CN110144314A - 一种用于修复黑臭水体的微生态菌群的规模化生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于微生物和污水处理领域，具体设计一种用于修复黑臭水体的微生态菌群的规模化生产方法。本发明提供的规模化生产方法包括如下步骤：选择大豆和禾谷，经预处理后混合，用基础培养基溶解其有效成分，再与含菌种的基础培养基混合反应，制得液体微生态菌群。所述液体微生态菌群应用范围广，可有效提高污染物的可生化性，提高COD、BOD、硫化物、氨氮、总磷及有毒有害物质去除率，处理后水质可达《地表水环境质量标准》Ⅳ类水标准。

Description

一种用于修复黑臭水体的微生态菌群的规模化生产方法
技术领域
本发明属于微生物和污水处理领域，具体设计一种用于修复黑臭水体的微生态菌群的规模化生产方法。
背景技术
随着经济迅速发展，我国的环境污染问题越来越突出。其中，全国地表水污染严重，七大水系水质总体为中度污染，湖泊(水库)富营养化问题突出。
微生物作为大自然的清洁工，在环境治理中显示了独特的优势和巨大的潜力，被越来越多地应用到污水处理领域。相对于传统的物理法、化学法等环境污染治理方法，微生物技术由于其效果好、运行稳定、无二次污染、安全可靠、维护成本低，市场前景极为广阔。
根据用途不同，微生态菌群由不同类型的微生物组成，其生产方法也多种多样。专利CN201310245117.1公开了一种多菌种复合改善水质的EM菌群制剂及其制备方法，其含有沼泽红假单胞菌、嗜酸乳杆菌、酿酒酵母、放线曲霉、枯草芽孢杆菌，由菌种经过发酵、稀释后得到的。
专利CN201210034445.2公开了一种EM简易、快速繁殖的方法，具体包括液体培养基的优化配制、培养容器的选用、菌种的选择、EM培养的方法及过程。其利用大米粉、红砂糖、玉米粉作为主要营养源。
专利CN201810642664.6公开了一种生物菌种，是以水稻秸秆和谷壳为主要原料，以玉米粉和甲壳素为辅料，并制备成培养基；以豆浆和红糖为营养液，以EM菌为菌源，并制备成菌液；然后用菌液将培养基发酵成为生物菌种。虽然其解决了水稻秸秆的再利用问题，但由于其主要成分是纤维素，所以还需要加入玉米粉、甲壳素、豆浆和红糖等营养成分。
发明内容
本发明结合安徽一带的农业特点，选择农作物大豆和禾谷为原料，经预处理，用基础培养基溶解其有效成分，再与含菌种的培养基混合反应，制得液体微生态菌群。本发明不仅成本低廉，而且解决了大豆，谷物等农作物原料大量堆存问题，实现资源的再利用，具有显著的经济效益、社会效益和环境效益，同时具有较好的市场价值。
一种用于修复黑臭水体的微生态菌群的规模化生产方法，其特征在于，包括如下步骤：选择大豆和禾谷，经预处理后混合，用基础培养基溶解其有效成分，再与含菌种的基础培养基混合反应，制得液体微生态菌群。
进一步的，所述禾谷选自大米、小米、小麦、大麦、燕麦、黑麦、玉米、高粱、黄米、荞麦中的一种或几种混合物。
进一步的，所述步骤包括初筛所述大豆和禾谷；更进一步的，所述初筛包括测定所述大豆和禾谷的主要成分含量，包括但不限于蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素和微量元素。更进一步的，所述测定方法为通常的测定方法，包括但不限于物理法、化学法、色谱法、酶法、发酵法和重量法，例如化学滴定法、紫外吸收法、原子吸收法、提取法、比色法、高效液相法、气相色谱法。更进一步的，所述大豆的蛋白质含量不低于40％，碳水化合物含量不低于35％，钾含量不低于1500ppm，镁含量不低于1200ppm。更进一步的，所述大豆的蛋白质含量不低于50％，碳水化合物含量不低于40％，钾含量不低于1700ppm，镁含量不低于1300ppm。更进一步的，所述禾谷的碳水化合物含量不低于70％；或不低于75％；或不低于80％；或不低于85％。
进一步的，所述预处理包括清洗、沥水、粉碎和/或杀菌。所述清洗、沥水、粉碎和/或杀菌可以是本领域通常的任何方法。
