CN111675350A - 一种水污染生态修复添加剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水污染生态修复添加剂及其制备方法，由质量比为1:1‑5:3‑10的微生物菌剂、微生物载体和吸附剂；所述微生物菌剂由枯草芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌、黑曲霉、EM菌、解淀粉芽孢杆菌、弗兰克氏菌和嗜热脂肪地芽孢杆菌组成；所述微生物载体由海藻酸钠、壳聚糖、硅藻土组成；所述吸附剂由Fe3O4纳米微球、沸石分子筛、聚丙烯酸酯树脂和聚丙烯酰胺组成。本发明以多种菌种和磁性吸附剂作为主要原料制成的修复添加剂，能快速去除水体过量的氨氮、磷、COD、重金属离子等污染物，为修复水体污染提供有效的途径，具有很好的市场前景。

Description

一种水污染生态修复添加剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及水污染治理技术领域，具体是一种水污染生态修复添加剂及其制备方法。
背景技术
随着城市化进程的推进和工业的迅速发展，环境污染问题越来越严峻。大量的生活、工业污水流入江河、湖泊或地下水中，会给水体造成严重污染，对居民身体健康、安全产生负面影响。其中工业污水它含污染物多，成分复杂，不仅在水中不易净化，而且处理也比较困难，是当今环境污染问题急需解决的问题。工业污水中污染物主要为氨氮、磷、COD、重金属等物质，氨氮是引起水体富营养化和污染环境的一种重要污染物质，目前我国几乎所有的受污染水域中，氨氮都是主要的污染物之一。水体富营养化已经危害农业、渔业、旅游业等诸多行业，也对饮水卫生和食品安全构成了巨大的威胁。因此，如何去除工业污水中的氨氮成为当今工业污水处理一个重要的任务。
目前，水体污染处理技术主要包括以下几种：(1)向污水中加入化学物质来降解或回收污水中的污染物，包括沉淀法、中和法、氧化还原法和化学物理消毒法等；(2)利用物理化学的方法除去污水中的污染物，包括离子交换法、吸附法和膜分离法等；(3)通过物理方法来分离、回收污水中的不溶性污染物；(4)微生物处理方法是通过微生物的代谢作用将污水中的有机污染物降解为稳定而无害的物质的方法。微生物处理方法能够对水体中的污染物进行转移、转化和降解，改善河流水质，同时构建具有完整营养级结构的水生态系统，从根本上恢复河流系统的健康。因此，微生物法成为近年水体污染治理的主要方法。但该方法目前使用的微生物菌剂由于菌种比较单一、繁殖速度较慢，导致污染物去除效率较低且不能同时去除多种污染物。
以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
发明内容
本发明针对目前水体污染处理存在的不足，提供一种水污染生态修复添加剂及其制备方法。本发明以多种菌种和磁性吸附剂作为主要原料制成的修复添加剂，能快速去除水体过量的氨氮、磷、COD、重金属离子等污染物，为修复水体污染提供有效的途径。
为了实现以上目的，本发明采用的技术方案如下：
一种水污染生态修复添加剂，由质量比为1:1-5:3-10的微生物菌剂、微生物载体和吸附剂；所述微生物菌剂由枯草芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌、黑曲霉、EM菌、解淀粉芽孢杆菌、弗兰克氏菌和嗜热脂肪地芽孢杆菌组成；所述微生物载体由海藻酸钠、壳聚糖、硅藻土组成；所述吸附剂由Fe3O4纳米微球、沸石分子筛、聚丙烯酸酯树脂和聚丙烯酰胺组成。
进一步地，所述微生物菌剂中各菌种的质量份数比为：枯草芽孢杆菌10-20份、沼泽红假单胞菌3-8份、黑曲霉1-3份、EM菌0.5-2份、解淀粉芽孢杆菌2-4份、弗兰克氏菌1-3份和嗜热脂肪地芽孢杆菌1-3份。
进一步地，所述微生物载体由质量比为1:0.1-0.5:1-3的海藻酸钠、壳聚糖、硅藻土组成。
进一步地，所述吸附剂由质量比为1:3-5:0.5-1:1-3:0.1-0.5的Fe3O4纳米微球、沸石分子筛、聚丙烯酸酯树脂和聚丙烯酰胺组成。
