CN107760625B

CN107760625B - 用于治理不同污染程度河水的复合微生物菌剂

Info

Publication number: CN107760625B
Application number: CN201711106182.0A
Authority: CN
Inventors: 韩伟; 何凡; 黄秀静; 赵红挺
Original assignee: Zhejiang Jinhuanbao Biotechnology Co ltd
Current assignee: Zhejiang Jinhuanbao Biotechnology Co ltd
Priority date: 2017-11-10
Filing date: 2017-11-10
Publication date: 2020-06-23
Anticipated expiration: 2037-11-10
Also published as: CN107760625A

Abstract

本发明公开用于治理不同污染程度河水的复合微生物菌剂。利用有机综合评价法CPI对不同污染程度的河水进行分类，并有针对性地配比出用于治理轻度、中度和重度污染河水的复合微生物菌剂，做到了对症下药，避免了有效微生物的流失和浪费，提高了微生物利用效率和处理效果的同时节约了经济成本。本发明的复合微生物菌剂中的各菌种之间相互协调，共同作用，通过氧化还原和发酵等途径，分解氧化有机物，投加到水体中后能够较快且稳定地占据水生生态系统的生态位，形成有益微生物的优势菌群，抑制有害微生物的生长繁殖。

Description

用于治理不同污染程度河水的复合微生物菌剂

技术领域

本发明属于生物技术治理污染河道领域，具体涉及用于治理不同污染程度河水的复合微生物菌剂。

背景技术

河流在城市发展进程中起着重要的作用，不仅为城市提供着水源，而且也是城市对外交通的重要渠道，对城市居民的工作、生活都有着重要而深远的影响。然而，经济的迅速发展和人口的快速膨胀导致城市河道受到越来越多的污染。来自点源和面源的污染破坏了河流的水生生态平衡，城市河道水质呈现出不同程度的污染，主要超标的污染因子为有机物、氨氮和总磷。

微生物修复技术作为一种新型河道水体污染修复技术，其应用高效功能微生物使河道内的微生物保持较高的活性，使河道中污染物的降解和转化速度加快，以达到河道治理的效果。微生物修复技术凭借其费用低、能耗少、效果好、持续时间长、无二次污染的优点，成为最具发展前景的主体修复技术。

复合微生物菌剂是由两种或两种以上且互补拮抗的有益微生物菌种制成的微生物制剂，通过微生物自身的繁殖代谢能够净化河水中的污染物，分解水中过量的氮磷元素、亚硝酸盐、硫化氢等不良因素。利用多种有益微生物之间的相互作用来维持河道的水生生态平衡。

当前现有技术中，用于治理河道的复合微生物菌剂并未针对污染程度来进行配比，而是统一用受污染的河道来进行描述，这种复合微生物菌剂配比没有做到对症下药，不能够有针对性地处理河水中的污染物，造成了有益微生物的流失和浪费。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供用于治理不同污染程度河水的复合微生物菌剂。

以化学需氧量COD、氨氮含量指标NH₃-N和总磷含量TP为影响因子，采用有机综合评价法对河道的污染程度进行分类，其计算公式为：

式中：COD_i、NH₃-N_i、TP_i为实测值；COD₀、NH₃-N₀、TP₀为《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)之Ⅴ类水质标准值。当CPI为3-6时，属于轻度污染河道；当CPI为6-9时，属于中度污染河道；当CPI大于9时，属于重度污染河道，确定污染程度从而能进一步确定河道当时的水体状态，从而有针对性地配比最佳的复合微生物菌剂及投加量。

当CPI为3-6时，属于轻度污染河道，该类污染河道一般溶解氧较高，COD较低，氮磷略高于《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅴ类水标准。针对此种情况，本发明给出一种复合微生物菌剂，所述的复合微生物菌剂由如下重量百分比的原料组成：光合细菌10-25％、酵母菌2-8％、施氏假单胞菌10-15％、放线菌15-29％、反硝化细菌10-25％、产碱杆菌10-25％、枯草芽孢杆菌15-29％。

当CPI为6-9时，属于中度污染河道。由于少量生活污水的排入，该类河道一般氮磷较高，富营养化严重。针对此种情况，本发明给出一种复合微生物菌剂，所述的复合微生物菌剂由如下重量百分比的原料组成：光合细菌15-20％、枯草芽孢杆菌20-25％、硝化细菌10-25％、反硝化细菌15-25％、假单胞菌10-20％、气单胞菌5-10％。