进一步的，所述大豆和禾谷的重量配比为(1.5～4.0)∶(0.5～2.8)；更进一步的，所述重量配比为(2.0～3.0)∶(1.0～2.0)；更进一步的，所述重量配比为2.5∶1.5。
进一步的，所述基础培养基含有氯化钠0.2％～0.8％，溶剂为无菌水；更进一步的，所述基础培养基含有氯化钠0.3％～0.7％；更进一步的，所述基础培养基含有氯化钠0.4％～0.6％；更进一步的，所述基础培养基含有氯化钠0.5％。进一步的，所述基础培养基的pH为7.0～7.2。
进一步的，所述基础培养基溶解时间为8～48h；更进一步的，所述溶解时间为12～36h；更进一步的，所述溶解时间为18～30h；更进一步的，所述溶解时间为24h。
进一步的，所述菌种包括嗜酸乳杆菌、铜绿假单胞菌、放线菌、地衣芽孢杆菌、解磷钾菌、硝化菌、酵母菌和脱硫菌。更进一步的，所述嗜酸乳杆菌菌种含量为(8.0～10.0)×108CFU/mL；所述铜绿假单胞菌菌种含量为(4.0～8.0)×108CFU/mL；所述放线菌菌种含量为(2.0～4.0)×108CFU/mL；所述地衣芽孢杆菌菌种含量为(2.0～3.0)×108CFU/mL；所述解磷钾菌菌种含量为(1.0～2.0)×108CFU/mL；所述硝化菌菌种含量为(1.0～2.0)×108CFU/mL；所述酵母菌菌种含量为(0.8～1.6)×108CFU/mL；所述脱硫菌菌种含量为(0.5～1.0)×108CFU/mL。更进一步的，所述嗜酸乳杆菌菌种含量为9.0×108CFU/mL；所述铜绿假单胞菌菌种含量为6.0×108CFU/mL；所述放线菌菌种含量为3.0×108CFU/mL；所述地衣芽孢杆菌菌种含量为2.5×108CFU/mL；所述解磷钾菌菌种含量为1.6×108CFU/mL；所述硝化菌菌种含量为1.5×108CFU/mL；所述酵母菌菌种含量为1.2×108CFU/mL；所述脱硫菌菌种含量为0.7×108CFU/mL。
进一步的，制备得到的液体微生态菌群中的总菌浓度大于50×108CFU/mL；或大于60×108CFU/mL；或大于70×108CFU/mL；或大于80×108CFU/mL；或大于100×108CFU/mL；或大于120×108CFU/mL。
其中，硝化菌能祛除氨氮等含氮物质，去富营养化；异养生物菌能分解可溶性有机废物，除腥臭味；异养菌利用有机碳(固体颗粒废物)进行新陈代谢，转换生成二氧化碳，降解悬浮颗粒(SS)和底泥，保持水的良好透明度；磷作为微生物自身生长和新陈代谢营养，转化为细胞有机体物质而得以降解。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明制得的液体微生态菌群可用于修复黑臭水体，应用范围广，从低温到高温(15～45℃)、从强酸性(pH 3.5)到强碱性(pH 10)，都可高效修复黑臭水体；
2、本发明制得的液体微生态菌群具备多种属高净化能力微生物，可有效提高污染物的可生化性，提高COD、BOD、硫化物、氨氮、总磷及有毒有害物质去除率，同时具有污泥量少、启动时间短、运行稳定性和耐冲击性高、安全无害及使用维护方便等优点，不仅能更加有效地用于城市污水、河涌、江河、湖泊污染及餐饮油烟等污染物的治理，而且能有效地用于一般普通(传统)微生物菌剂难以或无法处理的成分复杂多变的工业废水、废气及废渣的治理；在开放性、半开放性、封闭性水体治理，如连通水道、城市内河涌、公园湖泊等都有良好的应用前景；
3、本发明制得的液体微生态菌群可有效改善水体水质，消除水体异味，提高水体透明度，促进水体生态平衡，维持水生态环境的自净能力，处理后水质可达《地表水环境质量标准》Ⅳ类水标准。
附图说明
图1是某养殖场附近待修复的黑臭水体，浓稠、恶臭。
图2是本发明液体微生态菌群修复后的黑臭水体，达到《地表水环境质量标准》Ⅳ类水标准。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案，但本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
