CN108641985B - 一种用于河道污水净化的复合微生物净化剂及其制备方法 - Google Patents

一种用于河道污水净化的复合微生物净化剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于河道污水净化的复合微生物净化剂及其制备方法，该复合微生物净化剂包含复合菌，所述复合菌包含枯草芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌、施氏假单胞菌、反硝化交替单胞菌属以及亚硝化单胞菌属。本发明的用于河道污水净化的复合微生物净化剂制备方法简单，可以快速全面有效的净化水体，可快速有效降低河道污水中的COD、N、TP、色度，明显改善水体黑臭现象，效果明显，具有显著的生态效益，且适合于污染河道的原位修复，具有成本经济、使用简单等优势。

Description

一种用于河道污水净化的复合微生物净化剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及环保技术领域，具体涉及一种用于河道污水净化的复合微生物净化剂及其制备方法。
背景技术
近几十年来，我国城市化进程发展迅速，且伴随着工业化的快速发展，导致人们对水资源的需求量越来越大，而河道水污染事件频频发生，城市建成区中黑臭水体的数量有增无减，使水资源供给变得更为紧张。其中由于有机质、氮、磷的过度排放导致水体富营养化的问题尤为突出。
微生物作为水生态系统中的重要分解者，其在河道水体中自净过程中具有重要的作用，可快速有效的降解有机质、氮、磷等污染物，最终产物为简单、稳定的无机物，不产生二次污染。
一般来说，河道污水中本身所具有降解污染物功能的微生物数量较少，而且现有技术中的污水净化剂制备复杂，运行成本高，效果不明显，无法实现全面快速有效地净化水体。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于河道污水净化的复合微生物净化剂及其制备方法及其制备方法，解决现有技术中的污水净化剂制备复杂、运行成本高、效果不明显等的问题。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种用于河道污水净化的复合微生物净化剂，包含复合菌、硅藻土、微量元素营养液、秸秆渣粉、玉米粉以及鱼粉，所述复合菌包含枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis、沼泽红假单胞菌Rhodopseudomonas palustris、施氏假单胞菌Pseudomonas stutzeri、反硝化交替单胞菌属Alteromonas denitrificans以及亚硝化单胞菌属Nitrosomonas europaea。
在本发明的复合微生物净化剂中，所述复合菌、硅藻土、微量元素营养液、秸秆渣粉、玉米粉和鱼粉的质量份数为：20-50份的复合菌、30-70份的硅藻土、0.1-10份的微量元素营养液、1-15份的秸秆渣粉、1-15份的玉米粉、1-15份的鱼粉。
在本发明的复合微生物净化剂中，所述复合菌、硅藻土、微量元素营养液、秸秆渣粉、玉米粉和鱼粉的质量份数为：27-40份的复合菌、45-55份的硅藻土、0.5-2份的微量元素营养液、3-8份的秸秆渣粉、3-8份的玉米粉、3-8份的鱼粉。
本发明还提供了上述的复合微生物净化剂的制备方法，包括：
(a)在液体培养基中接种不同的高纯度菌种，包括枯草芽孢杆菌Bacillussubtilis、沼泽红假单胞菌Rhodopseudomonas palustris、施氏假单胞菌Pseudomonasstutzeri、反硝化交替单胞菌属Alteromonas denitrificans和亚硝化单胞菌属Nitrosomonas europaea，混合培养并富集，以此为基础制成复合菌；
(b)加入硅藻土、微量元素营养液、秸秆渣粉、玉米粉以及鱼粉，并与复合菌混合并搅拌均匀，烘干后得到复合微生物净化剂。
在本发明的制备方法中，所述枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis、沼泽红假单胞菌Rhodopseudomonas palustris、施氏假单胞菌Pseudomonas stutzeri、反硝化交替单胞菌属Alteromonas denitrificans以及亚硝化单胞菌属Nitrosomonas europaea的接种菌数均为2×109cfu/mL～3.5×109cfu/mL。
