CN113999836A - 一种污水处理用复合微生物菌剂、制备方法及其在河道治理、黑臭水体治理中的应用 - Google Patents

一种污水处理用复合微生物菌剂、制备方法及其在河道治理、黑臭水体治理中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种污水处理用复合微生物菌剂、制备方法及其在河道治理、黑臭水体治理中的应用。该微生物菌剂包括多壳层颗粒；多壳层颗粒包括第一微生物制剂层、可降解塑料层、第二微生物制剂层、微生物制剂芯体。该制备方法包括制备可降解塑料层，将可降解塑料粉末粘附到润湿的颗粒表面，暴露在有机溶剂的气氛，干燥，得到颗粒。本发明的微生物菌剂及其制备方法依据微生物治理黑臭水体不同阶段的特点，筛选各阶段需要的微生物，选择合理的剂量，利用可降解塑料降解特性，实现各组微生物的分时施放，以解决现有用于黑臭水体微生物菌剂单次大剂量投加，微生物活性降低甚至消失，造成治理周期延长，或者运行投入大、成本高的问题。

Description

一种污水处理用复合微生物菌剂、制备方法及其在河道治理、 黑臭水体治理中的应用
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种污水处理用复合微生物菌剂、制备方法及其在河道治理、黑臭水体治理中的应用。
背景技术
随着经济和社会的快速发展，人们的生活和生产排放了大量含有有机污染物的废水，造成自然水体，尤其是城镇河道、水塘、小型琥珀等水体的富营养化，这些水体中含有的有机物在分解过程中快速消耗水中的溶解氧，水体处于缺氧环境，导致厌氧微生物成为主导，将有机物中碳、氮、硫等成分转化为甲烷、硫化氢、氨等物质，发散到空气中，形成恶臭污染；不溶于水的硫化亚铁、硫化锰等不溶于水的微小颗粒悬浮在水中，影响光线进入，进一步加剧了黑臭程度，成为水污染治理中的一个难题。
目前，治理黑臭水体的技术众多，主要包括物理治理、化学治理、生物治理。物理治理主要包括调水冲污、人工曝气、控源截污、清淤疏浚等，但该类方法大多治标不治本，将污染物或污染源转移，并且成本高、周期长。化学治理主要包括化学氧化、化学沉淀、强化絮凝等，能够在一定时间内较大程度改善水质，效果明显，但需投入较多资金，并且加入的化学药剂可能造成二次污染，不能从根本上解决问题。生物治理包括微生物治理、生态浮岛植物净化、人工湿地植物净化等，能够标本兼治，运行费用低，可以维持长效。其中微生物治理技术是一类有效的治理方法。
现有技术中，微生物治理技术一般采用将所需的微生物菌粉按照一定质量比混合，得到微生物菌剂混合物，然后一次性投加到待处理黑臭水体中，存在微生物浪费的情况，因微生物菌剂中的微生物并不都是从治理初期就需要的，初始黑臭水体的微环境导致这部分微生物活性大幅降低，甚至失活，造成微生物浪费，同时由于大量微生物活性降低或者失活造成治理周期大幅延长。还可将黑臭水体引入到处理系统中，例如厌氧池、好氧池等装置中，利用这些装置中存在的固有微生物对黑臭水体中的污染物进行分解，但该方法存在投入大、成本高，不适用于中、小污染水体的治理。因此，需要开发一种可以一次性投入，不同微生物分时施放的污水处理用复合微生物菌剂及其制备方法。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种污水处理用复合微生物菌剂、制备方法及其在河道治理、黑臭水体治理中的应用，依据微生物治理黑臭水体不同阶段的特点，筛选各阶段需要的微生物，对其进行分组，选择合理的剂量，利用可降解塑料的降解时间不同，实现各组微生物的分时施放，至少部分解决现有用于黑臭水体微生物菌剂单次大剂量投加，微生物活性降低甚至消失，造成治理周期延长，或者运行投入大、成本高的问题。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种污水处理用复合微生物菌剂，所述微生物菌剂包括多壳层颗粒；
所述多壳层颗粒包括第一微生物制剂层、第一可降解塑料层、第二微生物制剂层、第二可降解塑料层和微生物制剂芯体；
所述第一微生物制剂层包括第一载体、纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、光合细菌、脱氮硫杆菌、粪产碱杆菌、微生物保护剂；
所述第二微生物制剂层包括第二载体、氨氧化细菌、乳酸菌、凝结芽孢杆菌、放线菌、硅藻、小球藻、聚磷菌、微生物保护剂；
所述微生物制剂芯体包括第三载体、枯草芽孢杆菌、坚硬芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、酵母菌、硝化细菌、反硝化细菌、微生物保护剂；
所述多壳层颗粒的第一微生物制剂层、第一可降解塑料层、第二微生物制剂层、第二可降解塑料层和微生物制剂芯体由外向内依次设置。
优选地，所述第一可降解塑料层包括聚乳酸；所述第二可降解塑料层包括聚羟基脂肪酸酯。
优选地，所述第一微生物制剂的第一载体包括火山石粉；所述纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶吸附在所述第一载体上。
优选地，所述微生物保护剂包括甘油、海藻糖溶液中的任一项；所述第二载体包括生物基活性炭、沸石粉、硅藻土中的至少一项；所述第三载体包括底泥基陶粒、膨润土、黏土中的至少一项。
优选地，所述第一微生物制剂层各组分的重量份为：第一载体10～15份、纤维素酶0.5～1.1份、淀粉酶1.5～2.6份、蛋白酶1～2份、脂肪酶0.2～0.8份、光合细菌20～30份、脱氮硫杆菌25～40份、粪产碱杆菌20～35份、微生物保护剂15～35份；
所述第二微生物制剂层各组分的重量份比为：第二载体30～45份、氨氧化细菌20～25份、乳酸菌30～40份、凝结芽孢杆菌20～32份、放线菌10～20份、硅藻15～20份、小球藻10～18份、聚磷菌5～13份、微生物保护剂26～33份；
所述微生物制剂芯体各组分的重量份比为：第三载体95～120份、枯草芽孢杆菌30～40份、坚硬芽孢杆菌40～45份、地衣芽孢杆菌33～43份、酵母菌20～33份、硝化细菌15～25份、反硝化细菌10～20份、微生物保护剂35～55份。
优选地，所述多壳层颗粒的平均直径为4～10mm；所述第一微生物制剂层的厚度为1.3～4.1mm；所述第二微生物制剂层的厚度为1.2～3mm；所述微生物制剂芯体的平均直径为1.5～2.5mm；所述第一可降解塑料层和第二可降解塑料层的厚度分别为0.1～0.3mm。
