CN113860520A - 黑臭水体底泥修复菌剂的制备及底泥原位生态修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水体修复领域，公开了黑臭水体底泥修复菌剂，包括如下质量份的原料，蓝细菌菌液5‑15份、酿酒酵母菌菌液5‑10份、地衣芽孢杆菌菌液10‑15份、亚硝化单胞菌菌液10‑15份、反硝化杆菌菌液10‑15份、氧化亚铁硫杆菌菌液6‑10份、脱氮硫杆菌菌液6‑10份。黑臭水体底泥修复菌剂原位生态修复的方法，包括如下步骤：S1：截污，沿水体宽度方向进行固体污染物拦截并对固体垃圾、石块及底泥腐殖质进行清理；S2：曝气；S3：种植沉水植物并安装水下光源；S4：复合菌剂投加，将负载有复合菌剂的多孔载体沉入水体内。本发明对黑臭水体底泥中硫化物、硝氮及氨氮处理效果好，且能够实现水下光源及氧的自给自足。
Description
技术领域
本发明涉及水体修复领域，具体涉及黑臭水体底泥修复菌剂的制备及底泥原位生态修复方法。
背景技术
河流作为城市的生命源，在城市发展过程起着重要作用，城市河流的水质状况直接影响到人民的生存环境和质量。但随经济高速发展，我国河流受到严重污染，其中黑臭河流的污染问题尤为突出，具体表现为水体发黑发臭，污染物大量汇聚于底泥中严重威胁到了水体生态系统及人居环境，且会加剧水资源的短缺，导致生态系统持续恶化，因此及时有效的修复黑臭水体及底泥是十分迫切和必要的。
目前，对于黑臭河道废水及底泥的修复主要包括以下三种处理方法：物理法、化学法和生物法。其中，物理修复主要是填埋和覆盖，但由于其治标不治本，推广性不强。化学法主要是利用化学试剂进行水体修复，但是化学试剂会出现残留问题，引入新的污染，存在较大的应用弊端。而生物修复由于其安全性强，且运行方便，是目前国内外在黑臭废水治理修复中应用最为广泛的处理方法。但是目前的生物修复在投加微生物菌剂时，菌剂容易被水流冲散，对底泥的治理效果不甚理想，因此亟需开发一种新的能够高效处理黑臭废水和底泥的修复菌剂及原位生态修复方法。
发明内容
本发明意在提供黑臭水体底泥修复菌剂的制备及底泥原位生态修复方法，以解决现有技术中微生物菌剂投加时易被水流冲散，对底泥的治理效果不理想的问题。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：黑臭水体底泥修复菌剂，包括如下质量份的原料，蓝细菌菌液5-15份、酿酒酵母菌菌液5-10份、地衣芽孢杆菌菌液10-15份、亚硝化单胞菌菌液10-15份、反硝化杆菌菌液10-15份、氧化亚铁硫杆菌菌液6-10份、脱氮硫杆菌菌液6-10份。
本技术方案还提供一种黑臭水体底泥修复菌剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤I：菌液扩大培养，蓝细菌、酿酒酵母菌、地衣芽孢杆菌、亚硝化单胞菌、反硝化杆菌、氧化亚铁硫杆菌、脱氮硫杆菌分别进行扩大培养，直至检测到菌液中有效活菌数量均≥2×108CFU/mL；
步骤II：混合培养，将蓝细菌菌液、酿酒酵母菌菌液、地衣芽孢杆菌菌液、亚硝化单胞菌菌液、反硝化杆菌菌液、氧化亚铁硫杆菌菌液、脱氮硫杆菌菌液按比例混合后进行混合培养发酵得复合菌剂；
步骤III：将多孔载体浸泡在复合菌剂内进行菌剂负载。
本技术方案还提供一种黑臭水体底泥修复菌剂原位生态修复的方法，包括如下步骤：