本发明所述水污染生态修复添加剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）将枯草芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌、黑曲霉、EM菌、解淀粉芽孢杆菌、弗兰克氏菌和嗜热脂肪地芽孢杆菌分别以5-10%的接种量接种于液体培养基中扩大培养，培养后的菌液混合均匀，获得微生物菌液；
（2）将微生物菌液以10-20%的接种量接种至固体培养基培养5-10天后，再加入生物载体混合均匀后，再加入Fe3O4纳米微球、沸石分子筛、聚丙烯酸酯树脂和聚丙烯酰胺混合均匀，即获得水污染用生态修复添加剂。
进一步地，所述液体培养基由葡萄糖2g/L、蛋白胨0.5g/L、酵母膏0 .3g/L、红糖5g/L、乙酸钠1.5g/L、氯化钙 0 .025g/L、磷酸二氢钾1.5g/L、硫酸镁0.3g/L、氯化钠0.25g/L和复合VB 0.2g/L组成。
进一步地，所述固态培养基由如下重量份数的原料组成：酒糟30-50份、花生麸20-40份、玉米粉60-80份、红糖5-10份、蚯蚓粉1-5份、蛋白胨0.5-1.5份、磷酸二氢钾1-3份组成。
进一步地，步骤（1）、（2）菌种的培养条件为：在温度为25-28℃、转速为100-150r/min下培养。
进一步地，所述添加剂是以每升水加入1-100g。
与现有技术相比，本发明的优点及有益效果为：
1、本发明以多种菌种和磁性吸附剂作为主要原料制成的修复添加剂，能快速去除水体过量的氨氮、磷、COD、重金属离子等污染物，为修复水体污染提供有效的途径。
2、本发明以枯草芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌、黑曲霉、EM菌、解淀粉芽孢杆菌、弗兰克氏菌和嗜热脂肪地芽孢杆菌作为原料，通过多种菌株的合理配伍，共生协调，活性高，繁殖快，不仅能够快速去除水污染后的的氨氮、磷、COD等污染物。
3、本发明以海藻酸钠、壳聚糖、硅藻土作为生物载体，能够很好的固定微生物菌剂，使营养物质能更容易被菌体摄取，极大的提高了净化水体的能力。
4、本发明以Fe3O4纳米微球、沸石分子筛、聚丙烯酸酯树脂和聚丙烯酰胺为原料制备具有磁性的吸附剂，具有表面积大、活性高、稳定性好、吸附量大等优点，能快速去除黑臭水体中的重金属离子，同时磁性吸附剂依据外在磁场可以方便，快速地将其分离、回收，可多次循环利用，具有良好的经济效益、社会效益和生态效益。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
实施例1
一种水污染生态修复添加剂，由质量比为1:3:8的微生物菌剂、微生物载体和吸附剂；所述微生物菌剂各菌种的质量份数比为：枯草芽孢杆菌15份、沼泽红假单胞菌6份、黑曲霉2.5份、EM菌1.5份、解淀粉芽孢杆菌3份、弗兰克氏菌2.5份和嗜热脂肪地芽孢杆菌2份。所述微生物载体由质量比为1:0.3:2的海藻酸钠、壳聚糖、硅藻土组成。所述吸附剂由质量比为1:4:1:2:0.3的Fe3O4纳米微球、沸石分子筛、聚丙烯酸酯树脂和聚丙烯酰胺组成。
其制备方法，包括如下步骤：
（1）将枯草芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌、黑曲霉、EM菌、解淀粉芽孢杆菌、弗兰克氏菌和嗜热脂肪地芽孢杆菌分别以8%的接种量接种于液体培养基中扩大培养，培养后的菌液混合均匀，获得微生物菌液；所述液体培养基由葡萄糖2g/L、蛋白胨0.5g/L、酵母膏0 .3g/L、红糖5g/L、乙酸钠1.5g/L、氯化钙 0 .025g/L、磷酸二氢钾1.5g/L、硫酸镁0.3g/L、氯化钠0.25g/L和复合VB 0.2g/L组成。
（2）将微生物菌液以10%的接种量接种至固体培养基培养5-10天后，再加入生物载体混合均匀后，再加入Fe3O4纳米微球、沸石分子筛、聚丙烯酸酯树脂和聚丙烯酰胺混合均匀，即获得水污染用生态修复添加剂。所述固态培养基由如下重量份数的原料组成：酒糟40份、花生麸30份、玉米粉65份、红糖8份、蚯蚓粉3份、蛋白胨1.5份、磷酸二氢钾2份组成。