当CPI大于9时，属于重度污染河道，由于生活污水的排入，导致河水氮磷浓度很高，同时伴随着有机污染即COD、氮磷浓度均较高，河水呈黑臭状态。针对此种情况，本发明给出一种复合微生物菌剂，所述的复合微生物菌剂由如下重量百分比的原料组成：蜡状芽孢杆菌15-25％、枯草芽孢杆菌10-20％、琼氏不动杆菌15-25％、氧化硫杆菌15-25％、乳酸菌5-15％、酵母菌2-8％、放线菌15-25％。

本发明中所选用的微生物菌种均为本领域的常规菌种，可以从市场上购买到，或从中国普通微生物菌种保藏管理中心(CGMCC)购买。

本发明中涉及到的复合微生物菌剂的制备方法可按常规方法进行培养，单个菌种培养完成后再按比例混合即可。

本发明的有益效果：利用有机综合评价法CPI对不同污染程度的河水进行分类，并有针对性地配比出用于治理轻度、中度和重度污染河水的复合微生物菌剂，做到了对症下药，避免了有效微生物的流失和浪费，提高了微生物利用效率和处理效果的同时节约了经济成本。

针对不同污染程度河道的治理，复合微生物菌剂的成分和含量有一定的差别，对于轻度污染河道，本发明可降低河水中的氮磷元素，避免河道出现富营养化的情况，对于中度污染河道，本发明可有效降解水体中的有机物，抑制有害菌群及有害藻类的生长繁殖，去除氨氮、亚硝酸盐，对于重度污染河道，本发明可明显改善黑臭现象，消除水体异味，提高水体透明度。

本发明的复合微生物菌剂中的各菌种之间相互协调，共同作用，通过氧化还原和发酵等途径，分解氧化有机物，投加到水体中后能够较快且稳定地占据水生生态系统的生态位，形成有益微生物的优势菌群，抑制有害微生物的生长繁殖。光合细菌的代谢产物可被水体中的水生生物直接吸收，同时为其他微生物提供了繁殖的养分。酵母菌合成的酵母蛋白和促进细胞分裂的活性化物质为其他微生物提供了增殖所需要的基质。放线菌分泌的抗生素、维生素和酶等物质提高了各微生物的活性，加快了其处理污染物的速度。乳酸菌靠摄取光合细菌、酵母菌产生的糖类形成乳酸，乳酸具有很强的杀菌能力，能有效抑制有害微生物的活动和有机物的急剧腐败分解。产碱杆菌能够以乳酸菌、光合细菌产生的乳酸、氨基酸为碳源，分解河水中超标的磷元素。本发明中的各菌种间能够相互配合，共同调控水体微生物生态结构，维持水体生态平衡。

具体实施方式

根据实施例所示，对本发明进行进一步说明。

实施例1

用于轻度污染河水治理的复合微生物菌剂，包括复合微生物光合细菌、酵母菌、施氏假单胞菌、放线菌、反硝化细菌、产碱杆菌、枯草芽孢杆菌。所述的复合微生物菌剂由如下重量百分比的原料组成：光合细菌15％、酵母菌5％、施氏假单胞菌15％、放线菌20％、反硝化细菌15％、产碱杆菌15％、枯草芽孢杆菌15％。

浙江省湖州市安县梅溪镇的某河道，于2017年5月进行过清淤处理和水生植物修复，但是河水水质仍不达标，取样后测定其水质指标：COD为37mg/L，NH₃-N为3.2mg/L，TP为0.7mg/L，溶解氧含量8.3mg/L，pH值为7.85，检测其CPI为4.275，属于轻度污染河道。2017年7月投加本实施例所述的用于轻度污染河水治理的复合微生物菌剂，经过20天的治理，COD下降至20mg/L，NH₃-N下降至1.4mg/L，TP下降至0.28mg/L，该河道由劣Ⅴ类水提升至地表水环境标准的Ⅳ类水标准。

本发明使用的复合微生物菌剂针对轻度污染河水的特点进行配比，该类污染河道一般溶解氧较高，COD较低，氮磷略高于《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅴ类水标准，放线菌可降解底泥中的有机污染物，消减过厚的底泥层，产碱杆菌可分解水中超标的磷元素，反硝化细菌可分解水中超标的氮元素，复合微生物菌群在河水中共同作用，达到脱氮除磷的效果。

