CN109536405A

CN109536405A - 一种复合微生物制剂

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Publication number: CN109536405A
Application number: CN201811484841.9A
Authority: CN
Inventors: 张建; 张天宇; 范益铭; 李志红; 耿石磊; 赵志峰; 臧云昊; 刘凤刚; 吴佳兴; 赵珊; 赵云飞
Original assignee: BEIJING XIANGKUN WATER CONSERVANCY PROJECT Co Ltd
Current assignee: BEIJING XIANGKUN WATER CONSERVANCY PROJECT Co Ltd
Priority date: 2018-12-06
Filing date: 2018-12-06
Publication date: 2019-03-29

Abstract

一种复合微生物制剂，其包含微生物和生物酶。微生物部分包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、亚硝化单胞菌、亚硝化螺菌、铜铝假单胞菌、脱氮副球菌、植物乳杆菌、干酪乳杆菌、产朊假丝酵母、酿酒酵母、沼泽红假单胞菌、红螺菌、黑曲霉和粪肠球菌；生物酶部分包含微生物酶和好氧微生物促进剂。本发明的所述复合微生物制剂不含有化学物质，对环境无二次污染，是对环境友好型的菌剂。其制备工艺简单，生产成本低，在富营养化水体修复方面具有广阔的前景。

Description

一种复合微生物制剂

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制剂。

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：

1)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；

2)化学法：絮凝法、中和法、络合法和氧化还原法；

3)生物修复法：生物(微生物、植物、动物)生殖代谢法。

生物方法较物理法及化学法有以下几个优点：

1)每种化学用品都是针对性很强的产品，当遇到其他化学物质时就有可能失效，而生物制剂对污染物的去除具有普遍性；

2)化学产品可以暂时消除某些有害物质以及掩盖臭味，不能阻止有害物质的生成：

3)使用化学产品后，水体中会有残留，可能导致二次污染。生物制剂所含天然微生物，不含致病菌和病原体，微生物在酶的催化作用下，以污水中的有机营养物质为食物，当污水得到净化后，这些微生物会随污染物的减少而逐渐消亡；

4)无毒，无腐蚀性，使用方便，基本不需要添加设备或是工程，节省资金投入。

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。

微生物主要从五个方面净化水体：

(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、H₂0；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、H₂0、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)脱氮

具有氨化功能的微生物将有机态的氮转化为氨(NH₃)，具有硝化功能的微生物将氨转化为亚硝酸盐及硝酸盐，具有反硝化功能的微生物将硝酸盐及亚硝酸盐转化为氮气并释放至大气中。

(3)聚磷

具有聚磷功能的厌氧微生物在厌氧环境中水解聚磷和糖原产生三磷酸腺苷，同时吸收污水中的挥发性脂肪酸。ATP是生物的能量载体，存储与细胞内用于微生物生殖代谢，磷是ATP的组成成分之一，从而使聚磷菌成为优势菌种。

(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，微生物通过分泌氧化还原酶氧化还原反应改变重金属价态(例如Cr⁶⁺→Cr³⁺)，部分微生物分泌特定酶与重金属发生络合、沉淀。

(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、空间竞争。

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。这些微生物菌种单一，净化效果有限；不产芽孢菌剂存活期段，对环境耐受能力差；有的菌种生长缓慢，使用过程“活化”时间长，菌剂的加工、保存运输和使用均存在问题。

同时，现有技术方案存在以下缺点：1)在氧气不充足的厌氧条件下效果较差，净水结果不理想；2)水体的pH、温度、重金属含量对生态修复剂效果影响较大；3)生态修复剂投放至水体前期，会因为成份中存在的生物酶(即蛋白质)从而提高水中化学需氧量和氨氮数值；4)为实现生态修复剂对于水质广泛通用性，添加了多种生物酶，提高了生产成本。

因此，亟需一种新型的生态修复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

本发明是根据生态水体环境的特性进而研发的复合微生物制剂，以多种有益菌群为主要成份，通过优势种群，良性竞争，营养竞争，生活环境竞争等原因及特有菌群分泌的蛋白酶及生物酶，来抑制生态水体中的有害菌类，有害藻类，同时分解水体中的有机化合物，从根本上维持良好的微生态平衡。本发明提供一种复合微生物制剂，其包含微生物和生物酶。

