扩培好的光合菌液转入容纳光合菌液100kg的容器进行二次扩培，二次扩培时扩培配方溶解液添加比例在2％-3％，培养时间2-4天，其余条件与一次扩培相同。

所述光合细菌富集培养基包括硫酸铵0.6-1.2g，酵母膏1.5-2.0g，氯化镁0.1-0.5g，磷酸氢二钾0.2-0.8g，磷酸二氢钾0.2-1.0g，氯化钠1.8-2.5g，95％乙醇8-14ml，水1000ml。

所述扩培配方溶解液包括硫酸铵0.08％-0.5％，玉米浆0.4％-1.2％，氯化镁0.01％-0.05％，碳酸氢钠0.05％-2.0％。

步骤4，在需要修复治理的黑臭水河岸需建造若干水泥池，将步骤3中已扩培好的预设量的光合菌液加入水泥池，同时初次水泥池培养按1.5％-2％比例加入扩培配方溶解液，最后在水泥池中加满河道黑臭水并定期开通循环泵搅拌开始培养，到培养液转为暗红色时即可，培养时间7-10天；现场扩培之好后每次水池中需要保留20％-35％的原菌液作为母液进行下次培养，第二次培养由于有大量母液存在，因此二次培养周期远低于初次培养，培养时间4-7天，且激活体系添加量在1％-1.5％即可。

所述水泥池直径尺寸为3米，高度为1.5米，在距离水泥池底部0.3-0.5m处设一出水口，另外再设一水循环泵，用来给水池加水以及对激活菌液搅拌。

本发明的有益效果：本发明富集、激活培养的光合细菌来自于现场污染严重的河流水样和底泥中，因此不存在生物安全问题，并且菌株零成本。

本发明富集、激活培养的光合细菌其适应性能也远优于外来菌种，并且由于最后应用时是用现场黑臭水扩繁，因此效果也优于在室内大规模发酵后再到现场使用。

本发明由于添加了自主研发的扩培营养剂，并根据现场黑臭水中光合菌群的分布重新优化了营养成分之间的配比，因此在培养时间上比常规的光合菌培养周期有显著优势。

本发明操作简单可行，可以用于处理不同黑臭程度的水体，不受区域限制。且成本低廉，无须曝气充氧，就可达到较好净化效果，经济高效，易于大面积推广应用。

附图说明

图1为本发明水泥池结构示意图。

具体实施方式

实施例：

一种高效治理黑臭水的方法及应用，其包括步骤1光合细菌的富集：将现场不同地方采集的底泥或污水取50mL加人到500mL透明塑料瓶中，加450ml光合细菌富集培养基，拧紧瓶盖并用封口膜封口，置于25-30℃，光照强度3000-5000Lux，光暗比12h：12h的人工气候箱中培养，定期上下翻转晃动，约7-12天培养液呈现暗红色，即表明富集成功。

步骤2一次扩培，扩培最好在室内进行，以保证温度不会过低影响光合菌生长，同时室内需要添加40-100瓦左右的白炽灯，灯距离液面20-40cm，每平方米白炽灯在1-3个，对上述富集成功的光合菌液转入到10-25kg塑料桶中进行一次扩培，扩培时需要加入1％-3％扩培配方溶解液，培养时间4-7天。

步骤3二次扩培，对上述中扩培好的光合菌液转入100kg塑料桶进行二次扩培，二次扩培时激活配方溶解液添加比例在2％-3％，培养时间2-4天，其余条件与一次扩培相同，完成后即可准备现场应用。

步骤4根据水流量、治理周期以及污染程度等具体参数，计算在需要修复治理的黑臭水河岸需建造若干5-10吨左右的水泥池，其次对步骤3中已扩培好的1吨光合菌液加入水泥池，同时初次水泥池培养按1.5％-2％比例加入激活体系溶解液，最后在水泥池中加满河道黑臭水并定期开通循环泵搅拌开始培养，到培养液转为暗红色时即可，培养时间7-10天。现场扩培之好后每次水池中需要保留20％-35％的原菌液作为母液进行下次培养，第二次培养由于有大量母液存在，因此二次培养周期远低于初次培养，培养时间4-7天，且激活体系添加量在1％-1.5％即可。

