CN110205269A - 一种用于修复人工湿地的微生态菌群及其使用方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于微生物和污水处理领域,具体涉及一种用于修复人工湿地的微生态菌群及其使用方法和应用。本发明提供一种用于修复人工湿地的微生态菌群及其使用方法,所述微生态菌群包括嗜酸乳杆菌、酿酒酵母菌、施氏假单胞菌、氧化微杆菌、脱硫杆菌、亚硝化单胞菌、放线菌。本发明的微生态菌群可用于修复人工湿地,应用范围广;具备多种属高净化能力微生物,可提高COD、BOD、硫化物、氨氮、总磷及有毒有害物质去除率,提高溶解氧含量;处理后水质可达《地表水环境质量标准》Ⅴ类水标准。
Description
技术领域
本发明属于微生物和污水处理领域,具体涉及一种用于修复人工湿地的微生态菌群及其使用方法和应用。
背景技术
随着经济迅速发展,我国的水污染问题越来越突出。在城市空旷地域或城郊,为处理连通水道、公园湖泊等水污染,管理者会利用人工湿地技术将其开发成一个个相对稳定的生态体系,从而达到环境治理的目的。但由于生活废水、雨水等不断排入,这些人工湿地需定期修复。
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。
针对不同的修复水体,所使用的微生态菌群也不尽相同。
专利CN201811277007.2公开了一种控藻微生物制剂,通过枯草芽孢杆菌、EM菌、酵母菌、乳酸杆菌、光合细菌、硝化细菌和脱氮硫杆菌制得。
专利CN201310144845.3公开了一种水产养殖用复合微生物菌剂,该菌剂由侧孢芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、粪链球菌、枯草芽孢杆菌和酵母菌五个菌群,按照1~4∶2~5∶0.8~2∶2~4∶0.2~1的重量份比混合制成。
专利CN201310552387.7公开了一种用于降解制浆造纸废水的复合菌群,其含有土壤杆菌、杆状菌、阴沟肠杆菌、恶臭假单胞菌和施氏假单胞菌。
专利CN201811278544.9公开了一种用于黑臭水体原位修复方法的微生物制剂,包含枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、东洋芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、亚硝化螺菌、亚硝化球菌和亚硝化叶菌。
由于人工湿地水质来源特殊、变化较大,开发适用于其修复的微生态菌群实属不易。
发明内容
本发明根据人工湿地的水质来源,结合微生物菌群各自的特点,组合出一种新型微生态菌群,可针对性修复人工湿地,并且适用地区范围广,具有显著的经济效益和环境效益。
本发明提供一种用于修复人工湿地的微生态菌群,其特征在于,所述微生态菌群包括嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)、酿酒酵母菌(Saccharomycescerevisiae)、施氏假单胞菌(pseudomonas stutzeri)、氧化微杆菌(Microbacteriumoxydans)、脱硫杆菌(Desulfobacter sp.)、亚硝化单胞菌(Nitrosomonas sp.)、放线菌(Actinomycetes)。
进一步地,所述微生态菌群中嗜酸乳杆菌∶酿酒酵母菌∶施氏假单胞菌∶氧化微杆菌∶脱硫杆菌∶亚硝化单胞菌∶放线菌的含量配比为(15~30)∶(12~20)∶(10~20)∶(5~12)∶(5~12)∶(3~10)∶(3~10);更进一步地,所述微生态菌群中嗜酸乳杆菌∶酿酒酵母菌∶施氏假单胞菌∶氧化微杆菌∶脱硫杆菌∶亚硝化单胞菌∶放线菌的含量配比为(20~25)∶(15~18)∶(12~15)∶(8~10)∶(8~10)∶(5~8)∶(5~8);更进一步地,所述微生态菌群中嗜酸乳杆菌∶酿酒酵母菌∶施氏假单胞菌∶氧化微杆菌∶脱硫杆菌∶亚硝化单胞菌∶放线菌的含量配比为23∶16∶13∶9∶9∶7∶7。