S1：截污，沿水体宽度方向进行固体污染物拦截并对固体垃圾、石块及底泥腐殖质进行清理；
S2：曝气；
S3：种植沉水植物并安装水下光源；
S4：复合菌剂投加，将负载有复合菌剂的多孔载体沉入水体内。
本方案的原理及优点是：本技术方案中，在制备黑臭水体底泥修复菌剂时，发明人采用多种菌剂协同复配的方式，将蓝细菌、酿酒酵母菌、地衣芽孢杆菌、亚硝化单胞菌、反硝化杆菌、氧化亚铁硫杆菌、脱氮硫杆菌进行优化配伍，其中，蓝细菌为自养型光合细菌，含有叶绿素a，具有固氮能力，且能够产生氧气，促进好氧微生物的生长。酿酒酵母菌为厌氧菌，能够在黑臭水体缺乏氧气的条件下得以生存，为复合菌剂的前期定植存活奠定基础。地衣芽孢杆菌能以孢子形式存在，从而抵抗恶劣的环境，与酿酒酵母协同保证复合菌剂在水体及底泥中的初活量。亚硝化单胞菌与反硝化杆菌分别为硝化细菌和反硝化细菌，能够协同降低水体及底泥内的氨氮含量，氧化亚铁硫杆菌及脱氮硫杆菌能够协同发挥脱硫作用，达到净化修复的目的。本技术方案中采用复合菌剂的形式，菌种多样性高，不同菌群之间协同发挥降低氨氮及硫化物的作用，且好氧菌与厌氧菌协同使用，能够应对水体及底泥复杂环境，在氧气丰富及匮乏时均能够有效发挥水体、底泥净化修复效果。
此外，在利用上述的复合菌剂进行黑臭水体、底泥原位生态修复前，首先清理掉内部的垃圾及腐殖质，并进行预曝气，为后续的植物生长构建一个相对良好的生长环境。利用沉水植物能够进一步增加水体以及底泥内的氧气量，为后续的复合菌剂的投加做准备。在投加复合菌剂时，采用的是多孔载体负荷后沉入的方式，有利于微生物制剂的定植，不会像传统菌剂投加那样，被河水冲散而影响水体及底泥的修复效果。
优选的，作为一种改进，各菌液的质量份数如下，蓝细菌菌液5-10份、酿酒酵母菌菌液6-8份、地衣芽孢杆菌菌液12-15份、亚硝化单胞菌菌液12-15份、反硝化杆菌菌液12-15份、氧化亚铁硫杆菌菌液6-8份、脱氮硫杆菌菌液6-8份。
本技术方案中，上述的菌液添加量为经过实践验证的较优添加量，对河水及底泥中的氨氮及硫化物清楚效果好。
优选的，作为一种改进，各菌液中有效活菌数量均≥2×108CFU/mL。
本技术方案中，通过对菌液中有效活菌数量的限定，能够保证菌液具有足够的活力，进而保证对黑臭废水及底泥的修复效果。
优选的，作为一种改进，步骤II中，混合培养的温度为25-30℃，混合培养时间为24-48h。
本技术方案中，在上述的培养温度及时间下，能够保证各菌液的发酵效果，为经过实践验证的较优条件。
优选的，作为一种改进，步骤III中，在进行菌剂负载时，浸泡时间为2-3d。
本技术方案中，通过将多孔载体进行2-3d的浸泡，能够保证菌剂的充分、有效负载，进而保证后续对黑臭废水及底泥修复时，多孔载体负载量充足，保证修复效果。
优选的，作为一种改进，步骤III中，在复合菌剂负载完成后，对多孔载体进行干燥处理。
本技术方案中，通过将负载后的多孔载体进行干燥处理，能够使菌剂吸附在多孔载体上，在将其投加到水体内后，能够缓慢释放菌体，从而防止其随水流过快流失。
优选的，作为一种改进，S3中，水下光源的为防水LED灯。
本技术方案中，水下光源主要是持续不断的提供光照，能够促进光合细菌的生长，进而加速产氧，达到加速好氧菌生长繁殖的目的。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
实施例一
