CN109576201A - 一种培养土著微生物高效去除水体氨氮的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种培养土著微生物高效去除水体氨氮的方法，属于污水处理技术领域。该方法首先将从目标河道中采集的底泥或已挂膜的填料溶解于目标水体后过筛；然后加入第一营养物质得到第一培养液后原位曝气培养24～48h，以使土著微生物快速生长；其次再向培养后的溶液中继续加入第二营养物质得到第二培养液后原位曝气培养24h，以使土著微生物富集；最后将培养得到的菌液投加至目标河道中。本发明通过合理的培养液配方培养来自本土环境的土著微生物并针对性富集筛选出土著微生物中的功能性菌种，并直接投加至目标河道中，操作简便，能高效降低目标河道水体中的氨氮含量，改善目标河道水体的生态环境和自净能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种培养土著微生物高效去除水体氨氮的方法，属于污水处理技术领域。
背景技术
水体中的氨氮是指以游离态的氨分子(NH3)或铵根离子(NH4 +)形式存在的化合氨，它是各种类型氨的危害中最大的一种存在形式，是水体受到污染的标志之一。氨氮对水体的污染是一个世界性的问题，特别是在发展中国家，在过去的几十年里，由于工业化、城市化和经济的急速发展，导致了很多过剩的氨氮被排放到河流、湖泊、水库、地下水等水生环境中，而一旦有过量的氨氮进入水生环境，就会刺激植物和藻类的过度、不平衡生长，进而导致氧气的消耗和水体的富营养化，严重时还会导致水中的溶解氧含量下降，水质黑臭、鱼类死亡，最终导致湖泊的干涸、消失。因此如何降低水体中的氨氮含量是水生态修复的核心问题。
目前降低水中氨氮含量的方法主要有投加化学药剂、外加菌种以及种植水生植物等方法，投加化学药剂虽然在短时间内可以起到较显著的作用，但成本高，且在治理后会出现反复现象，实效甚微，外加菌种可以增加水体中脱氮微生物的数量，但存在外来菌种对水体的适应和生物入侵风险，种植具有解氮作用的水生植物虽然可以吸收利用水体中的氨氮，但是水生植物的生长周期较长且需要及时收割，费用较高，作用有限。
公开号为CN103911332A的中国发明专利公开了一种用于黑臭水体脱氮除磷复合菌的培育方法，该方法是将从黑臭水体中采集的底泥与污水厂采集的活性污泥一起混合培养驯化得到来自本土环境中的具有脱氮除磷作用的复合菌，虽然将该复合菌用于污水的处理既可以避免使用化学试剂的二次污染，对污水的处理效率也远高于种植水生植物。但是该培育方法操作复杂，成本高，此外，将该方法培育的复合菌应用于实际黑臭水体的河道时，由于河道中底泥及其他微生物等影响，该复合菌对河道水体的实际处理效果并不理想，且仍存在一定的生物入侵风险。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供一种培养土著微生物高效去除水体氨氮的方法，该方法首先通过合理的培养液配方培养来自本土环境的土著微生物并针对性富集筛选出土著微生物中的功能性菌种，然后将培养得到的含功能性菌种的菌液直接投加至目标河道中，该方法操作简便，不存在菌种的适应性及生物入侵风险问题，且能高效降低目标河道中的氨氮含量，改善目标河道的生态环境和自净能力。
为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：
一种培养土著微生物高效去除水体氨氮的方法，包括以下步骤：