第二方面，本发明提供一种污水处理用复合微生物菌剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
制备可降解塑料层，将可降解塑料粉末粘附到润湿的颗粒表面，然后将其暴露在含有有机溶剂的气氛中一段时间，取出后使用常温气体干燥，得到具有可降解塑料层的颗粒。
优选地，所述制备方法具体包括以下步骤：
步骤1)制备微生物菌粉：将光合细菌、脱氮硫杆菌、粪产碱杆菌、氨氧化细菌、乳酸菌、凝结芽孢杆菌、放线菌、硅藻、小球藻、聚磷菌、枯草芽孢杆菌、坚硬芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、酵母菌、硝化细菌、反硝化细菌分别扩大培养，过滤得到菌泥并干燥，得到微生物菌粉；
步骤2)制备微生物制剂芯体：将第三载体、枯草芽孢杆菌菌粉、坚硬芽孢杆菌菌粉、地衣芽孢杆菌菌粉、酵母菌菌粉、硝化细菌菌粉、反硝化细菌菌粉按照一定重量份比混合，得到微生物制剂芯体混合物，使用微生物保护剂对所述微生物制剂芯体混合物造粒，得到微生物制剂芯体；
步骤3)制备第二可降解塑料层：使用微生物保护剂润湿所述微生物制剂芯体表面，将可降解塑料粉末粘附到所述润湿的微生物制剂芯体表面，然后将其暴露在含有有机溶剂的气氛中一段时间，取出后使用常温气体干燥，得到具有第二可降解塑料层的颗粒；
步骤4)制备第二微生物制剂层：将第二载体、氨氧化细菌菌粉、乳酸菌菌粉、凝结芽孢杆菌菌粉、放线菌菌粉、硅藻藻粉、小球藻藻粉、聚磷菌菌粉按照一定重量份比混合，得到第二微生物制剂混合物，使用微生物保护剂将所述第二微生物制剂混合物粘附到步骤3)所述具有第二可降解塑料层的颗粒表面，得到具有第二微生物制剂层的颗粒；
步骤5)制备第一可降解塑料层：使用微生物保护剂润湿步骤4)所述具有第二微生物制剂层颗粒表面，将可降解塑料粉末粘附到所述润湿的步骤4)所述具有第二微生物制剂层颗粒表面，然后将其暴露在含有有机溶剂的气氛中一段时间，取出后使用常温气体干燥，得到具有第一可降解塑料层的颗粒；
步骤6)制备第一微生物制剂层：将第一载体、纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、光合细菌菌剂、脱氮硫杆菌菌剂、粪产碱杆菌菌剂按照一定重量份比混合，得到第一微生物制剂混合物，使用微生物保护剂将所述第一微生物制剂混合物粘附到步骤5)所述的具有第一可降解塑料层的颗粒表面，得到微生物菌剂包括的多壳层颗粒。
优选地，所述有机溶剂包括丙酮、乙酸乙酯、二氯甲烷、三氯甲烷中的至少一种。
优选地，所述可降解塑料粉末的粒度为50目～300目。
第三方面，本发明提供一种污水处理用复合微生物菌剂在河道治理、黑臭水体治理中的应用，所述复合微生物菌剂的使用量为50g/m2～300g/m2。
相对于现有技术，本发明具有以下有益技术效果：①依照黑臭水体处理各个阶段的需求，分时施放相应的微生物制剂，避免将治理全程所需的全部微生物一次性加入待处理水体中，使一些该阶段不需要的微生物过早地加入其中，而该阶段黑臭水体微环境不利于这部分微生物地存活，导致微生物浪费，进而增加了微生物成本；②可以避免失去活性的微生物进入水体，成为有机污染物的一部分，加剧了黑臭水体的治理难度的问题；③本发明的微生物菌剂一次性投入，分阶段、分步施放，不用多次施放，节约人力成本，加快治理进度，缩短治理时间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
图1为本发明所提供的污水处理用复合微生物菌剂一种实施方式的剖面结构示意图；
图2为本发明所提供的污水处理用复合微生物菌剂制备方法的一种实施方式的示意图；
图3为采用本发明所提供的污水处理用复合微生物菌剂治理黑臭水体前后对比照片(上图为治理后的照片；下图为治理前的照片)；
其中，1表示第一微生物制剂层，2表示第一可降解塑料层，3表示第二微生物制剂层，4表示第二可降解塑料层，5表示微生物制剂芯体。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合；并且，基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目各方面来实施设备及/或实践方法。
本发明所提供的一种污水处理用复合微生物菌剂、制备方法及其在河道治理、黑臭水体治理中的应用，依据微生物治理黑臭水体不同阶段的特点，筛选各阶段需要的微生物，对其进行分组，选择合理的剂量，利用可降解塑料的降解时间不同，实现各组微生物的分时施放，至少部分解决现有用于黑臭水体微生物菌剂单次大剂量投加，微生物活性降低甚至消失，造成治理周期延长，或者运行投入大、成本高的问题。
本发明提供一种污水处理用复合微生物菌剂，该微生物菌剂包括多壳层颗粒；
如图1所示，该多壳层颗粒包括第一微生物制剂层1、第一可降解塑料层2、第二微生物制剂层3、第二可降解塑料层4和微生物制剂芯体5；
第一微生物制剂层1包括第一载体、纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、光合细菌、脱氮硫杆菌、粪产碱杆菌、微生物保护剂；
第二微生物制剂层3包括第二载体、氨氧化细菌、乳酸菌、凝结芽孢杆菌、放线菌、硅藻、小球藻、聚磷菌、微生物保护剂；
微生物制剂芯体5包括第三载体、枯草芽孢杆菌、坚硬芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、酵母菌、硝化细菌、反硝化细菌、微生物保护剂；
多壳层颗粒的第一微生物制剂层1、第一可降解塑料层2、第二微生物制剂层3、第二可降解塑料层4和微生物制剂芯体5由外向内依次设置。
需要说明的是，多壳层颗粒包括球形、近球形，以及现有技术造粒技术所能制备的形状。
需要说明的是，本发明在第一微生物制剂层1中添加纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶的目的是：分解黑臭水体中大量有机物富集在水体表面会形成的有机物膜，该有机物膜阻止水气界面交换，导致空气中的氧气无法溶解到水体中，从而加剧相应水体中缺氧的程度，加剧水体发黑发臭程度。此外，纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶还可以将待处理水体中存在的其他纤维素、淀粉、蛋白质、短肽、油脂分解为小分子有机物，有利于促进添加的微生物菌体的生物量增加，加快水体处理的进程。
