CN114990026A - 一种用于污染水质的净化菌剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于污染水质的净化菌剂及其制备方法。其包括以下重量份的组分：光合细菌5～10份、乳酸菌1～5份、放线菌5～10份、硝化细菌5～10份、浮游球衣菌5～10份、酿酒酵母菌1～5份、微生物营养剂10～20份和吸附载体30～50份。本申请通过制备的菌剂中各微生物相互配合，以达到降低污水中COD、BOD、氨氮、总磷和重金属污染物的效果。

Description

一种用于污染水质的净化菌剂及其制备方法
技术领域
本发明属于污染处理技术领域，具体涉及一种用于污染水质的净化菌剂及其制备方法。
背景技术
随着环境保护意识的加强，对于各种废水的处理以及受污染的水体修复也是目前环保工作的重点。目前一般通过物理、化学试剂或是微生物菌剂等技术手段来对废水进行处理或是污染水体进行修复。
但物理手段处理效果不甚理想，而采用化学试剂处理则又可能会存在进一步的化学试剂污染，而微生物菌剂修复处理效率高，且不会存在进一步的化学污染。因此，不论是对废水进行净化，还是污染水体的修复，微生物菌剂则是愈加重要的处理手段。
微生物的物理化学作用对水生态修复具有非常重要的作用，但传统微生物在阿拉尔纳污坑塘现存的高色度、硫酸盐、蚕化物等污染物超标的废水中难以存活，并且现有的微生物菌剂对COD降解效果一般。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供一种用于污染水质的净化菌剂及其制备方法，可有效解决现有微生物菌剂对COD等处理效果差的问题。
为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种用于污染水质的净化菌剂，包括以下重量份的组分：
光合细菌5～10份、乳酸菌1～5份、放线菌5～10份、硝化细菌5～10份、浮游球衣菌5～10份、酿酒酵母菌1～5份、微生物营养剂10～20份和吸附载体30～50份。
进一步地，包括以下重量份的组分：
光合细菌5份、乳酸菌2份、放线菌5份、硝化细菌5份、浮游球衣菌5份、酿酒酵母菌3份、微生物营养剂15份和吸附载体35份。
进一步地，微生物营养剂包括重量比为1～2:1～3:0.5～1的麦芽糖、蛋白胨和辅料。
进一步地，微生物营养剂包括重量比为1.2:1.5:0.5的麦芽糖、蛋白胨和辅料。
进一步地，辅料包括重量比为1～2:0.1～0.5的碳酸盐和有机酸。
进一步地，碳酸盐为碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢铵、碳酸氢钾或碳酸氢钠。
进一步地，有机酸为柠檬酸、酒石酸或苹果酸。
进一步地，吸附载体的制备方法为：
将粉煤灰置于无水乙醇中浸泡2～3h，过滤干燥后，将其与竹炭粉和麦饭石粉以重量比为1～3:0.1～0.5:0.5～1的比例混合，再于150～200℃煅烧1～2h后，升温至700～800℃继续煅烧2～5h，最后冷却至室温即可。
进一步地，无水乙醇处理后的粉煤灰与竹炭粉和麦饭石粉的重量比为1.5:0.2:0.5。
上述用于污染水质的净化菌剂的制备方法，包括以下步骤：
微生物营养剂与吸附载体混合后，接种光合细菌、乳酸菌、放线菌、硝化细菌、浮游球衣菌和酿酒酵母菌，并于32～37℃，200～300r/min摇床发酵培养15～24h即可。
本发明的有益效果：
1、本申请采用多种微生物的组合形成微生物菌群，菌群能在不同种类的好氧菌的作用下快速繁殖，扩大，且菌群以光合细菌、硝化菌、放线菌、酵母菌和乳酸菌为主，菌群团微生物能够主动大量吞食水中的污染物，使C源转化为CO2、N源转化为N2，待水体变清后，菌群将自身消耗，最后分解成二氧化碳和水。