进一步地,所述微生态菌群按含量配比复配后,先以1~5%的重量体积比接种,扩大培养10~20h,温度20~30℃;然后以3~10%的重量体积比接种于发酵罐中,发酵培养24~48h,温度20~30℃,发酵罐转速50~100rpm,并控制氧含量0.1~1.0mmol/L,得微生态菌群的发酵液。更进一步地,所述微生态菌群按含量配比复配后,先以2~4%的重量体积比接种,扩大培养12~18h,温度23~28℃;然后以5~8%的重量体积比接种于发酵罐中,发酵培养30~40h,温度23~28℃,发酵罐转速70~85rpm,并控制氧含量0.3~0.7mmol/L,得微生态菌群的发酵液。更进一步地,所述微生态菌群按含量配比复配后,先以3%的重量体积比接种,扩大培养15h,温度25℃;然后以7%的重量体积比接种于发酵罐中,发酵培养35h,温度25℃,发酵罐转速80rpm,并控制氧含量0.5mmol/L,得微生态菌群的发酵液。
进一步地,所述微生态菌群的发酵液中总活菌浓度大于30×108CFU/mL;或大于40×108CFU/mL;或大于50×108CFU/mL;或大于60×108CFU/mL;或大于70×108CFU/mL;或大于80×108CFU/mL;或大于90×108CFU/mL;或大于100×108CFU/mL。
进一步地,所述扩大培养的培养基为葡萄糖15~30g/L、蛋白胨1~8g/L、酵母粉1~5g/L、硫酸亚铁0.5~2g/L、硫酸镁0.5~2g/L、磷酸二氢钾0.5~2g/L、磷酸氢二钾0.5~2g/L、氯化铵0.1~1g/L、琼脂2~12g/L,余量为水;更进一步地,所述扩大培养的培养基为葡萄糖20~25g/L、蛋白胨3~6g/L、酵母粉2~4g/L、硫酸亚铁1~1.5g/L、硫酸镁1~1.5g/L、磷酸二氢钾1~1.5g/L、磷酸氢二钾1~1.5g/L、氯化铵0.3~0.6g/L、琼脂5~8g/L,余量为水。更进一步地,所述扩大培养的培养基为葡萄糖22g/L、蛋白胨5g/L、酵母粉3g/L、硫酸亚铁1.2g/L、硫酸镁1.2g/L、磷酸二氢钾1.2g/L、磷酸氢二钾1.2g/L、氯化铵0.5g/L、琼脂6g/L,余量为水。
进一步地,所述发酵培养的培养基为葡萄糖15~30g/L、蔗糖10~30g/L、蛋白胨5~20g/L、酵母粉2~15g/L、硫酸亚铁0.5~2g/L、硫酸镁0.5~2g/L、磷酸二氢钾0.5~2g/L、磷酸氢二钾0.5~2g/L、氯化铵0.1~1g/L、琼脂2~12g/L,余量为水。更进一步地,所述发酵培养的培养基为葡萄糖20~25g/L、蔗糖15~20g/L、蛋白胨10~15g/L、酵母粉5~10g/L、硫酸亚铁1~1.5g/L、硫酸镁1~1.5g/L、磷酸二氢钾1~1.5g/L、磷酸氢二钾1~1.5g/L、氯化铵0.3~0.6g/L、琼脂5~8g/L,余量为水。更进一步地,所述发酵培养的培养基为葡萄糖22g/L、蔗糖18g/L、蛋白胨12g/L、酵母粉8g/L、硫酸亚铁1.2g/L、硫酸镁1.2g/L、磷酸二氢钾1.2g/L、磷酸氢二钾1.2g/L、氯化铵0.5g/L、琼脂6g/L,余量为水。
本发明还提供一种用于修复人工湿地的微生态菌群的使用方法,其特征在于,将微生态菌群的发酵液按体积比1∶4000~8000投放至人工湿地的水体中;分别于第1天、第14天和第35天各投放一次;并且在3个月后,可再次投放微生态菌群发酵液,从而维持修复效果。
本发明还提供一种微生态菌群在修复人工湿地中的应用。
所述微生态菌群能祛除氨氮等含氮物质,去富营养化;并且可以分解有机废物,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,抑制藻类生长。
本发明具有如下有益效果:
1、本发明的微生态菌群可用于修复人工湿地,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)都可使用;