进一步优选地，光合细菌包括产氧光合菌和不产氧光合菌。产氧光合菌包括蓝细菌、原绿菌，其作用是在待处理水体上层接收投射的光，产生少量氧气，溶解到待处理水体中，增加水体中的溶解氧，为后续施放的微生物提供维持活性和增殖的基本条件；另一方面，产氧光合菌还可以利用待处理水体中硝酸盐和氨为氮源，减少待处理水体中氨氮污染物的浓度。不产氧光合菌包括紫色细菌、绿色细菌，其作用是在治理初期的待处理水体下层，能够在有光照缺氧环境中进行光合作用，消耗硫化氢，从而能够分解待处理黑臭水体中的硫化物。
脱氮硫杆菌能够在缺乏可利用有机物的条件下，利用氧化硫化物获得能量，并以硝酸盐为电子受体生成氮气，以氨盐、硝酸盐、亚硝酸盐、氨基酸为氮源进行生长，能够同时降低待处理黑臭水体中的硫化物和氨氮。脱氮硫杆菌在好氧和厌氧条件下均能发挥作用，因此可以在黑臭水体治理初期加入并发挥作用，并在整个治理周期内发挥作用。
粪产碱杆菌能够利用硝酸盐，在无氧或者缺氧条件下生长，消耗水体中的氮污染物；在有氧条件下还能够分解杀虫剂、除草剂等复杂有机物。
需要说明的是，本发明的第一微生物制剂层1中的各物质具有相互协同、促进的作用，生物酶降解待处理水体表面的有机物膜，可以在初始阶段较快的增加水体上层的溶氧，也一定程度上增加了投射到上层水体的光量，使待处理水体上层的微环境有利于产氧光合菌的生长和发挥作用。产氧光合菌在水体上层发挥作用后，可以进一步增加水体中溶氧，并且降解硫化物后能够增加水体的整体透光性，增加投射到待处理水体下层的光量，这为不产氧光合菌在下层发挥作用提供了有利条件。光合细菌、脱氮硫杆菌、粪产碱杆菌共同作用，对待处理水体中的硫化物、氨氮、硝态氮等污染物进行降解。同时生物酶和光合细菌、脱氮硫杆菌、粪产碱杆菌的微生物的生化反应产物，例如溶解氧、小分子有机物(如单糖、氨基酸等)、低浓度的氨氮等，也为后续施放的微生物提供有利微环境，促进其更快地发挥作用。
氨氧化细菌能够将氨氧化为亚硝酸盐，进而使亚硝酸盐氧化为硝酸盐，有利于使氨氮进入反硝化过程，降低含量。
乳酸菌可以产生乳酸，抑制有害菌的生长，并产生分解水体中的蛋白质的酶，为其他生物提供营养。
凝结芽孢杆菌可以分泌淀粉酶和蛋白酶，有效抑制有害菌的生长。
放线菌能够产生各种酶制剂(蛋白酶、淀粉酶、和纤维素酶等)、维生素(B12)和有机酸等，为其他生物提供营养物质。
硅藻和小球藻能够进行光合作用，提高水体的溶解氧，为其他有益菌提供有利生长环境，并为后续水生动物提供饵料。
聚磷菌包括不动杆菌属、气单胞菌属、棒杆菌属、微丝菌等，能过量吸磷并能储存磷，减少水体中磷污染物的浓度。
枯草芽孢杆菌可以分泌淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶、纤维素酶。
坚硬芽孢杆菌能够分泌淀粉酶和蛋白酶，有效抑制有害菌的生长。
地衣芽孢杆菌能够分解有机质，分泌淀粉酶，为其他微生物提供营养物质。
酵母菌能够分解水中的淀粉等多糖类。
硝化细菌能够将氨氧化为亚硝酸盐，进而使亚硝酸盐氧化为硝酸盐，有利于使氨氮进入反硝化过程，降低含量。
反硝化细菌包括假单胞菌属、产碱杆菌属，能将硝态氮还原为气态氮，减少水体氮污染物浓度。
优选地，第一可降解塑料层2包括聚乳酸；第二可降解塑料层4包括聚羟基脂肪酸酯。
进一步优选地，第二可降解塑料层4包括聚羟基脂肪酸酯、聚乳酸中的至少一种。
进一步优选地，聚乳酸包括低分子量聚乳酸；进一步优选地，低分子量聚乳酸包括由乳酸制备丙交酯过程中的丙交酯蒸馏残余物。
需要说明的是，丙交酯蒸馏残余物主要成分为低分子量聚乳酸，其中包含以糖类分子的羟基为聚合起始端的多分枝低分子量聚乳酸，其具有降解速度相对较快的优势。
优选地，第一微生物制剂1的第一载体包括火山石粉；纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶吸附在第一载体上。
进一步优选地，火山石粉包括采用毫孔火山石粉碎得到的火山石粉，其粒度为30目～70目。
进一步优选地，火山石粉包括采用聚乳酸对火山石粉进行预处理，目的是将火山石粉中的微孔封闭，防止水进入，进而影响火山石粉在待处理水体的漂浮性能，有利于将生物酶更多地带到水体表面，对有机物膜发挥作用。纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶吸附经聚乳酸预处理后的火山石粉上。
进一步优选地，采用聚乳酸对火山石粉进行预处理的一种方法如下：将聚乳酸溶解在有机溶剂中，聚乳酸在有机溶剂中质量浓度为5％～15％，将火山石粉浸入聚乳酸的有机溶剂中2～5min，过滤出来，使有机溶剂挥发，再压碎，得到聚乳酸处理后的火山石粉。有机溶剂包括丙酮、乙酸乙酯、二氯甲烷、三氯甲烷中的至少一种。聚乳酸包括低分子量聚乳酸。
需要说明的是，本发明的聚乳酸能够在自然环境中降解，产生乳酸。产生的乳酸能够与待处理水体中的氨、胺结合，生成乳酸盐，减少水体中氨和胺溢出量，部分解决水体发臭的问题；另一方面，将氨离子化，生成铵离子，有利于微生物吸收、利用、降解。
优选地，微生物保护剂包括甘油、海藻糖溶液中的任一项；第二载体包括生物基活性炭、沸石粉、硅藻土中的至少一项；第三载体包括底泥基陶粒、膨润土、黏土中的至少一项。
进一步优选地，海藻糖溶液的浓度为20％～40％；进一步优选地，海藻糖溶液的浓度为23％～33％。
进一步优选地，生物基活性炭、沸石粉、硅藻土的粒度为30目～60目。
进一步优选地，生物基活性炭是指采用生物原料制备的活性炭，包括利用椰壳、木屑、甘蔗渣、花生壳为原料制备的活性炭。
进一步优选地，生物基活性炭的一种制备方法为：①甘蔗渣干燥、粉碎，得甘蔗渣粉末；②将甘蔗渣粉末中加入混油硅酸钠的铁盐溶液中，搅拌、离心、过滤，将滤渣烘干，得到混合固体物，硅酸钠在铁盐溶液中的质量分数为5％～9％；③在氮气氛围下，热解混合固体物，热解时的升温速率为14～16℃/min，升高到550～600℃，维持该温度80～100min，自然冷却，粉碎，得到碳化粉末。
进一步优选地，底泥基陶粒、膨润土、黏土的粒度为10目～40目。
进一步优选地，底泥基陶粒的一种制备方法为：①挖取河道底泥，烘干粉碎，得到底泥粉；②将底泥粉、陶土和沸石按照1：(1～2)：(0.5～0.8)的质量比混合，加水搅拌造粒，得到生料球；③将生料球30～40℃预热3～4小时，830～900℃焙烧1.5～2小时，冷却，得到底泥基陶粒。