本发明中治理轻度污染河水的复合微生物菌剂的投加量为治理段河水水量体积的0.2-0.5‰。

实施例2

用于中度污染河水治理的复合微生物菌剂，包括复合微生物光合细菌、枯草芽孢杆菌、硝化细菌、反硝化细菌、假单胞菌、气单胞菌。所述的复合微生物菌剂由如下重量百分比的原料组成：光合细菌15％、枯草芽孢杆菌25％、硝化细菌15％、反硝化细菌20％、假单胞菌15％、气单胞菌10％。

浙江省湖州市安县孝丰镇的某河道，由于周边有农田，下雨天时田地中施放的农药会随地表径流的作用进入河水中，而且该河道常年受到附近居民混合污水的影响，河水较浑浊，河道沿岸漂浮着一层青苔，取样后测定其水质指标：COD为64mg/L，NH₃-N为5.2mg/L，TP为1.9mg/L，溶解氧含量3.2mg/L，pH值为8.0，透明度12cm，检测其CPI为8.95，属于中度污染河道。2017年6月投加本实施例所述的用于中度污染河水治理的复合微生物菌剂，于2017年7月对该河道水质进行复测，结果显示COD下降至35mg/L，NH3-N下降至1.7mg/L，TP下降至0.36mg/L，透明度提升至20cm，溶解氧含量增加至5.5mg/L，该河道由中度污染河水提升至地表水环境标准的Ⅴ类水标准。

本发明使用的复合微生物菌剂针对中度污染河水的特点进行配比，由于少量生活污水的排入，该类河道一般氮磷较高，富营养化严重，枯草芽孢杆菌可抑制水产中的弧菌、大肠杆菌和杆状病毒等有害微生物，净化水质；硝化细菌和反硝化细菌可去除水中的氨氮和亚硝酸盐；假单胞菌和气单胞菌可以降解藻类产生的藻毒素。

本发明中治理中度污染河水的复合微生物菌剂的投加量为治理段河水水量体积的0.5-0.8‰。

实施例3

用于重度污染河水治理的复合微生物菌剂，包括复合微生物蜡状芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、琼氏不动杆菌、氧化硫杆菌、乳酸菌、酵母菌、放线菌、反硝化细菌。所述的复合微生物菌剂由如下重量百分比的原料组成：蜡状芽孢杆菌15％、枯草芽孢杆菌15％、琼氏不动杆菌15％、氧化硫杆菌20％、乳酸菌10％、酵母菌5％、放线菌20％、。

安徽省广德县某河道，由于常年缺乏管理，附近的工厂将未经处理的污水偷排入雨水管网流入该河道，引发河体黑臭现象，对河水取样后测定其水质指标：河水COD为145mg/L，NH₃-N为24mg/L，TP为2.8mg/L，溶解氧含量2.1mg/L，pH值为8.7，透明度8cm，底泥有机质3.82％，底泥TN为1520mg/kg，底泥TP为1035mg/kg，检测其CPI为22.625，属于重度污染河道。2017年8月在对该地工厂截污纳管的基础上，投加本实施例所述的用于重度污染河水治理的复合微生物菌剂，2个月后，COD下降至37mg/L，NH₃-N下降至2.8mg/L，TP下降至0.9mg/L，透明度提升至15cm，溶解氧增加至4.3mg/L，底泥中有机质下降至1.06％，底泥中TN下降至720mg/kg，底泥中TP下降至640mg/kg。河水中COD去除率达74.5％，NH₃-N去除率达88.3％，TP去除率达67.9％。

本发明使用的复合微生物菌剂针对重度污染河水的特点进行配比，由于生活污水的排入，导致河水氮磷浓度很高，同时伴随着有机污染即COD、氮磷浓度均较高，河水呈黑臭状态。蜡状芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和琼氏不动杆菌对水中过量有机物的去除效果很好；氧化硫杆菌可降低水体中硫化物浓度，有效改善水体黑臭问题；放线菌可降解底泥中的有机污染物，消减过厚的底泥层。复合微生物菌群在河水中共同作用，降低污染水体中氨氮和总磷含量，分解水体中硫化氢等有害物质，有效改善河道水生环境，提高水体的透明度。