所述微生物包含：枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、亚硝化单胞菌、亚硝化螺菌、铜铝假单胞菌、脱氮副球菌、植物乳杆菌、干酪乳杆菌、产朊假丝酵母、酿酒酵母、沼泽红假单胞菌、红螺菌、黑曲霉和粪肠球菌。

所述生物酶包含微生物酶和好氧微生物促进剂。

所述微生物酶包含：淀粉酶、α-半乳糖苷酶、β-葡聚糖酶、葡萄糖氧化酶、脂肪酶、麦芽糖酶、果胶酶、植酸酶、蛋白酶、木聚糖酶和纤维素酶。

优选地，按质量百分比计，所述微生物包含：

优选地，按质量百分比计，所述微生物酶包含：

淀粉酶 10-15％

α-半乳糖苷酶 3-8％

β-葡聚糖酶 3-8％

葡萄糖氧化酶 3-8％

脂肪酶 8-20％

麦芽糖酶 3-8％

果胶酶 2-8％

植酸酶 2-10％

蛋白酶 10-20％

木聚糖酶 2-10％

纤维素酶 10-15％。

优选地，按质量百分比计，所述好氧微生物促进剂包含至少2wt％赤霉素。

更优选地，按质量百分比计，所述微生物包含：

更优选地，按质量百分比计，所述微生物酶包含：

更优选地，按质量百分比计，所述好氧微生物促进剂包含2wt％赤霉素。

本发明所提供的复合微生物制剂能够降解水体中有机物，抑制水体中有害微生物，抑制水体中蓝藻的繁殖，消解水底沉积淤泥，并提高微生物制剂对于复杂水体的适应性，增加应用范围。

本发明所提供的复合微生物制剂由多种微生物、微生物酶、好氧微生物促进剂混合而成，活菌数量高，对于污染物去除率高于单一菌种，并且其可分泌有机酸、酶，抑制大肠杆菌、蓝藻等有害生物。所述复合微生物制剂不含有化学物质，对环境无二次污染，是对环境友好型的菌剂。同时，所述复合微生物制剂制备工艺简单，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，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。

下面提供具体实施例1-9并对采用本发明的复合微生物制剂的效果进行评价。

实施例1-9

表1显示的是实施例1-9的复合微生物制剂中各种成分的比例(按质量百分比计)。

表1：实施例1-9

实施例

1

2

3

4

5

6

7

8

9

枯草芽孢杆菌

10％

5％

地衣芽孢杆菌

10％

5％

亚硝化单胞菌

10％

5％

亚硝化螺菌

10％

5％

铜铝假单胞

10％

5％

脱氮副球菌

10％

5％

植物乳杆菌

5％

10％

5％

干酪乳杆菌

5％

10％

5％

产朊假丝酵母

5％

10％

酿酒酵母

5％

10％

沼泽红假单胞菌

5％

0.05

0.1

10％

红螺菌

5％

10％

黑曲霉

5％

10％

粪肠球菌

5％

10％

淀粉酶

15％

20％

10％

15％

20％

10％

15％

20％

10％

α-半乳糖苷酶

5％

3％

8％

5％

3％

8％

5％

3％

8％

β-葡聚糖酶

5％

3％

8％

5％

3％

8％

5％

3％

8％

葡萄糖氧化酶

5％

3％

8％

5％

3％

8％

5％

3％

8％

脂肪酶

15％

20％

8％

15％

20％

8％

15％

20％

8％

麦芽糖酶

5％

3％

8％

5％

3％

8％

5％

3％

8％

果胶酶

4％

2％

8％

4％

2％

8％

4％

2％

8％

植酸酶

4％

2％

10％

4％

2％

10％

4％

2％

10％

蛋白酶

15％

20％

10％

15％

20％

10％

15％

20％

10％

木聚糖酶

10％

2％

10％

2％

10％

2％

10％

纤维素酶

15％

20％

10％

15％

20％

10％

15％

20％

10％

赤霉素

2％

效果评价：

1.试验材料

水样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8月7日，晴、31℃、东南风一级)，进行装瓶记录，采集的水样于4℃冰箱中保存。其中COD：213mg/L；氨氮：11.5mg/L。