(1)将从目标河道采集的底泥溶解于目标水体后过筛；然后加入第一营养物质得到第一培养液后原位曝气培养24～48h，以使土著微生物快速生长；所述底泥与目标水体的比例为5～10g∶1L，所述第一营养物质为每1L目标水体中加入10～25g乙酸钠、1～6g玉米浆、2～7g糖蜜、0.05～1g硫酸铵、0.01～0.08g磷酸二氢钾、0.5～2g硫酸镁、0.5～2g氯化钠；
(2)向经步骤(1)培养后的溶液中继续加入第二营养物质得到第二培养液后原位曝气培养24h，以使土著微生物富集；所述第二营养物质为每1L目标水体中加入20～50g乙酸钠、1～6g玉米浆、2～7g糖蜜、0.05～1g硫酸铵、0.01～0.08g磷酸二氢钾、0.5～2g硫酸镁、0.5～2g氯化钠；
(3)将经步骤(2)培养后得到的菌液投加至目标河道中。
优选地，步骤(3)中投加的菌液对目标河道中水体的体积分数为0.5‰～2‰。
优选地，步骤(1)或(2)中原位曝气培养时溶液中的溶解氧浓度大于2mg/L。
一种培养土著微生物高效去除水体氨氮的方法，包括以下步骤：
(1)将从目标河道采集的已挂膜的填料溶解于目标水体后过筛；然后加入第一营养物质得到第一培养液后原位曝气培养24～48h，以使土著微生物快速生长；所述填料与目标水体的比例为5～10cm∶1L，所述第一营养物质为每1L目标水体中加入10～25g乙酸钠、1～6g玉米浆、2～7g糖蜜、0.05～1g硫酸铵、0.01～0.08g磷酸二氢钾、0.5～2g硫酸镁、0.5～2g氯化钠；
(2)向经步骤(1)培养后的溶液中继续加入第二营养物质得到第二培养液后原位曝气培养24h，以使土著微生物富集；所述第二营养物质为每1L目标水体中加入20～50g乙酸钠、1～6g玉米浆、2～7g糖蜜、0.05～1g硫酸铵、0.01～0.08g磷酸二氢钾、0.5～2g硫酸镁、0.5～2g氯化钠；
(3)将经步骤(2)培养后得到的菌液投加至目标河道中。
本发明有益的技术效果在于：
1.本发明方法首先通过合理的培养液配方及培养条件培养来自本土环境的土著微生物并针对性富集筛选出土著微生物中的功能性菌种，然后将培养得到的含功能性菌种的菌液直接投加至目标河道中，操作简便，投加至目标河道的菌种能够快速适应河道的水体环境，不存在生物入侵危险且能高效降低目标河道水体中的氨氮含量，改善目标河道的生态环境和自净能力；
2.本发明通过对取自本土环境的土著微生物进行分阶段培养，通过优化各阶段的培养液配方及培养条件可针对性地使土著微生物快速生长后再快速富集，保证菌液的浓度，提高菌液在实际应用于目标河道时对水体的处理效果。
具体实施方式
下面通过实施例子，进一步阐述本发明的特点，但不对本发明的权利要求做任何限定。
从上海静安区某河道(目标河道)采集底泥、已挂膜的填料和河水(目标河水)，并将该河道划分成A、B、C、D、E、F、G、H、I等多个水域以便考察本发明各实施例的实际应用效果。
实施例1：
一种培养土著微生物高效去除水体氨氮的方法，包括以下步骤：
(1)将采集的5g底泥溶解于1L目标河水后过筛去除底泥水中含有的树叶等杂物；然后向其中加入10g乙酸钠、1g玉米浆、2g糖蜜、0.05g硫酸铵、0.01g磷酸二氢钾、0.5g硫酸镁、0.5g氯化钠得到第一培养液，原位曝气培养48h，曝气培养时保证水体中溶解氧浓度始终大于2mg/L，以使土著微生物快速生长；
(2)向经步骤(1)培养后的溶液中继续加入20g乙酸钠、1g玉米浆、2g糖蜜、0.05g硫酸铵、0.01g磷酸二氢钾、0.5g硫酸镁、0.5g氯化钠得到第二培养液，原位曝气培养24h，以使土著微生物富集；
(3)将经步骤(2)培养后得到的菌液投加至目标河道的水域A中，投加的菌液对目标河道水域A中河水的体积分数为0.5‰；依照《水和废水监测分析方法(第四版)》中方法检测投加1天后河道中水体的氨氮含量变化，结果见表1所示。
