CN109607820A

CN109607820A - 一种水体修复方法

Info

Publication number: CN109607820A
Application number: CN201811556916.XA
Authority: CN
Inventors: 黄政雄
Original assignee: Shenzhen Hemin Biotechnology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Hemin Biotechnology Co Ltd
Priority date: 2018-12-19
Filing date: 2018-12-19
Publication date: 2019-04-12

Abstract

本发明公开了一种水体修复方法，是将一种缓释型微生物水质改良剂按1～2个/m²的投放密度投放至污水中，每隔30天复投一次，进而达到长效修复污染水体的目的。所述缓释型微生物水质改良剂是按以下质量百分数的各组分混合发酵后所得：复合微生物菌剂15～20%，营养剂5～10%，增稠剂1～5%，稳定剂60～80%，其中有效活菌数为10⁷～10⁸cfu/g。该缓释型微生物水质改良剂不仅能有效降低水体中的氨氮、亚硝酸盐的含量，增加溶氧量，消除水体异味，吸附污染水体中重金属污染；还改善了传统微生态制剂的缺点，降低了水温、水质和药残等外界因素对水质改良作用效果的影响，能长期净化水体，显著降低养殖成本。

Description

一种水体修复方法

技术领域

本发明涉及水产养殖技术领域，具体地，涉及一种水体修复方法。

背景技术

近年来我国水产养殖业发展迅速，集约化高密度养殖成为发展趋势，然而也导致养殖生态环境遭到破坏。由于不注重规划、养殖方式不合理，盲目追求高密度和高产量，过量使用饲料和药物，严重超出水体承载能力，鱼病和水质问题不断严重。药物和饲料的残留、生物的排泄物、死体和有机残体的积累，导致水体严重污染，溶氧下降，氨氮、亚硝酸盐和硫化氢等有害物质增加，化学需氧量增加，还存在一定程度的重金属污染现象。水质的好坏直接影响到水生动物的健康，随着生态健康养殖观念的深入，养殖水质管理和水质改良剂的使用成为日常水产养殖的重点之一。

目前用于水质改良剂的微生物种类繁多，单一使用某一微生物都存在一些缺点。现有技术中有将多种微生物培育后混合为复合微生态制剂，以期发挥它们的综合作用。但是，多种微生物共存时，由于不同微生物的生长、繁殖条件不同，有些甚至存在相互拮抗作用，限制了复合微生态制剂的应用和功能。此外，微生态制剂的使用受温度、药残外界条件的影响较大，使用要求较高，实际效果会有较大波动。因此，选择哪些菌种和辅料进行复配制成复合微生态制剂，且能够长效持久的保持水质净化效果，是目前水产养殖领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的上述不足，提供一种缓释型微生物水质改良剂，通过将复合微生物菌剂与营养剂、增稠剂和稳定剂按一定比例混合，起到缓释、长效净化水体的效果。

本发明的另一目的在于提供上述缓释型微生物水质改良剂的制备方法。

本发明的另一目的在于提供一种水体修复方法，通过利用上述缓释型微生物水质改良剂达到持久净化污染水体的效果。

为了实现上述目的，本发明是通过以下方案予以实现的：

一种缓释型微生物水质改良剂，是按以下质量百分数的各组分混合发酵后所得：复合微生物菌剂15～20％，营养剂5～10％，增稠剂1～5％，稳定剂60～80％，其中有效活菌数为10⁷～10⁸cfu/g。

优选地，所述缓释型微生物水质改良剂是按以下质量百分数的各组分混合发酵后所得：复合微生物菌剂20％，营养剂10％，增稠剂5％，稳定剂65％，其中有效活菌数为10⁷～10⁸cfu/g。

本发明针对污染水体中的主要有害物质氨氮、亚硝酸盐、重金属污染等，经过多次试验，成功地将部分菌种进行培育、驯化，筛选出能高效降解氨氮、亚硝酸盐，消除水体异味，吸附重金属的菌种。

优选地，所述复合微生物菌剂由以下质量百分数的各菌悬液组成：光合细菌20～30％，硝化细菌15～20％，放线菌15～20％，曲霉5～10％，芽孢杆菌10～15％，酵母菌5～10％，乳酸菌5～10％；每种菌悬液中有效活菌数为10⁷～10⁸cfu/mL。

更优选地，所述复合微生物菌剂由以下质量百分数的各菌悬液组成：光合细菌25～30％，硝化细菌17～19％，放线菌16～18％，曲霉6～9％，芽孢杆菌12～14％，酵母菌7～9％，乳酸菌6～8％；每种菌悬液中有效活菌数为10⁷～10⁸cfu/mL。