优选地，第一微生物制剂层1各组分的重量份为：第一载体10～15份、纤维素酶0.5～1.1份、淀粉酶1.5～2.6份、蛋白酶1～2份、脂肪酶0.2～0.8份、光合细菌20～30份、脱氮硫杆菌25～40份、粪产碱杆菌20～35份、微生物保护剂15～35份；
第二微生物制剂层3各组分的重量份比为：第二载体30～45份、氨氧化细菌20～25份、乳酸菌30～40份、凝结芽孢杆菌20～32份、放线菌10～20份、硅藻15～20份、小球藻10～18份、聚磷菌5～13份、微生物保护剂26～33份；
微生物制剂芯体5各组分的重量份比为：第三载体95～120份、枯草芽孢杆菌30～40份、坚硬芽孢杆菌40～45份、地衣芽孢杆菌33～43份、酵母菌20～33份、硝化细菌15～25份、反硝化细菌10～20份、微生物保护剂35～55份。
优选地，多壳层颗粒的平均直径为4.1～10.3mm；第一微生物制剂层1的厚度为0.65～2.05mm；第二微生物制剂层3的厚度为0.6～1.5mm；微生物制剂芯体5的平均直径为1.5～2.5mm；第一可降解塑料层2和第二可降解塑料层4的厚度分别为0.1～0.3mm。
进一步优选地，反硝化细菌包括假单胞菌，假单胞菌包括耳炎假单胞菌、昆明假单胞菌、亚洲假单胞菌。
需要说明的是，耳炎假单胞菌、昆明假单胞菌、亚洲假单胞菌可以在好氧条件下进行反硝化过程，减少水体中硝酸盐污染物的浓度。
本发明的微生物菌剂用于黑臭水体治理的一个过程如下：将一定量本发明微生物菌剂的多壳层颗粒均匀抛撒在待处理黑臭水体中，第一微生物制剂层1在水的浸润下脱离颗粒主体，第一载体携带纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶上升到水体表面，其上吸附的酶进入水相，在水体表面附近脱离第一载体，并作用在水体表面的有机物膜将其分解，增加了上层水体溶解氧和光透射量；此时该微生物制剂层的其他微生物在水体中分散，处于水体上层的产氧光合菌及处于下层的不产氧光合菌、脱氮硫杆菌、粪产碱杆菌共同作用，对待处理水体中的硫化物、氨氮、硝态氮等污染物进行降解。第一可降解塑料层2经过在水体环境中浸泡一定时间后，达到了解体的程度，第二微生物制剂层3暴露于待处理水体中，其中的微生物菌粉逐渐分散到整个水体，对水体中存在的有机物、硫化物、氨、胺、硫化氢等物质进一步分解，并将这些物质转化为有利于微生物生长的碳源、氮源等，并进一步增加水体溶解氧，相应微生物将其中的部分氨氮转化为氮气。第二可降解塑料层4经过在水体环境中浸泡一定时间后，达到了解体的程度，微生物制剂芯体5暴露于水体中，其中的微生物菌粉逐渐分散到整个水体，对水体中残留的有机物、硫化物、氨、胺、硫化氢等物质降解，并抑制有害微生物的增殖，促进水体形成有益的微生物菌群，建立其自身净化能力。
需要说明的是，黑臭水体治理前期需要施放较多的生物酶、微生物菌粉，因此时水体环境不利于微生物增殖和分泌酶；待水体进行一定程度的治理后，其水体环境得到改善，因此可以降低微生物施放量，利用微生物和水体中的前段治理产生的营养物质，使菌量增加，不仅可以降低微生物施放成本，还能减少水体中有机物量，加快水体治理进程，缩短治理时间。
需要说明的是，本发明的第二载体和第三载体的作用是为微生物提供吸附的载体，有利于菌体数量的增加和活性的提高。
本发明的第一可降解塑料层2从暴露在黑臭水体开始计算，其降解解体的时间为3～5天。本发明的第二可降解塑料层4从暴露在黑臭水体开始计算，其降解解体的时间为4～8天。
本发明还提供一种污水处理用复合微生物菌剂的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
制备可降解塑料层，将可降解塑料粉末粘附到润湿的颗粒表面，然后将其暴露在含有有机溶剂的气氛中一段时间，取出后使用常温气体干燥，得到具有可降解塑料层的颗粒。
进一步优选地，使用微生物保护剂润湿颗粒表面。颗粒润湿的一个具体实施方式是将微生物保护剂雾化，或者形成微液滴，喷洒到颗粒表面。
进一步优选地，通过控制喷洒到颗粒表面的微生物保护剂量调控可降解塑料粉末粘附到颗粒表面的量；或者通过采用多次喷洒-粘附的方式，调节颗粒表面粘附的可降解塑料粉末量。
进一步优选地，含有有机溶剂的气氛是通过将有机溶剂液体喷洒到惰性载气中形成的。通过控制有机溶剂的喷洒量、温度、气体压力等因素，调节其中的有机溶剂气体的质量分数或者分压，有机溶剂气体的质量分数为20％～40％。惰性气体包括二氧化碳、氮气、氩气等。
进一步优选地，粘附可降解塑料粉末的颗粒暴露在含有有机溶剂的气氛的时间为5～20秒。
进一步优选地，在含有有机溶剂的气氛中暴露后的颗粒的干燥是在常温条件下，放入干燥设备中，将净化后的干燥空气通入其中，将颗粒表面残余的有机溶剂吹出，促使可降解塑料粉末在颗粒表面形成封闭的壳层。进一步优选地，该干燥过程是在无菌条件下进行的。
进一步优选地，将粘附可降解塑料粉末的颗粒在暴露于含有有机溶剂的气氛前，将其放置在低温下进行预处理，然后再暴露于含有有机溶剂蒸汽的气氛中，使有机溶剂在颗粒表面更快地凝结，达到在短时间内黏合可生物降解塑料粉末的目的。这样做的好处是，一方面在低温条件下可以尽量减少有机溶剂气体渗透到微生物层的量(由于有机溶剂的传质速度变慢，并且暴露的时间短)；另一方面，微生物的外层屏障在低温下透过性低，传质速度慢，可以减少微生物对有机溶剂的吸收，从而最大程度上降低有机溶剂对微生物的不利影响。
进一步优选地，低温是指温度在-20℃～-40℃的条件，低温处理的时间为30秒～100秒。
优选地，如图2所示，该制备方法具体包括以下步骤：
步骤1)制备微生物菌粉：将光合细菌、脱氮硫杆菌、粪产碱杆菌、氨氧化细菌、乳酸菌、凝结芽孢杆菌、放线菌、硅藻、小球藻、聚磷菌、枯草芽孢杆菌、坚硬芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、酵母菌、硝化细菌、反硝化细菌分别扩大培养，过滤得到菌泥并干燥，得到微生物菌粉；
步骤2)制备微生物制剂芯体5：将第三载体、枯草芽孢杆菌菌粉、坚硬芽孢杆菌菌粉、地衣芽孢杆菌菌粉、酵母菌菌粉、硝化细菌菌粉、反硝化细菌菌粉按照一定重量份比混合，得到微生物制剂芯体混合物，使用微生物保护剂对微生物制剂芯体混合物造粒，得到微生物制剂芯体5；
步骤3)制备第二可降解塑料层4：使用微生物保护剂润湿微生物制剂芯体5表面，将可降解塑料粉末粘附到润湿的微生物制剂芯体5表面，然后将其暴露在含有有机溶剂的气氛中一段时间，取出后使用常温气体干燥，得到具有第二可降解塑料层4的颗粒；