黑臭水体底泥修复菌剂，包括如下质量份的原料，蓝细菌菌液5份、酿酒酵母菌菌液5份、地衣芽孢杆菌菌液10份、亚硝化单胞菌菌液10份、反硝化杆菌菌液10份、氧化亚铁硫杆菌菌液6份、脱氮硫杆菌菌液6份，各菌液中有效活菌数量均≥2×108CFU/mL。
一种黑臭水体底泥修复菌剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤I：菌液扩大培养，蓝细菌、酿酒酵母菌、地衣芽孢杆菌、亚硝
化单胞菌、反硝化杆菌、氧化亚铁硫杆菌、脱氮硫杆菌分别进行扩大培养，直至检测到菌液中有效活菌数量均≥2×108CFU/mL。
步骤II：混合培养，将蓝细菌菌液、酿酒酵母菌菌液、地衣芽孢杆菌菌液、亚硝化单胞菌菌液、反硝化杆菌菌液、氧化亚铁硫杆菌菌液、脱氮硫杆菌菌液按比例混合后进行混合培养发酵得复合菌剂；混合培养的温度为25℃，混合培养时间为24h。
步骤III：将多孔载体浸泡在复合菌剂内进行菌剂负载，浸泡时间为2d，在复合菌剂负载完成后，对多孔载体进行干燥处理。
本技术方案还提供一种黑臭水体底泥修复菌剂原位生态修复的方法，包括如下步骤：
S1：截污，沿水体宽度方向进行固体污染物拦截并对固体垃圾、石块及底泥腐殖质进行清理；
S2：曝气；
S3：种植沉水植物并安装水下光源，水下光源的为防水LED灯。
S4：复合菌剂投加，将负载有复合菌剂的多孔载体沉入水体内。
实施例二
本实施例与实施例一的不同之处在于：本实施例中，复合菌剂包括如下质量份的菌液：蓝细菌菌液15份、酿酒酵母菌菌液10份、地衣芽孢杆菌菌液15份、亚硝化单胞菌菌液15份、反硝化杆菌菌液15份、氧化亚铁硫杆菌菌液10份、脱氮硫杆菌菌液10份。
实施例三
本实施例与实施例一的不同之处在于：本实施例中，复合菌剂包括如下质量份的菌液：蓝细菌菌液10份、酿酒酵母菌菌液8份、地衣芽孢杆菌菌液12份、亚硝化单胞菌菌液12份、反硝化杆菌菌液12份、氧化亚铁硫杆菌菌液8份、脱氮硫杆菌菌液8份。
实施例四
本实施例与实施例一的不同之处在于：本实施例中，混合培养温度为30℃。
实施例五
本实施例与实施例一的不同之处在于：本实施例中，混合培养时间为48h。
实施例六
本实施例与实施例一的不同之处在于：本实施例中，在进行菌剂负载时，浸泡时间为3d。
对比例一
本对比例与实施例一的不同之处在于：本对比例中复合菌剂包括如下质量份的菌液：酿酒酵母菌菌液5份、地衣芽孢杆菌菌液10份、亚硝化单胞菌菌液10份、反硝化杆菌菌液10份、氧化亚铁硫杆菌菌液6份、脱氮硫杆菌菌液6份。
对比例二
本对比例与实施例一的不同之处在于：本对比例中复合菌剂包括如下质量份的菌液：酿酒酵母菌菌液5份、地衣芽孢杆菌菌液10份、反硝化杆菌菌液10份、氧化亚铁硫杆菌菌液6份、脱氮硫杆菌菌液6份。
对比例三
本对比例与实施例一的不同之处在于：本对比例中复合菌剂包括如下质量份的菌液：蓝细菌菌液5份、酿酒酵母菌菌液5份、地衣芽孢杆菌菌液10份、亚硝化单胞菌菌液10份、反硝化杆菌菌液10份、脱氮硫杆菌菌液6份。
对比例四
本对比例与实施例一的不同之处在于：本对比例中复合菌剂包括如下质量份的菌液：蓝细菌菌液20份、酿酒酵母菌菌液15份、地衣芽孢杆菌菌液20份、亚硝化单胞菌菌液20份、反硝化杆菌菌液20份、氧化亚铁硫杆菌菌液15份、脱氮硫杆菌菌液15份。
对比例五