本发明中治理重度污染河水的复合微生物菌剂的投加量为治理段河水水量体积的0.8‰-1‰。

实施例4

取浙江省湖州市安县梅溪镇的某轻度污染河道水样，带回实验室做小试实验，加入实施例1复合微生物菌剂中光合细菌10wt％、酵母菌8wt％、施氏假单胞菌10wt％、放线菌29wt％、反硝化细菌13wt％、产碱杆菌10wt％、枯草芽孢杆菌20wt％；处理效果如表1所示。

表1

	COD(mg/L)	NH<sub>3</sub>-N(mg/L)	TP(mg/L)
				处理前	37	3.2	0.7
处理后	25	1.7	0.32
				去除率	32.4％	46.9％	54.3％

实施例5

取浙江省湖州市安县梅溪镇的某轻度污染河道水样，带回实验室做小试实验，加入实施例1复合微生物菌剂中光合细菌25wt％、酵母菌2wt％、施氏假单胞菌10wt％、放线菌15wt％、反硝化细菌10wt％、产碱杆菌23wt％、枯草芽孢杆菌15wt％；处理效果如表2所示。

表2

实施例6

取浙江省湖州市安县梅溪镇的某轻度污染河道水样，带回实验室做小试实验，加入实施例1复合微生物菌剂中光合细菌10wt％、酵母菌2wt％、施氏假单胞菌10wt％、放线菌15wt％、反硝化细菌24wt％、产碱杆菌10wt％、枯草芽孢杆菌29wt％；处理效果如表3所示。

表3

	COD(mg/L)	NH<sub>3</sub>-N(mg/L)	TP(mg/L)
				处理前	37	3.2	0.7
处理后	24	1.5	0.3
				去除率	35.1％	53.1％	57.1％

实施例7

取浙江省湖州市安县梅溪镇的某轻度污染河道水样，带回实验室做小试实验，加入实施例1复合微生物菌剂中光合细菌23wt％、酵母菌2wt％、施氏假单胞菌10wt％、放线菌15wt％、反硝化细菌10wt％、产碱杆菌25wt％、枯草芽孢杆菌15wt％；处理效果如表4所示。

表4

	COD(mg/L)	NH<sub>3</sub>-N(mg/L)	TP(mg/L)
				处理前	37	3.2	0.7
处理后	20	1.8	0.34
				去除率	50％	43.8％	51.4％

实施例8

取浙江省湖州市安县梅溪镇的某轻度污染河道水样，带回实验室做小试实验，加入实施例1复合微生物菌剂中光合细菌20wt％、酵母菌5wt％、施氏假单胞菌10wt％、放线菌15wt％、反硝化细菌25wt％、产碱杆菌10wt％、枯草芽孢杆菌15wt％；处理效果如表5所示。

表5

实施例9

取浙江省湖州市安县孝丰镇的某中度污染河道水样，加入实施例2复合微生物菌剂中光合细菌20wt％、枯草芽孢杆菌20wt％、硝化细菌10wt％、反硝化细菌25wt％、假单胞菌20wt％、气单胞菌5wt％；处理效果如表6所示。

表6

	COD(mg/L)	NH<sub>3</sub>-N(mg/L)	TP(mg/L)
				处理前	64	5.2	1.9
处理后	36	2.0	0.35
				去除率	43.8％	61.5％	81.6％

实施例10

取浙江省湖州市安县孝丰镇的某中度污染河道水样，加入实施例2复合微生物菌剂中光合细菌15wt％、枯草芽孢杆菌25wt％、硝化细菌25wt％、反硝化细菌15wt％、假单胞菌10wt％、气单胞菌10wt％；处理效果如表7所示。

表7

	COD(mg/L)	NH<sub>3</sub>-N(mg/L)	TP(mg/L)
				处理前	64	5.2	1.9
处理后	38	1.8	0.34
				去除率	40.6％	65.4％	82.1％

实施例11

取安徽省广德县某重度污染河道水样，带回实验室做小试实验，加入实施例3复合微生物菌剂中蜡状芽孢杆菌15wt％、枯草芽孢杆菌20wt％、琼氏不动杆菌15wt％、氧化硫杆菌15wt％、乳酸菌15wt％、酵母菌8wt％、放线菌12wt％；处理效果如表8所示。