2、本发明的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,提高溶解氧含量,能更加有效地用于城市污水、餐饮油烟等污染物的治理;在开放性、半开放性、封闭性水体治理,如连通水道、公园湖泊等都有良好的应用前景;
3、本发明的微生态菌群可有效改善水体水质,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》Ⅴ类水标准。
附图说明
图1是人工湿地的不同组合形式示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术内容做进一步说明;下述实施例是说明性的,不是限定性的,不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
实施例1
称取嗜酸乳杆菌、酿酒酵母菌、施氏假单胞菌、氧化微杆菌、脱硫杆菌、亚硝化单胞菌、放线菌,重量配比为15∶12∶10∶5∶5∶3∶3,混匀。先以1%的重量体积比接种,扩大培养10h,温度20℃;然后以3%的重量体积比接种于发酵罐中,发酵培养24h,温度20℃,发酵罐转速50rpm,并控制氧含量0.1mmol/L,得微生态菌群的发酵液。扩大培养的培养基为葡萄糖30g/L、蛋白胨1g/L、酵母粉5g/L、硫酸亚铁2g/L、硫酸镁0.5g/L、磷酸二氢钾0.5g/L、磷酸氢二钾2g/L、氯化铵1g/L、琼脂12g/L,余量为水。发酵培养的培养基为葡萄糖15g/L、蔗糖10g/L、蛋白胨5g/L、酵母粉2g/L、硫酸亚铁0.5g/L、硫酸镁2g/L、磷酸二氢钾2g/L、磷酸氢二钾0.5g/L、氯化铵0.1g/L、琼脂2g/L,余量为水。测得所述发酵液中总活菌浓度大于50×108CFU/mL。
实施例2
称取嗜酸乳杆菌、酿酒酵母菌、施氏假单胞菌、氧化微杆菌、脱硫杆菌、亚硝化单胞菌、放线菌,重量配比为30∶20∶20∶12∶12∶10∶10,混匀。先以5%的重量体积比接种,扩大培养20h,温度30℃;然后以10%的重量体积比接种于发酵罐中,发酵培养48h,温度30℃,发酵罐转速100rpm,并控制氧含量1.0mmol/L,得微生态菌群的发酵液。扩大培养的培养基为葡萄糖15g/L、蛋白胨8g/L、酵母粉5g/L、硫酸亚铁0.5g/L、硫酸镁0.5g/L、磷酸二氢钾2g/L、磷酸氢二钾0.5g/L、氯化铵0.1g/L、琼脂12g/L,余量为水。发酵培养的培养基为葡萄糖30g/L、蔗糖10g/L、蛋白胨20g/L、酵母粉15g/L、硫酸亚铁0.5g/L、硫酸镁2g/L、磷酸二氢钾2g/L、磷酸氢二钾0.5g/L、氯化铵1g/L、琼脂2g/L,余量为水。测得所述发酵液中总活菌浓度大于50×108CFU/mL。
实施例3
称取嗜酸乳杆菌、酿酒酵母菌、施氏假单胞菌、氧化微杆菌、脱硫杆菌、亚硝化单胞菌、放线菌,重量配比为20∶15∶12∶8∶8∶5∶5,混匀。先以2%的重量体积比接种,扩大培养12h,温度23℃;然后以5%的重量体积比接种于发酵罐中,发酵培养30h,温度23℃,发酵罐转速70rpm,并控制氧含量0.3mmol/L,得微生态菌群的发酵液。扩大培养的培养基为葡萄糖25g/L、蛋白胨6g/L、酵母粉4g/L、硫酸亚铁1.5g/L、硫酸镁1.5g/L、磷酸二氢钾1.5g/L、磷酸氢二钾1.5g/L、氯化铵0.6g/L、琼脂8g/L,余量为水。发酵培养的培养基为葡萄糖20g/L、蔗糖15g/L、蛋白胨10g/L、酵母粉5g/L、硫酸亚铁1g/L、硫酸镁1g/L、磷酸二氢钾1g/L、磷酸氢二钾1g/L、氯化铵0.3g/L、琼脂5g/L,余量为水。测得所述发酵液中总活菌浓度大于70×108CFU/mL。
实施例4