将本实施例制得的生态修复添加剂以每升15g的量投入至黑臭水体污染中，每隔10天投放一次，投放前水质测定结果为：氨氮含量为317.61mg/L、总磷含量为10.26mg/L、COD含量为845.3mg/L、颗粒悬浮物含量为18459mg/L，水体黑抽浑浊，投入治理3个月后测定水质结果如下：氨氮含量为10.33mg/L、总磷含量为2.17mg/L、COD含量为68.57mg/L、颗粒悬浮物含量为469.12mg/L，水体黑抽浑浊，从中说明本发明提供的添加剂能够对水体污染进行很好的治理。
实施例2
一种水污染生态修复添加剂，由质量比为1:5:10的微生物菌剂、微生物载体和吸附剂；所述微生物菌剂各菌种的质量份数比为：枯草芽孢杆菌18份、沼泽红假单胞菌5份、黑曲霉1.5份、EM菌1份、解淀粉芽孢杆菌3份、弗兰克氏菌2份和嗜热脂肪地芽孢杆菌1.5份。所述微生物载体由质量比为1:0.5:2的海藻酸钠、壳聚糖、硅藻土组成。所述吸附剂由质量比为1:5:0.5:1.5:0.5的Fe3O4纳米微球、沸石分子筛、聚丙烯酸酯树脂和聚丙烯酰胺组成。
其制备方法，包括如下步骤：
（1）将枯草芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌、黑曲霉、EM菌、解淀粉芽孢杆菌、弗兰克氏菌和嗜热脂肪地芽孢杆菌分别以10%的接种量接种于液体培养基中扩大培养，培养后的菌液混合均匀，获得微生物菌液；所述液体培养基由葡萄糖2g/L、蛋白胨0.5g/L、酵母膏0 .3g/L、红糖5g/L、乙酸钠1.5g/L、氯化钙 0 .025g/L、磷酸二氢钾1.5g/L、硫酸镁0.3g/L、氯化钠0.25g/L和复合VB 0.2g/L组成。
（2）将微生物菌液以20%的接种量接种至固体培养基培养7天后，再加入生物载体混合均匀后，再加入Fe3O4纳米微球、沸石分子筛、聚丙烯酸酯树脂和聚丙烯酰胺混合均匀，即获得水污染用生态修复添加剂。所述固态培养基由如下重量份数的原料组成：酒糟50份、花生麸40份、玉米粉70份、红糖6份、蚯蚓粉2份、蛋白胨1份、磷酸二氢钾3份组成。
将本实施例制得的生态修复添加剂以每升30g的量投入至含铬工业废水中，每隔一个星期投放一次，投放前水质测定结果为：氨氮含量为105.24mg/L、总磷含量为3.61mg/L、COD含量为81.73mg/L和铬离子含量为4.29mg/L，投入治理1个月后测定水质结果如下：氨氮含量为5.38mg/L、总磷含量为0.37mg/L、COD含量为2.67mg/L和铬离子含量为0.49mg/L。本发明提供的添加剂不仅能够很好的去除工业废水中的氨氮、总磷、COD，还能去除重金属离子。
实施例3
一种水污染生态修复添加剂，由质量比为1:3:7的微生物菌剂、微生物载体和吸附剂；所述微生物菌剂各菌种的质量份数比为：枯草芽孢杆菌12份、沼泽红假单胞菌6份、黑曲霉2.5份、EM菌1.5份、解淀粉芽孢杆菌4份、弗兰克氏菌2.5份和嗜热脂肪地芽孢杆菌2.5份。所述微生物载体由质量比为1:0.3:1的海藻酸钠、壳聚糖、硅藻土组成。所述吸附剂由质量比为1:4:0.8:2.5:0.3的Fe3O4纳米微球、沸石分子筛、聚丙烯酸酯树脂和聚丙烯酰胺组成。
其制备方法，包括如下步骤：
（1）将枯草芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌、黑曲霉、EM菌、解淀粉芽孢杆菌、弗兰克氏菌和嗜热脂肪地芽孢杆菌分别以5%的接种量接种于液体培养基中扩大培养，培养后的菌液混合均匀，获得微生物菌液；所述液体培养基由葡萄糖2g/L、蛋白胨0.5g/L、酵母膏0 .3g/L、红糖5g/L、乙酸钠1.5g/L、氯化钙 0 .025g/L、磷酸二氢钾1.5g/L、硫酸镁0.3g/L、氯化钠0.25g/L和复合VB 0.2g/L组成。
（2）将微生物菌液以15%的接种量接种至固体培养基培养5天后，再加入生物载体混合均匀后，再加入Fe3O4纳米微球、沸石分子筛、聚丙烯酸酯树脂和聚丙烯酰胺混合均匀，即获得水污染用生态修复添加剂。所述固态培养基由如下重量份数的原料组成：酒糟40份、花生麸35份、玉米粉80份、红糖8份、蚯蚓粉4份、蛋白胨1.5份、磷酸二氢钾2份组成。