表8

	COD(mg/L)	NH<sub>3</sub>-N(mg/L)	TP(mg/L)
				处理前	145	24	2.8
处理后	42	2.8	1.1
				去除率	71％	88.3％	60.7％

实施例12

取安徽省广德县某重度污染河道水样，带回实验室做小试实验，加入实施例3复合微生物菌剂中蜡状芽孢杆菌25wt％、枯草芽孢杆菌10wt％、琼氏不动杆菌25wt％、氧化硫杆菌8wt％、乳酸菌15wt％、酵母菌2wt％、放线菌15wt％；处理效果如表9所示。

表9

	COD(mg/L)	NH<sub>3</sub>-N(mg/L)	TP(mg/L)
				处理前	145	24	2.8
处理后	40	2.6	1.0
				去除率	72.4％	89.2％	64.3％

实施例13

取安徽省广德县某重度污染河道水样，带回实验室做小试实验，加入实施例3复合微生物菌剂中蜡状芽孢杆菌25wt％、枯草芽孢杆菌20wt％、琼氏不动杆菌25wt％、氧化硫杆菌5wt％、乳酸菌15wt％、酵母菌5wt％、放线菌5wt％；处理效果如表10所示。

表10

	COD(mg/L)	NH<sub>3</sub>-N(mg/L)	TP(mg/L)
				处理前	145	24	2.8
处理后	37	2.7	0.9
				去除率	74.5％	88.8％	67.9％

实施例14

取安徽省广德县某重度污染河道水样，带回实验室做小试实验，加入实施例3复合微生物菌剂中蜡状芽孢杆菌25wt％、枯草芽孢杆菌20wt％、琼氏不动杆菌25wt％、氧化硫杆菌15wt％、乳酸菌5wt％、酵母菌5wt％、放线菌5wt％；处理效果如表11所示。

表11

	COD(mg/L)	NH<sub>3</sub>-N(mg/L)	TP(mg/L)
				处理前	145	24	2.8
处理后	40	3.0	0.8
				去除率	72.4％	87.5％	71.4％

综上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围，凡依本申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。

Claims

1.用于治理不同污染程度河水的复合微生物菌剂，其特征在于以化学需氧量COD、氨氮含量指标NH₃-N和总磷含量TP为影响因子，采用有机综合评价法对河道的污染程度进行分类，其计算公式为：

CPI=

；

式中：COD_i、NH₃-N_i、TP_i为实测值；COD₀、NH₃-N₀、TP₀ 为《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）之Ⅴ类水质标准值；

当CPI为3-6时，复合微生物菌剂由如下重量百分比的原料组成：光合细菌10-25％、酵母菌 2-8％、放线菌15-29％、反硝化细菌20-40％、产碱杆菌10-25％、枯草芽孢杆菌15-29％；其中反硝化细菌包括施氏假单胞菌与其他反硝化细菌，其中施氏假单胞菌占复合微生物菌剂的10-15％；

投加量为治理段河水水量体积的0.2-0.5‰。

2.用于治理不同污染程度河水的复合微生物菌剂，其特征在于以化学需氧量COD、氨氮含量指标NH₃-N和总磷含量TP为影响因子，采用有机综合评价法对河道的污染程度进行分类，其计算公式为：

CPI=

；

当CPI为6-9时，复合微生物菌剂由如下重量百分比的原料组成：光合细菌15-20％、枯草芽孢杆菌 20-25％、硝化细菌10-25％、反硝化细菌15-25％、假单胞菌 10-20％、气单胞菌5-10％；

投加量为治理段河水水量体积的0.5-0.8‰。

3.用于治理不同污染程度河水的复合微生物菌剂，其特征在于以化学需氧量COD、氨氮含量指标NH₃-N和总磷含量TP为影响因子，采用有机综合评价法对河道的污染程度进行分类，其计算公式为：

CPI=

；

当CPI大于9时，复合微生物菌剂由如下重量百分比的原料组成：蜡状芽孢杆菌15-25％、枯草芽孢杆菌10-20％、琼氏不动杆菌15-25％、氧化硫杆菌 5-15％、乳酸菌5-15％、酵母菌2-8％、放线菌15-25％；

投加量为治理段河水水量体积的0.8‰-1‰。