CN109355206A - 复合微生物除氮菌剂 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种复合微生物除氮菌剂，其包含黑曲霉、枯草芽孢杆菌、亚硝化单胞菌、亚硝化螺菌、硝化刺菌、硝化球菌、铜绿假单细胞、脱氨副球菌、沼泽红假单胞菌属、红螺菌属和赤霉素。本发明的有益效果为：水中氨氮降低率为90％；成本低廉，制备工艺简单；净化水质，产品均为可降解物质，对环境无二次污染。

Description

复合微生物除氮菌剂

技术领域

本发明涉及微生物技术领域，具体涉及一种复合微生物除氮菌剂。

背景技术

水体富营养化是一种氮、磷等营养物质大量进入流动缓慢的水体，引起藻类及其他浮游生物大量繁殖和生长，使水体中溶解氧含量迅速下降，最终导致鱼类和其他水生生物死亡的现象。水体通常呈现黑色并伴有臭味。富营养化水体不能依靠自身的自净能力实现复原，要投加各种制剂并借助水处理设施来强化富营养化水体的净化过程。

黑水体的净水方法主要包括物理法、化学法和生物修复法三种方法：

物理法：换水法、沉淀通气法、过滤法、清淤法、吸附法和磁分离方法；

化学法：絮凝法、中和法、络合法和氧化还原法；

生物修复法：生物(微生物、植物、动物)生殖代谢法。

微生物修复法本质是通过微生物的分解代谢、合成代谢活动将水体中的污染物吸收、降解、转化，从而达到净化水质的目的。

微生物具有小、表面积大、耐污染能力强、转化效率高、繁殖速度快等特征，利用人工投加微生物从而对水体进行净化的技术种类繁多且发展迅速。

微生物主要五个个方面净化水体：

1)降解有机物

微生物分泌酶将水体中复杂有机物降解为简单有机物，水体中上层好氧微生物将简单有机物吸收进细胞内，在胞内酶的作用下完全氧化，产物通常为CO₂、H₂O；水体中下层间性厌氧及厌氧微生物在胞内酶作用下将有机物不完全氧化，产物为CO₂、H₂O、H₂、CH₄、H₂S和有机酸、醇、酮等产物。黑臭水体的主要成因是因为水体中含氧量过低，造成厌氧微生物成为优势菌种。

2)除氮

氨化菌将有机态的氮转化为氨(NH₃)，硝化细菌将氨转化为亚硝酸盐及硝酸盐，反硝化细菌将硝酸盐及亚硝酸盐转化为氮气并释放至大气中。

3)聚磷

聚磷菌通过合成代谢活动，将水体中的磷元素转化为自身有机磷。

4)降低重金属毒性

微生物吸收水体中的重金属用于生命活动或积存于细胞内；

微生物通过氧化还原反应改变重金属价态(例如Cr⁶⁺→Cr³⁺)；

微生物分泌产物与重金属发生络合、沉淀，或者产物具有促进络合作用。

5)抑制藻类

微生物增殖代谢消耗水中的氮、磷、硫等营养元素，与藻类形成营养竞争。

外源微生物投加技术是直接向水中投加一种或多种微生物组成的微生物制剂，对水中污染物质进行降解和转化，改善水环境质量的生物技术。目前用于水环境的微生态制剂的益生菌中主要有光合细菌、孢芽细菌、乳杆菌、双岐杆菌、硝化细菌。

现有技术中的微生物制剂具有以下缺点：

1)所述微生物菌种部分为好氧菌，对于溶解氧2mg/L的水体，使用过程中需要曝气设备进行辅助。

2)对于重金属浓度高的水体，重金属会影响微生物体内蛋白质的功能，造成代谢及繁殖效率低下，进而影响净水效果。

3)容易随水流扩散而致使菌种密度降低，不易形成优势菌种，为达到净水效果需加大菌剂使用量，增加成本。

因此，亟需一种新型的复合微生物除氮菌剂来克服上述技术缺陷，提高净化水体的效率，防止对环境的二次污染，降低生产成本。

发明内容

本发明目的是针对高氨氮污水水处理技术存在的问题，提供一种短期内有效降低氨氮的方法，本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种复合微生物除氮菌剂，其包含黑曲霉、枯草芽孢杆菌、亚硝化单胞菌、亚硝化螺菌、硝化刺菌、硝化球菌、铜绿假单细胞、脱氨副球菌、红假单胞菌属、红螺菌属和赤霉素。

优选地，所述的复合微生物除氮菌剂，按体积百分比计，其包含：

更优选地，所述复合微生物除氮菌剂，按体积百分比计，其包含：

本发明的另一方面涉及一种复合微生物除氮菌剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将黑曲霉、枯草芽孢杆菌、亚硝化单胞菌、亚硝化螺菌、硝化刺菌、硝化球菌、铜绿假单细胞、脱氨副球菌、红假单胞菌属、红螺菌属、赤霉素属接种至分别装有各菌株生长所需液体培养基的三角瓶中培养；

2)将活化好的各菌按照设计配比接种量接种至发酵罐中进行混合培养；

3)将混合液置于28℃环境下，搅拌速度200rpm，发酵2天后得到微生物除氮菌剂。

本发明的另一方面涉及所述的微生物除氮菌剂在污水除氮中的应用。

本发明所提供的复合微生物除氮菌剂由多种微生物及赤霉素混合而成，活菌数量高，对于氨氮去除率高于单一菌种；所使用的菌种环境适应性强，对环境无二次污染，对是环境友好型菌剂；所用微生物生殖代谢终产物为水和氮气，从根本上降低水体中氨氮总量；以及所述菌剂中添加的生长促进剂赤霉素，可以促进好氧微生物的增殖。