步骤4)制备第二微生物制剂层3：将第二载体、氨氧化细菌菌粉、乳酸菌菌粉、凝结芽孢杆菌菌粉、放线菌菌粉、硅藻藻粉、小球藻藻粉、聚磷菌菌粉按照一定重量份比混合，得到第二微生物制剂混合物，使用微生物保护剂将第二微生物制剂混合物粘附到步骤3)具有第二可降解塑料层4的颗粒表面，得到具有第二微生物制剂层3的颗粒；
步骤5)制备第一可降解塑料层2：使用微生物保护剂润湿步骤4)具有第二微生物制剂层3颗粒表面，将可降解塑料粉末粘附到润湿的步骤4)具有第二微生物制剂层3颗粒表面，然后将其暴露在含有有机溶剂的气氛中一段时间，取出后使用常温气体干燥，得到具有第一可降解塑料层2的颗粒；
步骤6)制备第一微生物制剂层1：将第一载体、纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、光合细菌菌剂、脱氮硫杆菌菌剂、粪产碱杆菌菌剂按照一定重量份比混合，得到第一微生物制剂混合物，使用微生物保护剂将第一微生物制剂混合物粘附到步骤5)的具有第一可降解塑料层2的颗粒表面，得到微生物菌剂包括的多壳层颗粒。
本发明的微生物培养、保持活性前提下菌体和藻体的干燥均采用现有技术的相关方法。
进一步优选地，造粒采用现有技术的粉体造粒设备和方法进行。
优选地，有机溶剂包括丙酮、乙酸乙酯、二氯甲烷、三氯甲烷中的至少一种。
优选地，可降解塑料粉末的粒度为50目～300目。
进一步优选地，可降解塑料粉末的粒度为150目～250目。
基于相同的发明构思，本发明还提供一种污水处理用复合微生物菌剂在河道治理、黑臭水体治理中的应用，所述复合微生物菌剂的使用量为50g/m2～300g/m2。
进一步优选地，本发明的微生物菌剂的使用量为80g/m2～200g/m2，可根据黑臭水体的污染程度、水体深度等因素调整使用量。
为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明的技术方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限定。
实施例1-5
按照如下步骤和条件制备本发明的微生物菌剂。
步骤1)制备微生物菌粉：将光合细菌、脱氮硫杆菌、粪产碱杆菌、氨氧化细菌、乳酸菌、凝结芽孢杆菌、放线菌、硅藻、小球藻、聚磷菌、枯草芽孢杆菌、坚硬芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、酵母菌、硝化细菌、反硝化细菌分别扩大培养，过滤得到菌泥并干燥，得到微生物菌粉；
步骤2)制备微生物制剂芯体5：将第三载体、枯草芽孢杆菌菌粉、坚硬芽孢杆菌菌粉、地衣芽孢杆菌菌粉、酵母菌菌粉、硝化细菌菌粉、反硝化细菌菌粉按照一定重量份比混合，得到微生物制剂芯体混合物，使用微生物保护剂对微生物制剂芯体混合物造粒，得到微生物制剂芯体5。
步骤2)的实施例1使用的第三载体为底泥基陶粒；实施例2使用的第三载体为膨润土；实施例3使用的第三载体为黏土；实施例4使用的第三载体为底泥基陶粒和黏土，质量比为1:2；实施例5使用的第三载体为膨润土和黏土，比例为1:1。各实施例的第三载体、枯草芽孢杆菌菌粉、坚硬芽孢杆菌菌粉、地衣芽孢杆菌菌粉、酵母菌菌粉、硝化细菌菌粉、反硝化细菌菌粉的重量份比如表1所示。
步骤3)制备第二可降解塑料层4：使用微生物保护剂润湿微生物制剂芯体5表面，将可降解塑料粉末粘附到润湿的微生物制剂芯体5表面，然后将其暴露在含有有机溶剂的气氛中一段时间，取出后使用常温气体干燥，得到具有第二可降解塑料层4的颗粒。
步骤3)的实施例1使用的微生物保护剂为甘油；实施例2使用的微生物保护剂为海藻糖溶液，质量浓度为20％；实施例3使用的微生物保护剂为海藻糖溶液，质量浓度为40％；实施例4使用的微生物保护剂为海藻糖溶液，质量浓度为23％；实施例5使用的微生物保护剂为海藻糖溶液，质量浓度为33％。各实施例的可降解塑料粉末的粒度，含有有机溶剂气氛中有机溶剂的质量浓度，颗粒预处理情况，暴露时间，干燥气体种类，干燥时间等条件如表2所示。
步骤4)制备第二微生物制剂层3：将第二载体、氨氧化细菌菌粉、乳酸菌菌粉、凝结芽孢杆菌菌粉、放线菌菌粉、硅藻藻粉、小球藻藻粉、聚磷菌菌粉按照一定重量份比混合，得到第二微生物制剂混合物，使用微生物保护剂将第二微生物制剂混合物粘附到步骤3)具有第二可降解塑料层4的颗粒表面，得到具有第二微生物制剂层3的颗粒。
步骤4)的实施例1使用的第二载体为生物基活性炭；实施例2使用的第二载体为沸石粉；实施例3使用的第二载体为硅藻土；实施例4使用的第二载体为生物基活性炭和沸石粉，质量比为2:1；实施例5使用的第二载体为硅藻土和沸石粉，比例为2:3。各实施例的第二载体、氨氧化细菌菌粉、乳酸菌菌粉、凝结芽孢杆菌菌粉、放线菌菌粉、硅藻藻粉、小球藻藻粉、聚磷菌菌粉的重量份比如表3所示。
步骤5)制备第一可降解塑料层2：使用微生物保护剂润湿步骤4)具有第二微生物制剂层3颗粒表面，将可降解塑料粉末粘附到润湿的步骤4)具有第二微生物制剂层3颗粒表面，然后将其暴露在含有有机溶剂的气氛中一段时间，取出后使用常温气体干燥，得到具有第一可降解塑料层2的颗粒。
步骤5)的实施例1使用的微生物保护剂为海藻糖溶液，质量浓度为25％；实施例2使用的微生物保护剂为海藻糖溶液，质量浓度为30％；实施例3使用的微生物保护剂为甘油；实施例4使用的微生物保护剂为海藻糖溶液，质量浓度为35％；实施例5使用的微生物保护剂为海藻糖溶液，质量浓度为28％。各实施例的可降解塑料粉末的粒度，含有有机溶剂气氛中有机溶剂的质量浓度，颗粒预处理情况，暴露时间，干燥气体种类，干燥时间等条件如表4所示。
步骤6)制备第一微生物制剂层1：将第一载体、纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、光合细菌菌剂、脱氮硫杆菌菌剂、粪产碱杆菌菌剂按照一定重量份比混合，得到第一微生物制剂混合物，使用微生物保护剂将第一微生物制剂混合物粘附到步骤5)的具有第一可降解塑料层2的颗粒表面，得到微生物菌剂包括的多壳层颗粒。
步骤6)的实施例使用的第一载体均为毫孔火山石粉，实施例1使用的毫孔火山石粉的粒度为30目，实施例2使用的毫孔火山石粉的粒度为70目，实施例3使用的毫孔火山石粉的粒度为60目，实施例4使用的毫孔火山石粉的粒度为45目，实施例5使用的毫孔火山石粉的粒度为55目。各实施例的第一载体、纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、光合细菌菌剂、脱氮硫杆菌菌剂、粪产碱杆菌菌剂的重量份比如表5所示。