本对比例与实施例一的不同之处在于：本对比例中复合菌剂包括如下质量份的菌液：蓝细菌菌液3份、酿酒酵母菌菌液3份、地衣芽孢杆菌菌液5份、亚硝化单胞菌菌液25份、反硝化杆菌菌液5份、氧化亚铁硫杆菌菌液5份、脱氮硫杆菌菌液5份。
对比例六
本对比例与实施例一的不同之处在于：本对比例中复合菌剂包括如下质量份的菌液：蓝细菌菌液10份、酿酒酵母菌菌液20份、地衣芽孢杆菌菌液20份、亚硝化单胞菌菌液5份、反硝化杆菌菌液5份、氧化亚铁硫杆菌菌液15份、脱氮硫杆菌菌液5份。
对比例七
本对比例与实施例一的不同之处在于：本对比例中未栽植沉水植物。
对比例八
本对比例与实施例一的不同之处在于：本对比例中未在水底设置光源。
对比例九
本对比例与实施例一的不同之处在于：本对比例中微生物菌剂直接投加，未进行多孔载体负载。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (9)
1.黑臭水体底泥修复菌剂，其特征在于：包括如下质量份的原料，蓝细菌菌液5-15份、酿酒酵母菌菌液5-10份、地衣芽孢杆菌菌液10-15份、亚硝化单胞菌菌液10-15份、反硝化杆菌菌液10-15份、氧化亚铁硫杆菌菌液6-10份、脱氮硫杆菌菌液6-10份。
2.根据权利要求1所述的黑臭水体底泥修复菌剂，其特征在于：各菌液的质量份数如下，蓝细菌菌液5-10份、酿酒酵母菌菌液6-8份、地衣芽孢杆菌菌液12-15份、亚硝化单胞菌菌液12-15份、反硝化杆菌菌液12-15份、氧化亚铁硫杆菌菌液6-8份、脱氮硫杆菌菌液6-8份。
3.根据权利要求2所述的黑臭水体底泥修复菌剂，其特征在于：各菌液中有效活菌数量均≥2×108CFU/mL。
4.一种权利要求1-3任一所述的黑臭水体底泥修复菌剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤I：菌液扩大培养，蓝细菌、酿酒酵母菌、地衣芽孢杆菌、亚硝化单胞菌、反硝化杆菌、氧化亚铁硫杆菌、脱氮硫杆菌分别进行扩大培养，直至检测到菌液中有效活菌数量均≥2×108CFU/mL；
步骤II：混合培养，将蓝细菌菌液、酿酒酵母菌菌液、地衣芽孢杆菌菌液、亚硝化单胞菌菌液、反硝化杆菌菌液、氧化亚铁硫杆菌菌液、脱氮硫杆菌菌液按比例混合后进行混合培养发酵得复合菌剂；
步骤III：将多孔载体浸泡在复合菌剂内进行菌剂负载。
5.根据权利要求4所述的黑臭水体底泥修复菌剂的制备方法，其特征在于：步骤II中，混合培养的温度为25-30℃，混合培养时间为24-48h。
6.根据权利要求5所述的黑臭水体底泥修复菌剂的制备方法，其特征在于：步骤III中，在进行菌剂负载时，浸泡时间为2-3d。
7.根据权利要求6所述的黑臭水体底泥修复菌剂的制备方法，其特征在于：步骤III中，在复合菌剂负载完成后，对多孔载体进行干燥处理。
8.一种利用权利要求1-3任一所述的黑臭水体底泥修复菌剂原位生态修复的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：截污，沿水体宽度方向进行固体污染物拦截并对固体垃圾、石块及底泥腐殖质进行清理；
S2：曝气；
S3：种植沉水植物并安装水下光源；
S4：复合菌剂投加，将负载有复合菌剂的多孔载体沉入水体内。
9.根据权利要求8所述的黑臭水体底泥修复菌剂原位生态修复的方法，其特征在于：S3中，水下光源的为防水LED灯。
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