在本发明的制备方法中，所述液体培养基的组分包含：胰化蛋白胨8-12g/L、酵母提取物3-6g/L以及NaCl 8-12g/L。
在本发明的制备方法中，培养菌种的条件为：温度是22℃～28℃，pH是6.7～7.3。
在本发明的制备方法中，所述微量元素营养液包含有ZnSO4、CaCl2、MnCl2·4H2O、(NH4)6Mo7O24·4H2O、CuSO4·5H2O、CoCl2·6H2O以及FeCl2·4H2O。
在本发明的制备方法中，每千克所述微量元素营养液中包含有0.3-0.8g的ZnSO4、1-3g的CaCl2、2-3.5g的MnCl2·4H2O、0.3-0.8g的(NH4)6Mo7O24·4H2O、0.05-0.2g的CuSO4·5H2O、0.3-0.8g的CoCl2·6H2O以及3-4.5g的FeCl2·4H2O。
在本发明的制备方法中，制备得到的复合微生物净化剂的微生物量≥108cells/g。
实施本发明的用于河道污水净化的复合微生物净化剂及其制备方法，具有以下有益效果：本发明的用于河道污水净化的复合微生物净化剂制备方法简单，可以快速全面有效的净化水体，可快速有效降低河道污水中的COD、N、TP、色度，明显改善水体黑臭现象，效果明显，具有显著的生态效益，且适合于污染河道的原位修复，具有成本经济、使用简单等优势。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的用于河道污水净化的复合微生物净化剂及其制备方法作进一步说明：
本发明涉及一种用于河道污水净化的复合微生物净化剂，包含复合菌，复合菌包含枯草芽孢杆菌B.subtilis(Bacillus subtilis)、沼泽红假单胞菌Rhodopseudomonaspalustris、施氏假单胞菌Pseudomonas stutzeri、反硝化交替单胞菌属Alteromonasdenitrificans以及亚硝化单胞菌属Nitrosomonas europaea。
其中，枯草芽孢杆菌B.subtilis(Bacillus subtilis)、沼泽红假单胞菌Rhodopseudomonas palustris、施氏假单胞菌Pseudomonas stutzeri、反硝化交替单胞菌属Alteromonas denitrificans以及亚硝化单胞菌属Nitrosomonas europaea的接种菌数分别为2.0×109～3.5×109cfu/mL。优选地，枯草芽孢杆菌B.subtilis(Bacillussubtilis)、沼泽红假单胞菌Rhodopseudomonas palustris、施氏假单胞菌Pseudomonasstutzeri、反硝化交替单胞菌属Alteromonas denitrificans以及亚硝化单胞菌属Nitrosomonas europaea的接种菌数分别为2×109cfu/mL。
在复合微生物净化剂中还包含有硅藻土、微量元素营养液、秸秆渣粉、玉米粉以及鱼粉。上述复合菌、硅藻土、微量元素营养液、秸秆渣粉、玉米粉和鱼粉的质量份数为：20-50份的复合菌、30-70份的硅藻土、0.1-10份的微量元素营养液、1-15份的秸秆渣粉、1-15份的玉米粉、1-15份的鱼粉。优选地，上述复合菌、硅藻土、微量元素营养液、秸秆渣粉、玉米粉和鱼粉的质量份数为：27-40份的复合菌、45-55份的硅藻土、0.5-2份的微量元素营养液、3-8份的秸秆渣粉、3-8份的玉米粉、3-8份的鱼粉。
其中，微量元素营养液包含有ZnSO4、CaCl2、MnCl2·4H2O、(NH4)6Mo7O24·4H2O、CuSO4·5H2O、CoCl2·6H2O以及FeCl2·4H2O。每千克微量元素营养液中包含有0.3-0.8g的ZnSO4、1-3g的CaCl2、2-3.5g的MnCl2·4H2O、0.3-0.8g的(NH4)6Mo7O24·4H2O、0.05-0.2g的CuSO4·5H2O、0.3-0.8g的CoCl2·6H2O以及3-4.5g的FeCl2·4H2O。
上述的复合微生物净化剂的制备方法包括：
A、在液体培养基中接种不同的高纯度菌种，包括枯草芽孢杆菌B.subtilis(Bacillus subtilis)、沼泽红假单胞菌Rhodopseudomonas palustris、施氏假单胞菌Pseudomonas stutzeri、反硝化交替单胞菌属Alteromonas denitrificans和亚硝化单胞菌属Nitrosomonas europaea，接种菌数均为1.5×109～3.5×109cfu/mL，接种菌数均为2×109cfu/mL，混合培养并富集，以此为基础制成复合菌，备用；