水泥池可建造为圆柱体造型，直径尺寸在3米，高度为1.5米，在距离水泥池底部0.3-0.5m处设一出水口，另外再设一水循环泵，用来给水池加水以及对激活菌液搅拌，水泥池包括水泥罐1；循环水管道2；循环水和进水管道3；进水管道4；循环水泵5；阀门6；出水管道7。

富集配方：硫酸铵0.6-1.2g，酵母膏1.5-2.0g，氯化镁0.1-0.5g，磷酸氢二钾0.2-0.8g，磷酸二氢钾0.2-1.0g，氯化钠1.8-2.5g，95％乙醇8-14ml，水1000ml，灭菌后备用。

扩培配方：硫酸铵0.08％-0.5％，玉米浆0.4％-1.2％，氯化镁0.01％-0.05％，碳酸氢钠0.05％-2.0％。

本发明室内富集激活前样品为黑色液体，富集激活后为暗红色液体。

本发明室内富集激活光合菌剂处理黑臭水效果如表1所示，检测指标分别为CODcr、NH₃-N、TP、DO、嗅阈值以及色度，检测方法分别为GB11914-89、HJ535-2009、GB11893-89、GB11913-89、嗅阈值法和GB11903-89。激活后光合菌剂的菌浓在5.8*10⁸个/ml，黑臭水中光合菌剂的添加量为1％，光合菌生物量采用血球计数法。

表1激活后光合菌菌剂室内评价效果

本发明将现场激活的光合菌剂直接投放到黑臭河水中后，经检测光合菌生物量在10⁵-10⁶之间，2个月后水体水质指标检测如下表2所示，检测指标有CODcr、NH₃-N、TP、DO、色度及嗅阈值，检测方法见步骤3。

表2激活后光合菌菌剂室外评价效果

本发明富集、激活培养的光合细菌来自于现场污染严重的河流水样和底泥中，因此不存在生物安全问题，并且菌株零成本。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种高效治理黑臭水的方法，其特征在于：

包括以下步骤；

步骤1:光合细菌的富集，采集现场不同地方的底泥或污水取50mL加入到500mL透明容器中，加450ml光合细菌富集培养基，并密封处理，置于25-30℃，光照强度3000-5000Lux，光暗比12h：12h的人工气候箱中培养，定期上下翻转晃动，持续时间7-12天；

2.根据权利要求1所述的一种高效治理黑臭水方法，其特征在于：所述光合细菌富集培养基包括硫酸铵0.6-1.2g，酵母膏1.5-2.0g，氯化镁0.1-0.5g，磷酸氢二钾0.2-0.8g，磷酸二氢钾0.2-1.0g，氯化钠1.8-2.5g，95％乙醇8-14ml，水1000ml。

3.根据权利要求1所述的一种高效治理黑臭水方法，其特征在于：述扩培配方溶解液包括硫酸铵0.08％-0.5％，玉米浆0.4％-1.2％，氯化镁0.01％-0.05％，碳酸氢钠0.05％-2.0％。

4.根据权利要求1所述的一种高效治理黑臭水方法，其特征在于：步骤4，在需要修复治理的黑臭水河岸需建造若干水泥池，将步骤3中已扩培好的预设量的光合菌液加入水泥池，初次水泥池培养按1.5％-2％比例加入扩培配方溶解液，最后在水泥池中加满河道黑臭水并定期开通循环泵搅拌开始培养，到培养液转为暗红色时即可，培养时间7-10天；现场扩培之好后每次水池中需要保留20％-35％的原菌液作为母液进行下次培养，第二次培养由于有大量母液的存在，因此二次培养周期远低于初次培养，培养时间4-7天，且激活体系添加量在1％-1.5％即可。

5.根据权利要求4所述的一种高效治理黑臭水方法，其特征在于：所述水泥池直径尺寸为3米，高度为1.5米，在距离水泥池底部0.3-0.5m处设一出水口，另外再设一水循环泵，用来给水池加水以及对激活菌液搅拌。