更优选地，所述复合微生物菌剂由以下质量百分数的各菌悬液组成：光合细菌28％，硝化细菌18％，放线菌17％，曲霉8％，芽孢杆菌13％，酵母菌8％，乳酸菌8％；每种菌悬液中有效活菌数为10⁷～10⁸cfu/mL。

进一步地，所述光合细菌为光能异养菌，能以光为能源在厌氧条件下以水中鱼虾残铒及排泄物为碳源进行不产氧的光合作用，合成大量菌体。因此，在复合微生物菌剂中添加光合细菌能有效地将氨氮、亚硝酸盐、硫化氢等有害物质吸收转化，既能增加水中溶解氧又能降低对水生动物有害的物质，还能调节水体pH值在适宜的范围，具有良好的水质调控能力。

更进一步地，所述光合细菌包括但不限于沼泽红假单胞菌、球形红假单胞菌、紫色硫细菌、绿硫细菌中的至少一种。

进一步地，所述硝化细菌是一类化能自养型细菌，能利用氨氮或亚硝酸盐为主要生存能源，能将对水生动物有毒的氨态氮和亚硝酸盐转化为对水生动物无毒的硝酸盐，能克服光合细菌对亚硝酸盐转化率较低和芽孢杆菌对氨氮转化率低的缺点。因此，在复合微生物菌剂中添加硝化细菌能更进一步地提高污染水体中氨氮、亚硝酸盐的转化效率。

更进一步地，所述硝化细菌为硝化刺菌、硝化球菌、亚硝化单胞菌、亚硝化螺菌中的至少一种。

进一步地，所述放线菌能以氨基酸、氨素等作为基质，从而产生各种抗生素和生物酶来抑制其它有害微生物的生长增殖；并且放线菌还能争夺有害微生物增殖所需要的基质，进而抑制其增殖生长。因此，在复合微生物菌剂中添加放线菌可以进一步提高氨氮的转化率，并抑制其他有害微生物的增殖生长。

更进一步地，所述放线菌为诺卡氏菌、细黄链霉菌、灰色链霉菌中的至少一种。

进一步地，所述曲霉能将恶臭物质硫化氢、氨气等吸附，并作为自身新陈代谢的营养物或能源，将其分解、转化成无污染的小分子代谢产物。因此，在复合微生物菌剂中添加曲霉能有效降低恶臭物质的含量。

更进一步地，所述曲霉为米曲霉、白曲霉、黑曲霉中的至少一种。

进一步地，所述芽孢杆菌可以降低水体中亚硝酸盐的含量，在代谢过程中还能产生抑制或杀死他种微生物的物质，如抗菌脂肽等，从而起到改善水质的作用；另外，芽孢杆菌还能与其它细菌竞争营养并且抑制其快速生长。因此，在复合微生物菌剂中添加芽孢杆菌既能降低水体中亚硝酸盐浓度，还能抑制有害微生物的生长。

更进一步地，所述芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、弯曲芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌中的至少一种。

进一步地，所述酵母菌能为微生物水质改良剂中的其它有益生物菌群增殖提供所需要的能量和有效营养物质(如蛋白质)，从而促进其它菌种的正常生长增殖和维持正常生命活动。因此，酵母菌的添加对于保证复合微生物菌剂中其它微生物的正常生命活动具有重要作用。

更进一步地，所述酵母菌为酿酒酵母、球拟酵母、假丝酵母中的至少一种。

进一步地，所述乳酸菌具有吸附及积累重金属离子的特性，且乳酸菌对重金属污染的生物修复作用的安全性较高。同时，乳酸菌可产生一些天然的抗菌物质，如有机酸(乳酸、乙酸、甲酸、苯乳酸)、二氧化碳、过氧化氢、乙醇和细菌素等，可抑制腐败菌或致病菌的生长繁殖和腐败恶臭产物的产生。因此，乳酸菌的添加对于养殖水体中重金属污染有吸附作用，还对有害微生物的生长有抑制作用，能有效改良水质。

更进一步地，所述乳酸菌为植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、乳链球菌中的至少一种。

为了使上述多种微生物菌群维持一个相对稳定的状态，同时也考虑到每种菌群的特殊作用和它们之间的相互作用关系，本发明按照一定比例混合各菌种制成复合微生物菌剂，再将复合微生物菌剂与营养剂、增稠剂、稳定剂复配混合后进行发酵，使得各种微生物菌群在发挥自身生物学功能的基础上相互提供能量和基质，表现出显著的协同作用，形成了一个微生物系统稳态，可实现效能最大化。相比于单一菌群而言，本发明所提供的缓释型微生物水质改良剂对污染水体的改善效果明显提高，能有效降低水体中的氨氮、亚硝酸盐的含量，增加水体溶氧量，消除水体异味，抑制有害微生物的繁殖生长，吸附污染水体中的重金属污染；还改善了传统微生态制剂的缺点，降低了水温、水质和药残等外界因素对水质改良作用效果的影响，能长期净化水体，显著降低养殖成本。