液体培养基的组分包含：胰化蛋白胨8-12g/L、酵母提取物3-6g/L以及NaCl 8-12g/L；优选地，液体培养基的组分包含：胰化蛋白胨10g/L、酵母提取物5g/L、NaCl 10g/L；培养菌种的条件为：温度是22℃～28℃，pH是6.7～7.3；B、按上述的质量份数配比将复合菌、硅藻土、微量元素营养液、秸秆渣粉、玉米粉和鱼粉放入到搅拌装置中搅拌均匀，低温35℃烘干，得到形态为固体粉末的复合微生物净化剂，易于保藏和使用，其微生物量达到108cells/g以上。其中，低温烘干的温度为30℃～35℃，优选为35℃。
本发明的用于河道污水净化的复合微生物净化剂成本低廉，能够有效地净化污染河道中的COD、总氮、氨氮、总磷浓度等污染物，净化后的水体部分指标可达到地表V类水标准。
下面通过具体实施例进行详细说明。
实施例1：
在液体培养基中接种不同的高纯度菌种，包括枯草芽孢杆菌B.subtilis(Bacillus subtilis)、沼泽红假单胞菌Rhodopseudomonas palustris、施氏假单胞菌Pseudomonas stutzeri、反硝化交替单胞菌属Alteromonas denitrificans和亚硝化单胞菌属Nitrosomonas europaea，接种菌数均为2×109cfu/mL，混合培养并富集，以此为基础制成复合菌，备用；将340kg复合菌、500kg硅藻土、10kg微量元素营养液、50kg秸秆渣粉、50kg玉米粉和50kg鱼粉放入到搅拌装置中搅拌均匀得到混合物，其中每千克微量元素营养液中包含0.5g的ZnSO4、2g的CaCl2、2.5g的MnCl2·4H2O、0.5g的(NH4)6Mo7O24·4H2O、0.1g的CuSO4·5H2O和0.5g的CoCl2·6H2O、3.8g的FeCl2·4H2O，对搅拌均匀后的混合物进行低温35℃烘干，得到形态为固体粉末的复合微生物净化剂，易于保藏和使用，其微生物量达到108cells/g以上。其中，液体培养基的组分包含：胰化蛋白胨10g/L、酵母提取物5g/L、NaCl10g/L；培养菌种的条件为：温度约为25℃，pH约为7.0。
取污染河道水样，位于广州基盛万科中央公园，此水样各指标分别为：COD为75.8mg/L，总氮浓度为11.8mg/L，氨氮浓度为10.5mg/L，总磷浓度为0.8mg/L，pH为7，溶解氧浓度为4.5mg/L，温度为25℃。
实验方案：取10L河道水样于玻璃缸中，结合曝气设备进行缓慢曝气，曝气量为1-3m3/h，于玻璃缸中直接投加微生物菌剂，投加量为1g/m3，反应时间72h。
反应后水样各指标浓度为：COD为33.5mg/L，总氮浓度为5.5mg/L，氨氮浓度为3.2mg/L，总磷浓度为0.34mg/L，水体净化效果显著。
实施例2：
在液体培养基中接种不同的高纯度菌种，包括枯草芽孢杆菌B.subtilis(Bacillus subtilis)、沼泽红假单胞菌Rhodopseudomonas palustris、施氏假单胞菌Pseudomonas stutzeri、反硝化交替单胞菌属Alteromonas denitrificans和亚硝化单胞菌属Nitrosomonas europaea，接种菌数均为3.5×109cfu/mL，混合培养并富集，以此为基础制成复合菌，备用；将270kg复合菌、550kg硅藻土、20kg微量元素营养液、80kg秸秆渣粉、30kg玉米粉和80kg鱼粉放入到搅拌装置中搅拌均匀得到混合物，其中每千克微量元素营养液中包含0.3g的ZnSO4、3g的CaCl2、2g的MnCl2·4H2O、0.8g的(NH4)6Mo7O24·4H2O、0.2g的CuSO4·5H2O和0.3g的CoCl2·6H2O、4.5g的FeCl2·4H2O，对搅拌均匀后的混合物进行低温35℃烘干，得到形态为固体粉末的复合微生物净化剂，易于保藏和使用，其微生物量达到108cells/g以上。其中，液体培养基的组分包含：胰化蛋白胨8g/L、酵母提取物3g/L、NaCl12g/L；培养菌种的条件为：温度是22℃～28℃，pH是6.7～7.3。
在污染河道中直接进行试验，位于广州基盛万科中央公园，此水样各指标分别为：COD为75.8mg/L，总氮浓度为11.8mg/L，氨氮浓度为10.5mg/L，总磷浓度为0.8mg/L，pH为7，溶解氧浓度为4.5mg/L，温度为25℃。
实验方案：结合曝气设备进行缓慢曝气，每天在河道上游直接投加微生物菌剂，估算河道水量后，投加量控制约为1g/m3，曝气量为1-3m3/h，连续运行3d后，在河道距离投加菌剂处200米，取污染河道水样进行浓度测定。