称取嗜酸乳杆菌、酿酒酵母菌、施氏假单胞菌、氧化微杆菌、脱硫杆菌、亚硝化单胞菌、放线菌,重量配比为25∶18∶15∶10∶10∶8∶8,混匀。先以4%的重量体积比接种,扩大培养18h,温度28℃;然后以8%的重量体积比接种于发酵罐中,发酵培养40h,温度28℃,发酵罐转速85rpm,并控制氧含量0.7mmol/L,得微生态菌群的发酵液。扩大培养的培养基为葡萄糖20g/L、蛋白胨3g/L、酵母粉2g/L、硫酸亚铁1g/L、硫酸镁1g/L、磷酸二氢钾1g/L、磷酸氢二钾1g/L、氯化铵0.3g/L、琼脂5g/L,余量为水。发酵培养的培养基为葡萄糖25g/L、蔗糖20g/L、蛋白胨15g/L、酵母粉10g/L、硫酸亚铁1.5g/L、硫酸镁1.5g/L、磷酸二氢钾1.5g/L、磷酸氢二钾1.5g/L、氯化铵0.6g/L、琼脂8g/L,余量为水。测得所述发酵液中总活菌浓度大于80×108CFU/mL。
实施例5
称取嗜酸乳杆菌、酿酒酵母菌、施氏假单胞菌、氧化微杆菌、脱硫杆菌、亚硝化单胞菌、放线菌,重量配比为23∶16∶13∶9∶9∶7∶7,混匀。先以3%的重量体积比接种,扩大培养15h,温度25℃;然后以7%的重量体积比接种于发酵罐中,发酵培养35h,温度25℃,发酵罐转速80rpm,并控制氧含量0.5mmol/L,得微生态菌群的发酵液。扩大培养的培养基为葡萄糖22g/L、蛋白胨5g/L、酵母粉3g/L、硫酸亚铁1.2g/L、硫酸镁1.2g/L、磷酸二氢钾1.2g/L、磷酸氢二钾1.2g/L、氯化铵0.5g/L、琼脂6g/L,余量为水。发酵培养的培养基为葡萄糖22g/L、蔗糖18g/L、蛋白胨12g/L、酵母粉8g/L、硫酸亚铁1.2g/L、硫酸镁1.2g/L、磷酸二氢钾1.2g/L、磷酸氢二钾1.2g/L、氯化铵0.5g/L、琼脂6g/L,余量为水。测得所述发酵液中总活菌浓度大于100×108CFU/mL。
实施例6
取实施例1-5制备的微生态菌群发酵液,按体积比1∶6000投放至安徽某市城郊的人工湿地的水体中;分别于第1天、第14天和第35天各投放一次;并且在3个月后,可再次投放微生态菌群发酵液,从而维持修复效果(修复结果参见表1)。修复后的水质满足《地表水环境质量标准》Ⅴ类要求。
表1实施例1-5微生态菌群修复人工湿地的参数值对比(单位:mg/L)
参数 | COD | BOD | 氨氮 | 总磷 | 硫化物 | 溶氧量 |
处理前 | 274 | 69 | 15 | 33 | 5.8 | 0.7 |
实施例1 | 36 | 8 | 2.0 | 0.3 | 0.9 | 2.3 |
实施例2 | 37 | 8 | 1.7 | 0.3 | 0.8 | 2.5 |
实施例3 | 29 | 8 | 1.6 | 0.2 | 0.7 | 2.8 |
实施例4 | 29 | 7 | 1.7 | 0.3 | 0.7 | 2.8 |
实施例5 | 22 | 5 | 1.2 | 0.2 | 0.5 | 3.4 |
Claims (8)
1.一种用于修复人工湿地的微生态菌群,其特征在于,所述微生态菌群包括嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)、酿酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)、施氏假单胞菌(pseudomonas stutzeri)、氧化微杆菌(Microbacterium oxydans)、脱硫杆菌(Desulfobacter sp.)、亚硝化单胞菌(Nitrosomonas sp.)、放线菌(Actinomycetes)。
2.如权利要求1所述的一种用于修复人工湿地的微生态菌群,其特征在于,所述微生态菌群中嗜酸乳杆菌∶酿酒酵母菌∶施氏假单胞菌∶氧化微杆菌∶脱硫杆菌∶亚硝化单胞菌∶放线菌的含量配比为(15~30)∶(12~20)∶(10~20)∶(5~12)∶(5~12)∶(3~10)∶(3~10);
优选,所述嗜酸乳杆菌∶酿酒酵母菌∶施氏假单胞菌∶氧化微杆菌∶脱硫杆菌∶亚硝化单胞菌∶放线菌的含量配比为(20~25)∶(15~18)∶(12~15)∶(8~10)∶(8~10)∶(5~8)∶(5~8);