将本实施例制得的生态修复添加剂以每升20g的量投入至含镉工业废水中，每隔一个星期投放一次，投放前水质测定结果为：氨氮含量为219.37mg/L、总磷含量为6.29mg/L、COD含量为94.62mg/L和镉离子含量为1.76mg/L，投入治理3个月后测定水质结果如下：氨氮含量为4.69mg/L、总磷含量为0.12mg/L、COD含量为3.69mg/L和镉离子含量为0.24mg/L。本发明提供的添加剂不仅能够很好的去除工业废水中的氨氮、总磷、COD，还能去除重金属离子。
以上内容是结合具体的/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施例做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种水污染生态修复添加剂，其特征在于：由质量比为1:1-5:3-10的微生物菌剂、微生物载体和吸附剂；所述微生物菌剂由枯草芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌、黑曲霉、EM菌、解淀粉芽孢杆菌、弗兰克氏菌和嗜热脂肪地芽孢杆菌组成；所述微生物载体由海藻酸钠、壳聚糖、硅藻土组成；所述吸附剂由Fe3O4纳米微球、沸石分子筛、聚丙烯酸酯树脂和聚丙烯酰胺组成。
2.根据权利要求1所述水污染生态修复添加剂，其特征在于：所述微生物菌剂中各菌种的质量份数比为：枯草芽孢杆菌10-20份、沼泽红假单胞菌3-8份、黑曲霉1-3份、EM菌0.5-2份、解淀粉芽孢杆菌2-4份、弗兰克氏菌1-3份和嗜热脂肪地芽孢杆菌1-3份。
3.根据权利要求1所述水污染生态修复添加剂，其特征在于：所述微生物载体由质量比为1:0.1-0.5:1-3的海藻酸钠、壳聚糖、硅藻土组成。
4.根据权利要求1所述水污染生态修复添加剂，其特征在于：所述吸附剂由质量比为1:3-5:0.5-1:1-3:0.1-0.5的Fe3O4纳米微球、沸石分子筛、聚丙烯酸酯树脂和聚丙烯酰胺组成。
5.如权利要求1所述一种水污染生态修复添加剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）将枯草芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌、黑曲霉、EM菌、解淀粉芽孢杆菌、弗兰克氏菌和嗜热脂肪地芽孢杆菌分别以5-10%的接种量接种于液体培养基中扩大培养，培养后的菌液混合均匀，获得微生物菌液；
（2）将微生物菌液以10-20%的接种量接种至固体培养基培养5-10天后，再加入生物载体混合均匀后，再加入Fe3O4纳米微球、沸石分子筛、聚丙烯酸酯树脂和聚丙烯酰胺混合均匀，即获得水污染用生态修复添加剂。
6.根据权利要求5所述水污染生态修复添加剂的制备方法，其特征在于：所述液体培养基由葡萄糖2g/L、蛋白胨0.5g/L、酵母膏0 .3g/L、红糖5g/L、乙酸钠1.5g/L、氯化钙 0.025g/L、磷酸二氢钾1.5g/L、硫酸镁0.3g/L、氯化钠0.25g/L和复合VB 0.2g/L组成。
7.根据权利要求5所述水污染生态修复添加剂的制备方法，其特征在于：所述固态培养基由如下重量份数的原料组成：酒糟30-50份、花生麸20-40份、玉米粉60-80份、红糖5-10份、蚯蚓粉1-5份、蛋白胨0.5-1.5份、磷酸二氢钾1-3份组成。
8.根据权利要求5所述水污染生态修复添加剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）、（2）菌种的培养条件为：在温度为25-28℃、转速为100-150r/min下培养。
9.如权利要求1所述水污染生态修复添加剂的应用，其特征在于：所述添加剂是以每升水加入1-100g。
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