净化后水样各指标浓度为：COD为49.2mg/L，总氮浓度为6.7mg/L，氨氮浓度为5.3mg/L，总磷浓度为0.37mg/L，现场污染河道净化效果显著。
实施例3：
在液体培养基中接种不同的高纯度菌种，包括枯草芽孢杆菌B.subtilis(Bacillus subtilis)、沼泽红假单胞菌Rhodopseudomonas palustris、施氏假单胞菌Pseudomonas stutzeri、反硝化交替单胞菌属Alteromonas denitrificans和亚硝化单胞菌属Nitrosomonas europaea，接种菌数均为2.0×109cfu/mL，混合培养并富集，以此为基础制成复合菌，备用；将400kg复合菌、450kg硅藻土、5kg微量元素营养液、30kg秸秆渣粉、80kg玉米粉和30kg鱼粉放入到搅拌装置中搅拌均匀得到混合物，其中每千克微量元素营养液中包含0.8g的ZnSO4、1g的CaCl2、3.5g的MnCl2·4H2O、0.3g的(NH4)6Mo7O24·4H2O、0.05g的CuSO4·5H2O和0.8g的CoCl2·6H2O、3g的FeCl2·4H2O，对搅拌均匀后的混合物进行低温30℃烘干，得到形态为固体粉末的复合微生物净化剂，易于保藏和使用，其微生物量达到108cells/g以上。其中，液体培养基的组分包含：胰化蛋白胨12g/L、酵母提取物6g/L、NaCl8g/L；培养菌种的条件为：温度约为25℃，pH约为7.0。
在污染河道中直接进行试验，位于广州基盛万科中央公园，此水样各指标分别为：COD为75.8mg/L，总氮浓度为11.8mg/L，氨氮浓度为10.5mg/L，总磷浓度为0.8mg/L，pH为7，溶解氧浓度为4.5mg/L，温度为25℃。
实验方案：结合曝气设备进行缓慢曝气，每天在河道上游直接投加微生物菌剂，估算河道水量后，投加量控制约为1g/m3，曝气量为1-3m3/h，连续运行3d后，在河道距离投加菌剂处200米，取污染河道水样进行浓度测定。
净化后水样各指标浓度为：COD为45.8mg/L，总氮浓度为6.1mg/L，氨氮浓度为4.9mg/L，总磷浓度为0.33mg/L，现场污染河道净化效果显著。
实施例4：
在液体培养基中接种不同的高纯度菌种，包括枯草芽孢杆菌B.subtilis(Bacillus subtilis)、沼泽红假单胞菌Rhodopseudomonas palustris、施氏假单胞菌Pseudomonas stutzeri、反硝化交替单胞菌属Alteromonas denitrificans和亚硝化单胞菌属Nitrosomonas europaea，接种菌数均为2×109cfu/mL，混合培养并富集，以此为基础制成复合菌，备用；将200kg复合菌、700kg硅藻土、100kg微量元素营养液、10kg秸秆渣粉、10kg玉米粉和150kg鱼粉放入到搅拌装置中搅拌均匀得到混合物，其中每千克微量元素营养液中包含0.5g的ZnSO4、2g的CaCl2、2.5g的MnCl2·4H2O、0.5g的(NH4)6Mo7O24·4H2O、0.1g的CuSO4·5H2O和0.5g的CoCl2·6H2O、3.8g的FeCl2·4H2O，对搅拌均匀后的混合物进行低温33℃烘干，得到形态为固体粉末的复合微生物净化剂，易于保藏和使用，其微生物量达到108cells/g以上。其中，液体培养基的组分包含：胰化蛋白胨10g/L、酵母提取物5g/L、NaCl10g/L；培养菌种的条件为：温度是22℃～28℃，pH是6.7～7.3。取污染河道水样，位于广州基盛万科中央公园，此水样各指标分别为：COD为75.8mg/L，总氮浓度为11.8mg/L，氨氮浓度为10.5mg/L，总磷浓度为0.8mg/L，pH为7，溶解氧浓度为4.5mg/L，温度为25℃。
实验方案：取10L河道水样于玻璃缸中，结合曝气设备进行缓慢曝气，曝气量为1-3m3/h，于玻璃缸中直接投加微生物菌剂，投加量为1g/m3，反应时间72h。
反应后水样各指标浓度为：COD为53.5mg/L，总氮浓度为7.5mg/L，氨氮浓度为6.2mg/L，总磷浓度为0.44mg/L，水体净化效果显著。
实施例5：