表1制备微生物制剂芯体5的各组分重量份
各组分 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
第三载体 120 110 95 105 100
枯草芽孢杆菌菌粉 38 30 36 40 33
坚硬芽孢杆菌菌粉 40 44 42 41 45
地衣芽孢杆菌菌粉 43 40 33 37 35
酵母菌菌粉 23 20 30 33 27
硝化细菌菌粉 18 25 20 22 15
反硝化细菌菌粉 20 10 12 16 18
微生物保护剂 50 55 35 46 40
表2制备第二可降解塑料层4的条件
条件/项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
塑料粉末粒度(目) 150 200 100 300 250
惰性载气种类 氮气 二氧化碳 氩气 氮气 二氧化碳
有机溶剂质量浓度 40％ 36％ 30％ 38％ 25％
颗粒冷处理温度 -22℃ -20℃ -30℃ -35℃ -40℃
冷处理时间(秒) 50 70 60 85 100
暴露时间(秒) 10 13 20 18 16
干燥气体种类 氩气 氮气 二氧化碳 氩气 氮气
干燥时间(min) 30 50 40 60 35
表3制备第二微生物制剂层3的各组分重量份
各组分 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
第二载体 30 35 45 42 38
氨氧化细菌菌粉 22 25 24 20 23
乳酸菌菌粉 40 33 30 38 35
凝结芽孢杆菌菌粉 23 20 29 26 32
放线菌菌粉 10 16 20 18 13
硅藻藻粉 17 19 18 15 20
小球藻藻粉 16 10 18 12 14
聚磷菌菌粉 7 5 11 13 9
微生物保护剂 26 28 33 30 31
表4制备第一可降解塑料层2的条件
条件/项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
塑料粉末粒度(目) 100 80 50 200 150
惰性气体种类 氩气 氮气 二氧化碳 氩气 氮气
有机溶剂质量浓度 25％ 20％ 35％ 30％ 23％
颗粒冷处理温度 -28℃ -20℃ -32℃ -25℃ -40℃
冷处理时间(秒) 50 70 30 40 60
暴露时间 7 5 12 15 10
干燥气体种类 氮气 二氧化碳 氩气 氮气 二氧化碳
干燥时间 70 60 65 55 50
表5制备第一微生物制剂层1的各组分重量份
各组分 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
第一载体 10 12 11 15 13
纤维素酶 0.9 1.1 0.5 0.7 1
淀粉酶 2.6 1.8 2.1 2.4 1.5
蛋白酶 1.3 1.8 2 1.6 1
脂肪酶 0.4 0.2 0.7 0.8 0.6
光合细菌菌剂 26 29 30 20 22
脱氮硫杆菌菌剂 30 40 25 35 37
粪产碱杆菌菌剂 35 31 24 27 20
微生物保护剂 21 35 30 15 27
实施例1～5制备得到的微生物菌剂包含的多壳层颗粒的各层厚度或直径如表6所示，这里的厚度或直径为多次测量的平均值。
表6制备得到的微生物菌剂包含的多壳层颗粒的各层厚度或直径(mm)
各层名称 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
颗粒直径 5.8 7.1 8.7 6.3 8.3
第一微生物制剂层 0.9 2.05 1.7 0.65 1.4
第一可降解塑料层 0.2 0.15 0.1 0.25 0.3
第二微生物制剂层 0.6 0.8 1.5 1.1 1.3
第二可降解塑料层 0.1 0.2 0.3 0.15 0.25
微生物制剂芯体 2.2 2.5 1.5 2.0 1.8
将上述实施例1～5制备得到的微生物菌剂用于黑臭水体的治理效果如表7所示，其中实施例3的黑臭水体治理前后的对比照片如图3所示。待处理的黑臭水的污染情况为：COD为240～280mg/L，氨氮为30～40mg/L，总氮为40～50mg/L，总磷为4～6mg/L。
表7利用微生物菌剂治理黑臭水体的效果
Figure BDA0003335954230000171
Figure BDA0003335954230000181
对比例1
按照实施例3中制备微生物菌剂所使用的各种微生物菌粉、各种载体、微生物保护剂和可降解塑料粉末的量，称取相应的组分，混合均匀，但不制备本发明的微生物菌剂包括的多壳层颗粒，按照实施例3的添加量处理相同的黑臭水体，其治理效果为：处理12天后的水体COD为100mg/L，氨氮为14mg/L，总氮为19mg/L，总磷为2.1mg/L；处理20天后的水体COD为40mg/L，氨氮为5.3mg/L，总氮为7.5mg/L，总磷为1.8mg/L。
处理20天的效果仍未达到实施例3的处理效果。
对比例2
按照实施例3中制备第一微生物制剂层1所使用的各种微生物菌粉、各种载体、微生物保护剂的相同的量，制备第二微生物制剂层3所使用的各种微生物菌粉、各种载体、微生物保护剂的3倍的量，制备微生物制剂芯体5所使用的各种微生物菌粉、各种载体、微生物保护剂的5倍的量，称取相应的组分，混合均匀，但不制备本发明的微生物菌剂包括的多壳层颗粒，按照实施例3中添加第一微生物制剂层1的量标定总的添加量(即与实施例3添加的第一微生物制剂层1组分量相同，其他组分的量相应增加)，可降解塑料粉末的添加量与实施例3相同。治理与实施例3相同的黑臭水体，其治理效果为：处理12天后的水体COD为24mg/L，氨氮为3.0mg/L，总氮为4.0mg/L，总磷为0.36mg/L。本对比例增加微生物菌粉使用量后，可以达到本发明实施例3的治理效果。
从表7和对比例1、2的结果可以看出，使用本发明的制备方法制备污水处理用复合微生物菌剂能够明显减少微生物菌剂的用量，缩短治理所需时间。

Claims (10)

1.一种污水处理用复合微生物菌剂，其特征在于，所述微生物菌剂包括多壳层颗粒；
所述多壳层颗粒包括第一微生物制剂层(1)、第一可降解塑料层(2)、第二微生物制剂层(3)、第二可降解塑料层(4)和微生物制剂芯体(5)；