实施例2：
(1)将采集的10g底泥溶解于1L目标河水后过筛去除底泥水中含有的树叶等杂物；然后向其中加入25g乙酸钠、6g玉米浆、7g糖蜜、1g硫酸铵、0.08g磷酸二氢钾、2g硫酸镁、2g氯化钠得到第一培养液，原位曝气培养24h，曝气培养时保证水体中溶解氧浓度始终大于2mg/L，以使土著微生物快速生长；
(2)向经步骤(1)培养后的溶液中继续加入50g乙酸钠、6g玉米浆、7g糖蜜、1g硫酸铵、0.08g磷酸二氢钾、2g硫酸镁、2g氯化钠得到第二培养液，原位曝气培养24h，以使土著微生物富集；
(3)将经步骤(2)培养后得到的菌液投加至目标河道的水域B中，投加的菌液对目标河道水域B中河水的体积分数为2‰；依照《水和废水监测分析方法(第四版)》中方法检测投加1天后水体的氨氮含量变化，结果见表1所示。
实施例3：
(1)将采集的8g底泥溶解于1L目标河水后过筛去除底泥水中含有的树叶等杂物；然后向其中加入18g乙酸钠、4g玉米浆、5g糖蜜、0.07g硫酸铵、0.04g磷酸二氢钾、1.3g硫酸镁、1.3g氯化钠得到第一培养液，原位曝气培养36h，曝气培养时保证水体中溶解氧浓度始终大于2mg/L，以使土著微生物快速生长；
(2)向经步骤(1)培养后的溶液中继续加入36g乙酸钠、4g玉米浆、5g糖蜜、0.07g硫酸铵、0.04g磷酸二氢钾、1.3g硫酸镁、1.3g氯化钠得到第二培养液，原位曝气培养24h，以使土著微生物富集；
(3)将经步骤(2)培养后得到的菌液投加至目标河道的水域C中，投加的菌液对目标河道水域C中河水的体积分数为1.3‰；依照《水和废水监测分析方法(第四版)》中方法检测投加1天后水体的氨氮含量变化，结果见表1所示。
实施例4：
一种培养土著微生物高效去除水体氨氮的方法，包括以下步骤：
(1)将采集的5cm填料溶解于1L目标河水后过筛去除底泥水中含有的树叶等杂物；然后向其中加入10g乙酸钠、1g玉米浆、2g糖蜜、0.05g硫酸铵、0.01g磷酸二氢钾、0.5g硫酸镁、0.5g氯化钠得到第一培养液，原位曝气培养48h，曝气培养时保证水体中溶解氧浓度始终大于2mg/L，以使土著微生物快速生长；
(2)向经步骤(1)培养后的溶液中继续加入20g乙酸钠、1g玉米浆、2g糖蜜、0.05g硫酸铵、0.01g磷酸二氢钾、0.5g硫酸镁、0.5g氯化钠得到第二培养液，原位曝气培养24h，以使土著微生物富集；
(3)将经步骤(2)培养后得到的菌液投加至目标河道的水域D中，投加的菌液对目标河道水域D中河水的体积分数为0.5‰；依照《水和废水监测分析方法(第四版)》中方法检测投加1天后水体的氨氮含量变化，结果见表1所示。
实施例5：
(1)将采集的10cm填料溶解于1L目标河水后过筛去除底泥水中含有的树叶等杂物；然后向其中加入25g乙酸钠、6g玉米浆、7g糖蜜、1g硫酸铵、0.08g磷酸二氢钾、2g硫酸镁、2g氯化钠得到第一培养液，原位曝气培养24h，曝气培养时保证水体中溶解氧浓度始终大于2mg/L，以使土著微生物快速生长；
(2)向经步骤(1)培养后的溶液中继续加入50g乙酸钠、6g玉米浆、7g糖蜜、1g硫酸铵、0.08g磷酸二氢钾、2g硫酸镁、2g氯化钠得到第二培养液，原位曝气培养24h，以使土著微生物富集；
(3)将经步骤(2)培养后得到的菌液投加至目标河道的水域E中，投加的菌液对目标河道水域E中河水的体积分数为2‰；依照《水和废水监测分析方法(第四版)》中方法检测投加1天后水体的氨氮含量变化，结果见表1所示。
实施例6：