实施例1
采购安徽芜湖地区的大豆，测定其蛋白质含量为53％，碳水化合物含量不低于41％，钾含量不低于1750ppm，镁含量不低于1320ppm。采购河南郑州地区的小麦，测定其碳水化合物含量不低于78％。将上述大豆和小麦清洗、沥水、球磨机粉碎后、紫外杀菌，按重量比为2.4∶1.2混合，总重量为20.0kg。
取无菌水配置的基础培养基，其含有氯化钠0.5％，加入上述大豆和小麦的混合物中，没过上表面即可，浸泡过夜。过滤取上清液，备用。
准备含有菌种的基础培养基：菌种选自嗜酸乳杆菌9.0×108CFU/mL，铜绿假单胞菌5.0×108CFU/mL，放线菌3.5×108CFU/mL，地衣芽孢杆菌2.8×108CFU/mL，解磷钾菌1.6×108CFU/mL，硝化菌1.0×108CFU/mL，酵母菌1.0×108CFU/mL，脱硫菌0.8×108CFU/mL。
在含有菌种的基础培养基中加入上述上清液，含有菌种的基础培养基与上清液的体积比为1∶30，密闭、常温25℃左右、湿度60％左右放置发酵30h，制得用于修复黑臭水体的微生态菌群，其总菌浓度为96×108CFU/mL。
实施例2
采购安徽芜湖地区的大豆，测定其蛋白质含量为53％，碳水化合物含量不低于41％，钾含量不低于1750ppm，镁含量不低于1320ppm。采购江苏淮安地区的大米，测定其碳水化合物含量不低于75％。将上述大豆和大米清洗、沥水、球磨机粉碎后、紫外杀菌，按重量比为2.5∶1.5混合，总重量为20.0kg。
取无菌水配置的基础培养基，其含有氯化钠0.4％，加入上述大豆和大米的混合物中，没过上表面即可，浸泡24h。过滤取上清液，备用。
准备含有菌种的基础培养基：菌种选自嗜酸乳杆菌8.8×108CFU/mL，铜绿假单胞菌6.0×108CFU/mL，放线菌3.2×108CFU/mL，地衣芽孢杆菌2.4×108CFU/mL，解磷钾菌1.5×108CFU/mL，硝化菌1.5×108CFU/mL，酵母菌1.2×108CFU/mL，脱硫菌0.7×108CFU/mL。
在含有菌种的基础培养基中加入上述上清液，含有菌种的基础培养基与上清液的体积比为1∶30，密闭、常温25℃左右、湿度60％左右放置发酵32h，制得用于修复黑臭水体的微生态菌群，其总菌浓度为98×108CFU/mL。
实施例3
采购安徽芜湖地区的大豆，测定其蛋白质含量为53％，碳水化合物含量不低于41％，钾含量不低于1750ppm，镁含量不低于1320ppm。采购山西忻州地区的高粱，测定其碳水化合物含量不低于71％。将上述大豆和高粱清洗、沥水、球磨机粉碎后、紫外杀菌，按重量比为2.5∶1.5混合，总重量为20.0kg。
取无菌水配置的基础培养基，其含有氯化钠0.5％，加入上述大豆和高粱的混合物中，没过上表面即可，浸泡24h。过滤取上清液，备用。
准备含有菌种的基础培养基：菌种选自嗜酸乳杆菌9.0×108CFU/mL，铜绿假单胞菌6.0×108CFU/mL，放线菌3.0×108CFU/mL，地衣芽孢杆菌2.5×108CFU/mL，解磷钾菌1.6×108CFU/mL，硝化菌1.5×108CFU/mL，酵母菌1.2×108CFU/mL，脱硫菌0.7×108CFU/mL。
在含有菌种的基础培养基中加入上述上清液，含有菌种的基础培养基与上清液的体积比为1∶30，密闭、常温25℃左右、湿度60％左右放置发酵30h，制得用于修复黑臭水体的微生态菌群，其总菌浓度为113×108CFU/mL。
实施例4微生态菌群的使用方法和程序
取实施例1-3制备的微生态菌群，按体积比1∶4000投放至某养殖场附近的黑臭水体中。分别于第一天、第十天和第二十五天各投放一次；并且在三个月后，可再次投放微生态菌群，从而维持修复效果。修复效果如下表1和附图1-2：
表1实施例1-3微生态菌群修复黑臭水体的参数值对比