所述第一微生物制剂层(1)包括第一载体、纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、光合细菌、脱氮硫杆菌、粪产碱杆菌、微生物保护剂；
所述第二微生物制剂层(3)包括第二载体、氨氧化细菌、乳酸菌、凝结芽孢杆菌、放线菌、硅藻、小球藻、聚磷菌、微生物保护剂；
所述微生物制剂芯体(5)包括第三载体、枯草芽孢杆菌、坚硬芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、酵母菌、硝化细菌、反硝化细菌、微生物保护剂；
所述多壳层颗粒的第一微生物制剂层(1)、第一可降解塑料层(2)、第二微生物制剂层(3)、第二可降解塑料层(4)和微生物制剂芯体(5)由外向内依次设置。
2.根据权利要求1所述的污水处理用复合微生物菌剂，其特征在于，所述第一可降解塑料层(2)包括聚乳酸；
所述第二可降解塑料层(4)包括聚羟基脂肪酸酯。
3.根据权利要求1所述的污水处理用复合微生物菌剂，其特征在于，所述第一微生物制剂(1)的第一载体包括火山石粉；
所述纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶吸附在所述第一载体上。
4.根据权利要求1所述的污水处理用复合微生物菌剂，其特征在于，所述微生物保护剂包括甘油、海藻糖溶液中的任一项；
所述第二载体包括生物基活性炭、沸石粉、硅藻土中的至少一项；
所述第三载体包括底泥基陶粒、膨润土、黏土中的至少一项。
5.根据权利要求1至4任一项所述的污水处理用复合微生物菌剂，其特征在于，所述第一微生物制剂层(1)各组分的重量份为：第一载体10～15份、纤维素酶0.5～1.1份、淀粉酶1.5～2.6份、蛋白酶1～2份、脂肪酶0.2～0.8份、光合细菌20～30份、脱氮硫杆菌25～40份、粪产碱杆菌20～35份、微生物保护剂15～35份；
所述第二微生物制剂层(3)各组分的重量份比为：第二载体30～45份、氨氧化细菌20～25份、乳酸菌30～40份、凝结芽孢杆菌20～32份、放线菌10～20份、硅藻15～20份、小球藻10～18份、聚磷菌5～13份、微生物保护剂26～33份；
所述微生物制剂芯体(5)各组分的重量份比为：第三载体95～120份、枯草芽孢杆菌30～40份、坚硬芽孢杆菌40～45份、地衣芽孢杆菌33～43份、酵母菌20～33份、硝化细菌15～25份、反硝化细菌10～20份、微生物保护剂35～55份。
6.根据权利要求1至4任一项所述的污水处理用复合微生物菌剂，其特征在于，所述多壳层颗粒的平均直径为4～10mm；
所述第一微生物制剂层(1)的厚度为1.3～4.1mm；
所述第二微生物制剂层(3)的厚度为1.2～3mm；
所述微生物制剂芯体(5)的平均直径为1.5～2.5mm；
所述第一可降解塑料层(2)和第二可降解塑料层(4)的厚度分别为0.1～0.3mm。
7.一种污水处理用复合微生物菌剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
制备可降解塑料层，将可降解塑料粉末粘附到润湿的颗粒表面，然后将其暴露在含有有机溶剂的气氛中一段时间，取出后使用常温气体干燥，得到具有可降解塑料层的颗粒。
8.根据权利要求7所述的污水处理用复合微生物菌剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括以下步骤：
步骤1)制备微生物菌粉：将光合细菌、脱氮硫杆菌、粪产碱杆菌、氨氧化细菌、乳酸菌、凝结芽孢杆菌、放线菌、硅藻、小球藻、聚磷菌、枯草芽孢杆菌、坚硬芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、酵母菌、硝化细菌、反硝化细菌、分别扩大培养，过滤得到菌泥并干燥，得到微生物菌粉；
步骤2)制备微生物制剂芯体(5)：将第三载体、枯草芽孢杆菌菌粉、坚硬芽孢杆菌菌粉、地衣芽孢杆菌菌粉、酵母菌菌粉、硝化细菌菌粉、反硝化细菌菌粉按照一定重量份比混合，得到微生物制剂芯体混合物，使用微生物保护剂对所述微生物制剂芯体混合物造粒，得到微生物制剂芯体(5)；
步骤3)制备第二可降解塑料层(4)：使用微生物保护剂润湿所述微生物制剂芯体(5)表面，将可降解塑料粉末粘附到所述润湿的微生物制剂芯体(5)表面，然后将其暴露在含有有机溶剂的气氛中一段时间，取出后使用常温气体干燥，得到具有第二可降解塑料层(4)的颗粒；
步骤4)制备第二微生物制剂层(3)：将第二载体、氨氧化细菌菌粉、乳酸菌菌粉、凝结芽孢杆菌菌粉、放线菌菌粉、硅藻藻粉、小球藻藻粉、聚磷菌菌粉按照一定重量份比混合，得到第二微生物制剂混合物，使用微生物保护剂将所述第二微生物制剂混合物粘附到步骤3)所述具有第二可降解塑料层(4)的颗粒表面，得到具有第二微生物制剂层(3)的颗粒；
步骤5)制备第一可降解塑料层(2)：使用微生物保护剂润湿步骤4)所述具有第二微生物制剂层(3)颗粒表面，将可降解塑料粉末粘附到所述润湿的步骤4)所述具有第二微生物制剂层(3)颗粒表面，然后将其暴露在含有有机溶剂的气氛中一段时间，取出后使用常温气体干燥，得到具有第一可降解塑料层(2)的颗粒；
步骤6)制备第一微生物制剂层(1)：将第一载体、纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、光合细菌菌剂、脱氮硫杆菌菌剂、粪产碱杆菌菌剂按照一定重量份比混合，得到第一微生物制剂混合物，使用微生物保护剂将所述第一微生物制剂混合物粘附到步骤5)所述的具有第一可降解塑料层(2)的颗粒表面，得到微生物菌剂包括的多壳层颗粒。
9.根据权利要求7所述的污水处理用复合微生物菌剂的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂包括丙酮、乙酸乙酯、二氯甲烷、三氯甲烷中的至少一种。
10.一种污水处理用复合微生物菌剂在河道治理、黑臭水体治理中的应用，其特征在于，所述复合微生物菌剂的使用量为50g/m2～300g/m2。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114804563A (zh) * 2022-06-27 2022-07-29 珠江水利委员会珠江水利科学研究院 一种污染底泥碳氮硫污染物同步去除方法
CN115417508A (zh) * 2022-09-16 2022-12-02 江苏华淼生态科技有限公司 一种底泥高效微生物修复剂及其制备方法