2.实验设计

1)将枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、亚硝化单胞菌、亚硝化螺菌、铜铝假单胞菌、脱氮副球菌、植物乳杆菌、干酪乳杆菌、产朊假丝酵母、酿酒酵母、沼泽红假单胞菌、红螺菌、黑曲霉和粪肠球菌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活化。

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天后得到复合菌液。

4)将淀粉酶、α-半乳糖苷酶、β-葡聚糖酶、葡萄糖氧化酶、脂肪酶、麦芽糖酶、果胶酶、植酸酶、蛋白酶、木聚糖酶、木聚糖酶、纤维素酶和赤霉素按照质量百分比进行混合配比。

5)取复合菌液1ml与1g复合酶促进剂使用蒸馏水进行稀释并投放进50L污水水样中，并辅以曝气设备进行辅助。

6)为减少外界因素环境影响，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。

7)在30℃下温度模拟日照进行实验,每组实验每八小时测定一次实验水样中氨氮、COD数值，并做记录。

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)

标准：HJ 535-2009

COD：快速消解分光光度法

仪器：连华科技5B-6C(V10)

标准：HJ/T 399-2007

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。

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

COD降低率公式为：

η＝(X₀-X_t)/X₀*100％

式中η为COD降低率，X₀为处理前氨氮数值，X_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。

5.测定结果

6.实验数据分析

从测定结果可以看出，每八小时测定一次污水COD数值，在0-24小时实施例5效果最优，COD从起始值213mg/L降为88mg/L，去除率为58.7％；在24-48小时，实施例9效果最优，COD从起始值213mg/L降为18mg/L，去除率为91.5％。

从测定结果可以看出，每八小时测定一次污水氨氮数值，在0-24小时实施例2效果最优，氨氮从起始值11.5mg/L降为3.14mg/L，去除率为72.7％；在24-48小时，实施例8效果最优，氨氮从起始值11.5mg/L将为0.86mg/L，去除率为92.5％。

从以上数据可以看出，COD去除率最高可达91.5％；氨氮去除率最高可达92.5％。同时，本发明的复合微生物制剂制备工艺简单，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

1.一种复合微生物制剂，其包含微生物和生物酶。

2.根据权利要求1所述的复合微生物制剂，其特征在于，所述微生物包含：枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、亚硝化单胞菌、亚硝化螺菌、铜铝假单胞菌、脱氮副球菌、植物乳杆菌、干酪乳杆菌、产朊假丝酵母、酿酒酵母、沼泽红假单胞菌、红螺菌、黑曲霉和粪肠球菌。

3.根据权利要求1所述的复合微生物制剂，其特征在于，所述生物酶包含微生物酶和好氧微生物促进剂。

4.根据权利要求3所述的复合微生物制剂，其特征在于，所述微生物酶包含：淀粉酶、α-半乳糖苷酶、β-葡聚糖酶、葡萄糖氧化酶、脂肪酶、麦芽糖酶、果胶酶、植酸酶、蛋白酶、木聚糖酶和纤维素酶。

5.根据权利要求2所述的复合微生物制剂，其特征在于，按质量百分比计，所述微生物包含：

6.根据权利要求4所述的复合微生物制剂，其特征在于，按质量百分比计，所述微生物酶包含：

淀粉酶 10-15％

α-半乳糖苷酶3-8％

β-葡聚糖酶3-8％

葡萄糖氧化酶3-8％

脂肪酶8-20％

麦芽糖酶3-8％

果胶酶2-8％

植酸酶2-10％

蛋白酶10-20％

木聚糖酶2-10％

纤维素酶10-15％。

7.根据权利要求3所述的复合微生物制剂，其特征在于，按质量百分比计，所述好氧微生物促进剂包含至少2wt％的赤霉素。

8.根据权利要求5所述的复合微生物制剂，其特征在于，按质量百分比计，所述微生物包含：

9.根据权利要求6所述的复合微生物制剂，其特征在于，按质量百分比计，所述微生物酶包含：

10.根据权利要求7所述的复合微生物制剂，其特征在于，按质量百分比计，所述好氧微生物促进剂包含2％的赤霉素。