在液体培养基中接种不同的高纯度菌种，包括枯草芽孢杆菌B.subtilis(Bacillus subtilis)、沼泽红假单胞菌Rhodopseudomonas palustris、施氏假单胞菌Pseudomonas stutzeri、反硝化交替单胞菌属Alteromonas denitrificans和亚硝化单胞菌属Nitrosomonas europaea，接种菌数均为2×109cfu/mL，混合培养并富集，以此为基础制成复合菌，备用；将500kg复合菌、300kg硅藻土、1kg微量元素营养液、150kg秸秆渣粉、150kg玉米粉和10kg鱼粉放入到搅拌装置中搅拌均匀得到混合物，其中每千克微量元素营养液中包含0.5g的ZnSO4、2g的CaCl2、2.5g的MnCl2·4H2O、0.5g的(NH4)6Mo7O24·4H2O、0.1g的CuSO4·5H2O和0.5g的CoCl2·6H2O、3.8g的FeCl2·4H2O，对搅拌均匀后的混合物进行低温35℃烘干，得到形态为固体粉末的复合微生物净化剂，易于保藏和使用，其微生物量达到108cells/g以上。其中，液体培养基的组分包含：胰化蛋白胨10g/L、酵母提取物5g/L、NaCl10g/L；培养菌种的条件为：温度是22℃～28℃，pH是6.7～7.3。
取污染河道水样，位于广州基盛万科中央公园，此水样各指标分别为：COD为75.8mg/L，总氮浓度为11.8mg/L，氨氮浓度为10.5mg/L，总磷浓度为0.8mg/L，pH为7，溶解氧浓度为4.5mg/L，温度为25℃。
实验方案：取10L河道水样于玻璃缸中，结合曝气设备进行缓慢曝气，曝气量为1-3m3/h，于玻璃缸中直接投加微生物菌剂，投加量为1g/m3，反应时间72h。
反应后水样各指标浓度为：COD为55.1mg/L，总氮浓度为7.4mg/L，氨氮浓度为6.5mg/L，总磷浓度为0.46mg/L，水体净化效果显著。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进或变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种复合微生物净化剂的制备方法，其特征在于，包括：
(a)在液体培养基中接种不同的高纯度菌种，包括枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis、沼泽红假单胞菌Rhodopseudomonas palustris、施氏假单胞菌Pseudomonas stutzeri、反硝化交替单胞菌属Alteromonas denitrificans和亚硝化单胞菌属Nitrosomonaseuropaea，混合培养并富集，以此为基础制成复合菌；所述枯草芽孢杆菌Bacillussubtilis、沼泽红假单胞菌Rhodopseudomonas palustris、施氏假单胞菌Pseudomonasstutzeri、反硝化交替单胞菌属Alteromonas denitrificans以及亚硝化单胞菌属Nitrosomonas europaea的接种菌数均为2.0×109cfu/mL～3.5×109cfu/mL；
(b)加入硅藻土、微量元素营养液、秸秆渣粉、玉米粉以及鱼粉，并与复合菌混合并搅拌均匀，烘干后得到复合微生物净化剂；所述复合菌、硅藻土、微量元素营养液、秸秆渣粉、玉米粉和鱼粉的质量份数为：20-50份的复合菌、30-70份的硅藻土、0.1-10份的微量元素营养液、1-15份的秸秆渣粉、1-15份的玉米粉、1-15份的鱼粉。
2.根据权利要求1所述的复合微生物净化剂的制备方法，其特征在于，所述液体培养基的组分包含：胰蛋白胨8-12g/L、酵母提取物3-6g/L以及NaCl 8-12g/L。
3.根据权利要求2所述的复合微生物净化剂的制备方法，其特征在于，培养菌种的条件为：温度是22℃～28℃，pH是6.7～7.3。
4.根据权利要求1所述的复合微生物净化剂的制备方法，其特征在于，所述微量元素营养液包含有ZnSO4、CaCl2、MnCl2·4H2O、(NH4)6Mo7O24·4H2O、CuSO4·5H2O、CoCl2·6H2O以及FeCl2·4H2O。
5.根据权利要求4所述的复合微生物净化剂的制备方法，其特征在于，每千克所述微量元素营养液中包含有0.3-0.8g的ZnSO4、1-3g的CaCl2、2-3.5g的MnCl2·4H2O、0.3-0.8g的(NH4)6Mo7O24·4H2O、0.05-0.2g的CuSO4·5H2O、0.3-0.8g的CoCl2·6H2O以及3-4.5g的FeCl2·4H2O。
6.根据权利要求1所述的复合微生物净化剂的制备方法，其特征在于，制备得到的复合微生物净化剂的微生物量≥108cells/g。
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