更优选,所述嗜酸乳杆菌∶酿酒酵母菌∶施氏假单胞菌∶氧化微杆菌∶脱硫杆菌∶亚硝化单胞菌∶放线菌的含量配比为23∶16∶13∶9∶9∶7∶7。
3.如权利要求1所述的一种用于修复人工湿地的微生态菌群,其特征在于,所述微生态菌群按含量配比复配后,先以1~5%的重量体积比接种,扩大培养10~20h,温度20~30℃;然后以3~10%的重量体积比接种于发酵罐中,发酵培养24~48h,温度20~30℃,发酵罐转速50~100rpm,并控制氧含量0.1~1.0mmol/L,得微生态菌群的发酵液;
优选,所述微生态菌群按含量配比复配后,先以2~4%的重量体积比接种,扩大培养12~18h,温度23~28℃;然后以5~8%的重量体积比接种于发酵罐中,发酵培养30~40h,温度23~28℃,发酵罐转速70~85rpm,并控制氧含量0.3~0.7mmol/L,得微生态菌群的发酵液;
更优选,所述微生态菌群按含量配比复配后,先以3%的重量体积比接种,扩大培养15h,温度25℃;然后以7%的重量体积比接种于发酵罐中,发酵培养35h,温度25℃,发酵罐转速80rpm,并控制氧含量0.5mmol/L,得微生态菌群的发酵液。
4.如权利要求3所述的一种用于修复人工湿地的微生态菌群,其特征在于,所述微生态菌群的发酵液中总活菌浓度大于30×108CFU/mL;或大于40×108CFU/mL;或大于50×108CFU/mL;或大于60×108CFU/mL;或大于70×108CFU/mL;或大于80×108CFU/mL;或大于90×108CFU/mL;或大于100×108CFU/mL。
5.如权利要求3所述的一种用于修复人工湿地的微生态菌群,其特征在于,所述扩大培养的培养基为葡萄糖15~30g/L、蛋白胨1~8g/L、酵母粉1~5g/L、硫酸亚铁0.5~2g/L、硫酸镁0.5~2g/L、磷酸二氢钾0.5~2g/L、磷酸氢二钾0.5~2g/L、氯化铵0.1~1g/L、琼脂2~12g/L,余量为水;
优选,所述扩大培养的培养基为葡萄糖20~25g/L、蛋白胨3~6g/L、酵母粉2~4g/L、硫酸亚铁1~1.5g/L、硫酸镁1~1.5g/L、磷酸二氢钾1~1.5g/L、磷酸氢二钾1~1.5g/L、氯化铵0.3~0.6g/L、琼脂5~8g/L,余量为水;
更优选,所述扩大培养的培养基为葡萄糖22g/L、蛋白胨5g/L、酵母粉3g/L、硫酸亚铁1.2g/L、硫酸镁1.2g/L、磷酸二氢钾1.2g/L、磷酸氢二钾1.2g/L、氯化铵0.5g/L、琼脂6g/L,余量为水。
6.如权利要求3所述的一种用于修复人工湿地的微生态菌群,其特征在于,所述发酵培养的培养基为葡萄糖15~30g/L、蔗糖10~30g/L、蛋白胨5~20g/L、酵母粉2~15g/L、硫酸亚铁0.5~2g/L、硫酸镁0.5~2g/L、磷酸二氢钾0.5~2g/L、磷酸氢二钾0.5~2g/L、氯化铵0.1~1g/L、琼脂2~12g/L,余量为水;
优选,所述发酵培养的培养基为葡萄糖20~25g/L、蔗糖15~20g/L、蛋白胨10~15g/L、酵母粉5~10g/L、硫酸亚铁1~1.5g/L、硫酸镁1~1.5g/L、磷酸二氢钾1~1.5g/L、磷酸氢二钾1~1.5g/L、氯化铵0.3~0.6g/L、琼脂5~8g/L,余量为水;
更优选,所述发酵培养的培养基为葡萄糖22g/L、蔗糖18g/L、蛋白胨12g/L、酵母粉8g/L、硫酸亚铁1.2g/L、硫酸镁1.2g/L、磷酸二氢钾1.2g/L、磷酸氢二钾1.2g/L、氯化铵0.5g/L、琼脂6g/L,余量为水。
7.如权利要求3-6任一所述的一种用于修复人工湿地的微生态菌群的使用方法,其特征在于,将所述微生态菌群的发酵液按体积比1∶4000~8000投放至人工湿地的水体中;分别于第1天、第14天和第35天各投放一次;并且在3个月后,再次投放所述微生态菌群发酵液,从而维持修复效果。
8.如权利要求1-6任一所述的微生态菌群在修复人工湿地中的应用。
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