所述复合微生物除氮菌剂可使污水中氨氮降低率可达90％以上，且不含有化学物质，对环境无二次污染，是对环境友好型的菌剂。同时，所述复合微生物除氮菌剂制备工艺简单，生产成本低，在富营养化水体修复方面具有广阔的前景。

具体实施方式

为了更好地说明本发明，下面结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明系针对高氨氮污水水处理技术存在的问题，提供一种短期内有效降低氨氮的方法。

本发明的一种复合微生物除氮菌剂，其包含黑曲霉、枯草芽孢杆菌、亚硝化单胞菌、亚硝化螺菌、硝化刺菌、硝化球菌、铜绿假单细胞、脱氨副球菌、红假单胞菌属、红螺菌属和赤霉素。

所述的复合微生物除氮菌剂中，总活菌数量不低于1.0×10¹⁰cfg/g。

本发明的复合微生物除氮菌剂的制备方法，包括如下步骤：

1)将黑曲霉、枯草芽孢杆菌、亚硝化单胞菌、亚硝化螺菌、硝化刺菌、硝化球菌、铜绿假单细胞、脱氨副球菌、红假单胞菌属、红螺菌属、赤霉素接种至分别装有各菌株生长所需液体培养基的三角瓶中培养；

2)将活化好的各菌按照设计配比接种量接种至发酵罐中进行混合培养；

3)将混合液置于28℃环境下，搅拌速度200rpm，发酵2天后得到微生物除氮菌剂。下述实施例1-3的产品均采用上述方法制备而成。

实施例1

按照下述成分及配比，基于前述的制备方法制备复合微生物除氮菌剂。按体积百分比计，所述复合微生物除氮菌剂包含：

实施例2

按照下述成分及配比，基于前述的制备方法制备复合微生物除氮菌剂。按体积百分比计，所述复合微生物除氮菌剂包含：

实施例3

按照下述成分及配比，基于前述的制备方法制备复合微生物除氮菌剂。按体积百分比计，所述复合微生物除氮菌剂包含：

效果评价

1、试验材料

水样1取自在北京石景山某地进行采集水样及少量底泥(采样时间2018年7月31日，晴、35℃、西南风二级)，进行装瓶记录，采集的水样于4℃冰箱中保存。

水样2取自在北京房山某地进行采集水样及少量底泥(采样时间2018年8月1日，晴、34℃、南风一级)，进行装瓶记录，采集的水样于4℃冰箱中保存。

水样3取自在北京昌平某地进行采集水样及少量底泥(采样时间2018年8月1日，晴、34℃、南风一级)，进行装瓶记录，采集的水样于4℃冰箱中保存。

2、实验设计

1)每组配比使用取自三种不同水源的污水作为水样，每组实验做三个平行对照组。

2)在30℃下温度日照进行实验，每组实验每3小时测定一次实验水样中氨氮，并做记录。根据实验结果优选出效果最好微生物比例。

3、测定方法

氨氮：纳氏试剂分光光度法

仪器：连华科技5B-6C(V10)

4、实验数据计算

效果以氨氮降低率来表示,氨氮值由5B-6C(V10)型多参数水质测定仪确定。

氨氮降低率公式为：

η＝(C₀-C_t)/C₀*100％

式中η为氨氮降低率，C₀为处理前氨氮数值，C_t为处理后数值。数值同样用5B-6C(V10)型多参数水质测定仪确定。

下述表1为不同实施例对三种水样氨氮降低率的平均值，从表1中可以看出，不同实施例的氨氮降低率不同，其中实施例3对水样的氨氮降低率最高，分别达到89.28％、90.37％、91.23％，对污水中氨氮降低效果最好。

表1不同处理的氨氮平均降低率

数据分析表明，添加本发明的复合微生物除氮菌剂整体对氨氮去除率效果明显，氨氮去除率最高可达90％以上。同时，本发明的复合微生物除氮菌剂制备工艺简单，生产成本低廉，对环境无二次污染。因此，本发明的技术方案取得了非常优异的技术效果。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种复合微生物除氮菌剂，其包含：黑曲霉、枯草芽孢杆菌、亚硝化单胞菌、亚硝化螺菌、硝化刺菌、硝化球菌、铜绿假单细胞、脱氨副球菌、假单胞菌属、红螺菌属和赤霉素。

2.根据权利要求1所述的复合微生物除氮菌剂，其中总活菌数量不低于1.0×10¹⁰cfg/g。

3.根据权利要求1所述的复合微生物除氮菌剂，按体积百分比计，其包含：

4.根据权利要求2所述的复合微生物除氮菌剂，按体积百分比计，其包含：

5.一种复合微生物除氮菌剂的制备方法，其包括如下步骤：

1)将黑曲霉、枯草芽孢杆菌、亚硝化单胞菌、亚硝化螺菌、硝化刺菌、硝化球菌、铜绿假单细胞、脱氨副球菌、红假单胞菌属、红螺菌属、赤霉素接种至分别装有各菌株生长所需液体培养基的三角瓶中培养；

2)将活化好的各菌按照设计配比接种量接种至发酵罐中进行混合培养；

3)将混合液置于28℃环境下，搅拌速度200rpm，发酵2天后得到微生物除氮菌剂。

6.前述权利要求1-4中任一权利要求所述的复合微生物除氮菌剂在污水除氮中的应用。