其中，所述营养剂可为复合微生物菌剂提供增殖和扩繁所需的营养，所述增稠剂和稳定剂共同起到缓释的作用。

优选地，所述营养剂为黑糖、白糖、海盐、米糠、麸皮中的至少一种。

优选地，所述增稠剂为明胶、黄原胶、海藻酸钠中的至少一种。

优选地，所述稳定剂为硅藻土、膨润土、黄泥土中的至少一种。

上述缓释型微生物水质改良剂的制备方法，包括如下步骤：将光合细菌、硝化细菌、放线菌、曲霉、芽孢杆菌、酵母菌和乳酸菌分别配置成菌悬液，每种菌悬液中有效活菌数为10⁷～10⁸cfu/mL，按比例混合得到复合微生物菌剂；再将复合微生物菌剂与营养剂、增稠剂和稳定剂按比例均匀混合，制成直径为6～8cm的圆球，在自然条件下发酵15～20天，待表面长出白色菌丝，即得缓释型微生物水质改良剂。

优选地，所述发酵的自然条件为25～30℃，发酵的时间为20天。

所制备得到的缓释型微生物水质改良剂有一种较浓的甜酸香味，pH值小于3.8。

本发明还提供了一种水体修复方法，包括如下步骤：将上述缓释型微生物水质改良剂按1～2个/m²的投放密度投放至污水中，每隔30天复投一次。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明通过向污染水体中投放缓释型微生物水质改良剂，不仅能有效降低水体中的氨氮、亚硝酸盐的含量，增加溶氧量，消除水体异味，吸附污染水体中重金属污染；还改善了使用传统微生态制剂的缺点，降低了水温、水质和药残等外界因素对水质改良作用效果的影响，能缓慢释放微生物，长期净化水体，显著降低了养殖成本。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作出进一步地详细阐述，所述实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。下述实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，为可从商业途径得到的试剂和材料。

通过《水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法》(HJ535-2009)方法检测实施例投放缓释型微生物水质改良剂和对比例水质改良剂对水体中氨氮的降解情况。

通过《水质通过离散分析系统的选择参数的确定第1部分：利用光度计检测铵、硝酸盐、亚硝酸盐、氯化物、正磷酸盐、硫酸盐和硅酸盐》(ISO 15923-1-2013)方法检测实施例缓释型微生物水质改良剂和对比例水质改良剂对水体中亚硝酸盐的降解情况。

通过《水质化学需氧量的测定快速消解分光光度法》(HJ/T399-2007)方法检测实施例缓释型微生物水质改良剂和对比例水质改良剂对水体COD的影响情况。

通过《水质溶解氧的测定碘量法》(GB/T 7489-87)方法检测实施例缓释型微生物水质改良剂和对比例水质改良剂对水中溶解氧的影响情况。

参考《珠江三角洲养殖鱼塘水体中重金属污染特征和评估》(谢文平等，2014)的方法检测实施例缓释型微生物水质改良剂和对比例水质改良剂对水体重金属污染的吸附情况。

实施例1～6

一种缓释型微生物水质改良剂，由以下各组分按照一定比例混合发酵所得：复合微生物菌剂、营养剂、增稠剂、稳定剂，其中有效活菌数为10⁷～10⁸cfu/g。所述各组分的配比如表1所示。

表1实施例1～6缓释型微生物水质改良剂的配方

其中，所述复合微生物菌剂的I～VI号配方如表2所示。

表2 I～VI号复合微生物菌剂的配方

实施例1～6所述缓释型微生物水质改良剂的制备方法，包括如下步骤：将光合细菌、硝化细菌、放线菌、曲霉、芽孢杆菌、酵母菌和乳酸菌分别配置成菌悬液，每种菌悬液中有效活菌数为10⁷～10⁸cfu/mL，按比例混合得到复合微生物菌剂；再将复合微生物菌剂与营养剂、增稠剂和稳定剂按比例均匀混合，制成直径为8cm的圆球，在25℃条件下发酵20天，待表面长出白色菌丝，即得缓释型微生物水质改良剂。

对比例1～8

一种水质改良剂，由以下各组分按照一定比例混合发酵所得，所述各组分的配比如表3所示。

表3对比例1～6水质改良剂的配方

其中，所述复合微生物菌剂的I’～VI’号配方如表4所示。

表4 I’～VI’号复合微生物菌剂的配方

此外，还设置了对比例7～8水质改良剂：对比例7配方中除了以等量的水代替增稠剂，其余组分与实施例1相同；对比例8配方中除了以等量的水代替稳定剂，其余组分与实施例1相同。