CN116282568A (zh) * 2023-05-25 2023-06-23 上海园林绿化建设有限公司 一种污染水体的水质净化方法
TWI808839B (zh) * 2022-07-25 2023-07-11 金翔生物科技股份有限公司 農作物的清洗廢液循環再利用系統及其處理方法
CN116891809A (zh) * 2022-12-06 2023-10-17 浙江大学 一株亚洲假单胞菌及微生物菌剂和应用

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004329159A (ja) * 2003-05-12 2004-11-25 Japan Science & Technology Agency 微生物固定化マイクロカプセルの製造方法
WO2012160526A2 (en) * 2011-05-23 2012-11-29 Ofir Menashe Formulations of microorganism comprising particles and uses of same
CN106745828A (zh) * 2017-03-17 2017-05-31 中国科学院武汉岩土力学研究所 一种用于黑臭水体治理的广谱生物制剂及其使用方法
KR101780626B1 (ko) * 2017-04-29 2017-09-21 주식회사 한국환경기술 미생물제제를 이용한 하·폐수 고도처리 공법
CN107459150A (zh) * 2017-09-21 2017-12-12 厦门万嘉生态科技有限公司 一种复合菌颗粒及其污水处理工艺
CN107603909A (zh) * 2017-09-30 2018-01-19 河北天泓环保科技有限公司 污水处理菌剂及其使用方法
CN108163995A (zh) * 2017-12-25 2018-06-15 江苏世邦生物工程科技有限公司 用于城市河道污水处理的复合生物制剂及其制备方法和应用
CN110240284A (zh) * 2019-06-14 2019-09-17 浙江双良商达环保有限公司 用于污水处理的微生物曲块、制备方法及其应用
CN111333200A (zh) * 2020-03-18 2020-06-26 运城学院 一种包埋固定化微生物颗粒、制备方法及污水处理方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004329159A (ja) * 2003-05-12 2004-11-25 Japan Science & Technology Agency 微生物固定化マイクロカプセルの製造方法
WO2012160526A2 (en) * 2011-05-23 2012-11-29 Ofir Menashe Formulations of microorganism comprising particles and uses of same
CN106745828A (zh) * 2017-03-17 2017-05-31 中国科学院武汉岩土力学研究所 一种用于黑臭水体治理的广谱生物制剂及其使用方法
KR101780626B1 (ko) * 2017-04-29 2017-09-21 주식회사 한국환경기술 미생물제제를 이용한 하·폐수 고도처리 공법
CN107459150A (zh) * 2017-09-21 2017-12-12 厦门万嘉生态科技有限公司 一种复合菌颗粒及其污水处理工艺
CN107603909A (zh) * 2017-09-30 2018-01-19 河北天泓环保科技有限公司 污水处理菌剂及其使用方法
CN108163995A (zh) * 2017-12-25 2018-06-15 江苏世邦生物工程科技有限公司 用于城市河道污水处理的复合生物制剂及其制备方法和应用
CN110240284A (zh) * 2019-06-14 2019-09-17 浙江双良商达环保有限公司 用于污水处理的微生物曲块、制备方法及其应用
CN111333200A (zh) * 2020-03-18 2020-06-26 运城学院 一种包埋固定化微生物颗粒、制备方法及污水处理方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"聚乳酸（PLA）非织造材料加速降解微生物作用体系的初步建立", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》, no. 2020, pages 006 - 831 *
BOEY JY等: "A Review of the Applications and Biodegradation of Polyhydroxyalkanoates and Poly(lactic acid) and Its Composites", 《POLYMERS (BASEL)》, vol. 13, no. 10, pages 10 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114804563A (zh) * 2022-06-27 2022-07-29 珠江水利委员会珠江水利科学研究院 一种污染底泥碳氮硫污染物同步去除方法
TWI808839B (zh) * 2022-07-25 2023-07-11 金翔生物科技股份有限公司 農作物的清洗廢液循環再利用系統及其處理方法
CN115417508A (zh) * 2022-09-16 2022-12-02 江苏华淼生态科技有限公司 一种底泥高效微生物修复剂及其制备方法
CN116891809A (zh) * 2022-12-06 2023-10-17 浙江大学 一株亚洲假单胞菌及微生物菌剂和应用
CN116891809B (zh) * 2022-12-06 2023-12-19 浙江大学 一株亚洲假单胞菌及微生物菌剂和应用
CN116282568A (zh) * 2023-05-25 2023-06-23 上海园林绿化建设有限公司 一种污染水体的水质净化方法
CN116282568B (zh) * 2023-05-25 2023-08-11 上海园林绿化建设有限公司 一种污染水体的水质净化方法

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