(1)将采集的8cm填料溶解于1L目标河水后过筛去除底泥水中含有的树叶等杂物；然后向其中加入18g乙酸钠、4g玉米浆、5g糖蜜、0.07g硫酸铵、0.04g磷酸二氢钾、1.3g硫酸镁、1.3g氯化钠得到第一培养液，原位曝气培养36h，曝气培养时保证水体中溶解氧浓度始终大于2mg/L，以使土著微生物快速生长；
(2)向经步骤(1)培养后的溶液中继续加入36g乙酸钠、4g玉米浆、5g糖蜜、0.07g硫酸铵、0.04g磷酸二氢钾、1.3g硫酸镁、1.3g氯化钠得到第二培养液，原位曝气培养24h，以使土著微生物富集；
(3)将经步骤(2)培养后得到的菌液投加至目标河道的水域F中，投加的菌液对目标河道水域F中河水的的体积分数为1.3‰；依照《水和废水监测分析方法(第四版)》中方法检测投加1天后水体的氨氮含量变化，结果见表1所示。
对比例1：
在目标河道的水域G中不外加任何物质和菌剂，依照《水和废水监测分析方法(第四版)》中方法检测投加1天后河水的氨氮含量，结果见表2所示。
对比例2：
取实施例2中过筛后的底泥水投加至目标河道的水域H中，投加的液体对目标河道水域H中河水的体积分数为2‰。依照《水和废水监测分析方法(第四版)》中方法检测投加1天后河水的氨氮含量，结果见表2所示。
对比例3：
采用公开号为CN103911332A的中国发明专利中的培育方法培养得到菌种悬浮液，将该菌种悬浮液投加至目标河道的水域I中，投加的菌液对目标河道水域I中河水的体积分数为2‰。依照《水和废水监测分析方法(第四版)》中方法检测投加1天后河水的氨氮含量变化，结果见表2所示。
表1
表2
| 实施例2 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | |
| 投加前 | 6.56 | 6.53 | 6.55 | 6.55 |
| 投加1天 | 2.14 | 6.25 | 5.30 | 4.43 |
| 差值 | 4.42 | 0.28 | 1.25 | 2.12 |
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种培养土著微生物高效去除水体氨氮的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将从目标河道采集的底泥溶解于目标水体后过筛；然后加入第一营养物质得到第一培养液后原位曝气培养24～48h，以使土著微生物快速生长；所述底泥与目标水体的比例为5～10g∶1L，所述第一营养物质为每1L目标水体中加入10～25g乙酸钠、1～6g玉米浆、2～7g糖蜜、0.05～1g硫酸铵、0.01～0.08g磷酸二氢钾、0.5～2g硫酸镁、0.5～2g氯化钠；
(2)向经步骤(1)培养后的溶液中继续加入第二营养物质得到第二培养液后原位曝气培养24h，以使土著微生物富集；所述第二营养物质为每1L目标水体中加入20～50g乙酸钠、1～6g玉米浆、2～7g糖蜜、0.05～1g硫酸铵、0.01～0.08g磷酸二氢钾、0.5～2g硫酸镁、0.5～2g氯化钠；
(3)将经步骤(2)培养后得到的菌液投加至目标河道中。
2.如权利要求1所述的培养土著微生物高效去除水体氨氮的方法，其特征在于，步骤(3)中投加的菌液对目标河道中水体的体积分数为0.5‰～2‰。
3.如权利要求1所述的培养土著微生物高效去除水体氨氮的方法，其特征在于，步骤(1)或(2)中原位曝气培养时溶液中的溶解氧浓度大于2mg/L。
4.如权利要求1所述的培养土著微生物高效去除水体氨氮的方法，其特征在于，步骤(1)中所述的底泥用采集于目标河道中的已挂膜的填料替换，所述填料与目标水体的比例为5～10cm∶1L。
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