对比例1～8水质改良剂的制备方法与实施例1缓释型微生物水质改良剂的制备方法大致相同。

应用例

选取广东省深圳市同一水域的15个相邻鱼塘为试验点进行验证试验，分别编号为1～15，每个鱼塘为5亩，水深为2米左右，每个鱼塘在3月份按250～500克/尾的草鱼规格、400尾/亩的放养密度，同时放养草鱼，以常规养殖方法养殖。夏季鱼塘中水体的正常值为氨氮≤0.2mg/L，亚硝酸盐≤0.1mg/L，COD 6～10mg/L，溶解氧≥5mg/L；鱼塘中主要的重金属污染主要为铜和锌，《渔业水质标准》中规定：Cu≤0.01mg/L，Zn≤0.1mg/L。

7月份分别从鱼塘1～15中取部分水体，发现15份水体样本中均有明显异味，经检测，氨氮含量为0.80～0.86mg/L，亚硝酸盐含量为0.54～0.59mg/L，COD为10.69～13.13mg/L，溶解氧为4.75～4.89mg/L，Cu质量浓度为0.0215～0.0305mg/L，Zn质量浓度为0.120～0.167mg/L，明显不在正常范围内。立即向鱼塘1～14分别施加相同量的实施例1～6的缓释型微生物水质改良剂和对比例1～8水质改良剂，鱼塘15作为对照组不施加任何菌剂。于30天后取样，检测所取水样中的各项指标，结果如表5所示。

表5各鱼塘中氨氮、亚硝酸盐、COD、溶解氧、Cu、Zn检测结果

综上所述，与对比例1～8和对照组相比，向鱼塘中施加实施例1～6缓释型微生物水质改良剂后，水体中的氨氮、亚硝酸盐的含量明显降低，溶氧量增加，水体异味基本消除，水体中的重金属元素一定程度上得到去除，有害微生物的繁殖生长得到抑制。产品释放周期长达30天，释放期间不需要二次投放，投放后1个月内水体各项指标稳定，水质保持良好。因此，本发明提供了一种水体修复方法，将上述缓释型微生物水质改良剂按1～2个/m²的投放密度投放至污水中，每隔30天复投一次。该方法大幅度节约生产成本，提高了经济效益，且不会引起二次污染。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，对于本领域的普通技术人员来说，在上述说明及思路的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims

1.一种缓释型微生物水质改良剂，其特征在于，是按以下质量百分数的各组分混合发酵后所得：复合微生物菌剂15～20%，营养剂5～10%，增稠剂1～5%，稳定剂60～80%，其中有效活菌数为10⁷～10⁸cfu/g。

2.根据权利要求1所述缓释型微生物水质改良剂，其特征在于，所述复合微生物菌剂由以下质量百分数的各菌悬液组成：光合细菌20～30%，硝化细菌15～20%，放线菌15～20%，曲霉5～10%，芽孢杆菌10～15%，酵母菌5～10%，乳酸菌5～10%；每种菌悬液中有效活菌数为10⁷～10⁸cfu/mL。

3.根据权利要求2所述缓释型微生物水质改良剂，其特征在于，所述复合微生物菌剂由以下质量百分数的各菌悬液组成：光合细菌25～30%，硝化细菌17～19%，放线菌16～18%，曲霉6～9%，芽孢杆菌12～14%，酵母菌7～9%，乳酸菌6～8%；每种菌悬液中有效活菌数为10⁷～10⁸cfu/mL。

4.根据权利要求1所述缓释型微生物水质改良剂，其特征在于，所述营养剂为黑糖、白糖、海盐、米糠、麸皮中的至少一种。

5.根据权利要求1所述缓释型微生物水质改良剂，其特征在于，所述增稠剂为明胶、黄原胶、海藻酸钠中的至少一种。

6.根据权利要求1所述缓释型微生物水质改良剂，其特征在于，所述稳定剂为硅藻土、膨润土、黄泥土中的至少一种。

7.权利要求1～6任一项所述缓释型微生物水质改良剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将光合细菌、硝化细菌、放线菌、曲霉、芽孢杆菌、酵母菌和乳酸菌分别配置成菌悬液，每种菌悬液中有效活菌数为10⁷～10⁸cfu/mL，按比例混合得到复合微生物菌剂；再将复合微生物菌剂与营养剂、增稠剂和稳定剂按比例均匀混合，制成直径为6～8cm的圆球，在自然条件下发酵15～20天，待表面长出白色菌丝，即得缓释型微生物水质改良剂。

8.根据权利要求7所述制备方法，其特征在于，所述发酵的自然条件为25～30℃，发酵的时间为20天。

9.一种水体修复方法，其特征在于，包括如下步骤：将权利要求1～6任一项所述缓释型微生物水质改良剂按1～2个/m²的投放密度投放至污水中，每隔30天复投一次。