参数 处理前 实施例1 实施例2 实施例3
COD化学需氧量 3300mg/L 28mg/L 29mg/L 20mg/L
BOD生化需氧量 1050mg/L 6.0mg/L 5.8mg/L 4.1mg/L
氨氮 1200mg/L 1.4mg/L 1.5mg/L 1.0mg/L
总磷 55mg/L 0.3mg/L 0.3mg/L 0.2mg/L
硫化物 52mg/L 0.4mg/L 0.5mg/L 0.2mg/L

Claims (9)

1.一种用于修复黑臭水体的微生态菌群的规模化生产方法，其特征在于，包括如下步骤：选择大豆和禾谷，经预处理后混合，用基础培养基溶解其有效成分，再与含菌种的基础培养基混合反应，制得液体微生态菌群。
2.如权利要求1所述的用于修复黑臭水体的微生态菌群的规模化生产方法，其特征在于，所述禾谷选自大米、小米、小麦、大麦、燕麦、黑麦、玉米、高粱、黄米、荞麦中的一种或几种混合物。
3.如权利要求1所述的用于修复黑臭水体的微生态菌群的规模化生产方法，其特征在于，所述步骤包括初筛所述大豆和禾谷，其中所述大豆的蛋白质含量不低于40％，碳水化合物含量不低于35％，钾含量不低于1500ppm，镁含量不低于1200ppm；所述禾谷的碳水化合物含量不低于70％。
4.如权利要求1所述的用于修复黑臭水体的微生态菌群的规模化生产方法，其特征在于，所述预处理包括清洗、沥水、粉碎和/或杀菌。
5.如权利要求1所述的用于修复黑臭水体的微生态菌群的规模化生产方法，其特征在于，所述大豆和禾谷的重量配比为(1.5～4.0)∶(0.5～2.8)；优选为(2.0～3.0)∶(1.0～2.0)；更优选为2.5∶1.5。
6.如权利要求1所述的用于修复黑臭水体的微生态菌群的规模化生产方法，其特征在于，所述基础培养基含有氯化钠0.2％～0.8％，溶剂为无菌水；所述基础培养基含有氯化钠优选为0.3％～0.7％；更优选为0.4％～0.6％；最优选为0.5％。
7.如权利要求1所述的用于修复黑臭水体的微生态菌群的规模化生产方法，其特征在于，所述基础培养基溶解时间为8～48h；优选为12～36h；更优选为18～30h；最优选为24h。
8.如权利要求1所述的用于修复黑臭水体的微生态菌群的规模化生产方法，其特征在于，所述菌种包括嗜酸乳杆菌、铜绿假单胞菌、放线菌、地衣芽孢杆菌、解磷钾菌、硝化菌、酵母菌和脱硫菌；
优选的，所述嗜酸乳杆菌菌种含量为(8.0～10.0)×108CFU/mL；所述铜绿假单胞菌菌种含量为(4.0～8.0)×108CFU/mL；所述放线菌菌种含量为(2.0～4.0)×108CFU/mL；所述地衣芽孢杆菌菌种含量为(2.0～3.0)×108CFU/mL；所述解磷钾菌菌种含量为(1.0～2.0)×108CFU/mL；所述硝化菌菌种含量为(1.0～2.0)×108CFU/mL；所述酵母菌菌种含量为(0.8～1.6)×108CFU/mL；所述脱硫菌菌种含量为(0.5～1.0)×108CFU/mL；
更优选的，所述嗜酸乳杆菌菌种含量为9.0×108CFU/mL；所述铜绿假单胞菌菌种含量为6.0×108CFU/mL；所述放线菌菌种含量为3.0×108CFU/mL；所述地衣芽孢杆菌菌种含量为2.5×108CFU/mL；所述解磷钾菌菌种含量为1.6×108CFU/mL；所述硝化菌菌种含量为1.5×108CFU/mL；所述酵母菌菌种含量为1.2×108CFU/mL；所述脱硫菌菌种含量为0.7×108CFU/mL。
9.如权利要求1所述的用于修复黑臭水体的微生态菌群的规模化生产方法，其特征在于，制备得到的液体微生态菌群中的总菌浓度大于50×108CFU/mL；或大于60×108CFU/mL；或大于70×108CFU/mL；或大于80×108CFU/mL；或大于100×108CFU/mL；或大于120×108CFU/mL。
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