2、本申请通过制备的菌剂中各微生物相互配合，以达到降低污水中COD、BOD、氨氮、总磷和重金属污染物的效果；同时，该复合微生物菌剂中的各微生物组成复合菌群，在处理污水时该复合菌群被控制在合理规模，从而防止该复合菌群产生大量代谢产物，污染水体。
3、本申请以粉煤灰、竹炭粉和麦饭石粉作为载体，其中，麦饭石粉末和竹炭粉末具有多孔和海绵状结构，并存在过剩负电荷，可与阳离子松弛结合，因此粉煤灰、麦饭石和竹炭混合物制成的吸附载体具有吸附性、溶出性等多种特性，对微生物菌剂和相对分子量小的有机物都有较强的吸附性，对生物无毒害作用。
此外，通过两段式煅烧能够进一步增加粉煤灰上的通孔，从而增大其比表面积，提升负载量，而且，在煅烧后，粉煤灰还会与麦饭石粉末和竹炭粉末形成多级层状结构，竹炭在煅烧后还会产生竹炭微晶，其对水体中的污染物具有一定的二催化分解功能，能够进一步的增强复合菌剂对水体的净化效果。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
实施例1
一种用于污染水质的净化菌剂，包括以下重量份的组分：
光合细菌5份、乳酸菌2份、放线菌5份、硝化细菌5份、浮游球衣菌5份、酿酒酵母菌3份、微生物营养剂15份和吸附载体35份。
其中，微生物营养剂包括重量比为1.2:1.5:0.5的麦芽糖、蛋白胨和辅料。
辅料包括重量比为1:0.5的碳酸钾和柠檬酸。
吸附载体的制备方法为：
将粉煤灰置于无水乙醇中浸泡2h，过滤干燥后，将其与竹炭粉和麦饭石粉以重量比为1.5:0.2:0.5的比例混合，再于150℃煅烧1h后，升温至800℃继续煅烧3h，最后冷却至室温即可。
上述净化菌剂的制备方法，包括以下步骤：
微生物营养剂与吸附载体混合后，接种光合细菌、乳酸菌、放线菌、硝化细菌、浮游球衣菌和酿酒酵母菌，并于35℃，300r/min摇床发酵培养20h即可。
实施例2
一种用于污染水质的净化菌剂，包括以下重量份的组分：
光合细菌10份、乳酸菌5份、放线菌10份、硝化细菌10份、浮游球衣菌10份、酿酒酵母菌5份、微生物营养剂20份和吸附载体50份。
其中，微生物营养剂包括重量比为1:1:0.5的麦芽糖、蛋白胨和辅料。
辅料包括重量比为1:0.1的碳酸钠和柠檬酸。
吸附载体的制备方法为：
将粉煤灰置于无水乙醇中浸泡3h，过滤干燥后，将其与竹炭粉和麦饭石粉以重量比为1:0.1:0.5的比例混合，再于150℃煅烧1h后，升温至700℃继续煅烧2h，最后冷却至室温即可。
上述净化菌剂的制备方法，包括以下步骤：
微生物营养剂与吸附载体混合后，接种光合细菌、乳酸菌、放线菌、硝化细菌、浮游球衣菌和酿酒酵母菌，并于35℃，300r/min摇床发酵培养24h即可。
实施例3
一种用于污染水质的净化菌剂，包括以下重量份的组分：
光合细菌5份、乳酸菌2份、放线菌5份、硝化细菌5份、浮游球衣菌5份、酿酒酵母菌2份、微生物营养剂10份和吸附载体30份。
其中，微生物营养剂包括重量比为2:3:1的麦芽糖、蛋白胨和辅料。
辅料包括重量比为2:0.5的碳酸钠和柠檬酸。
吸附载体的制备方法为：
将粉煤灰置于无水乙醇中浸泡3h，过滤干燥后，将其与竹炭粉和麦饭石粉以重量比为1.2:0.3:0.5的比例混合，再于150℃煅烧1h后，升温至800℃继续煅烧3h，最后冷却至室温即可。
上述净化菌剂的制备方法，包括以下步骤：
微生物营养剂与吸附载体混合后，接种光合细菌、乳酸菌、放线菌、硝化细菌、浮游球衣菌和酿酒酵母菌，并于35℃，300r/min摇床发酵培养20h即可。
对比例1
一种用于污染水质的净化菌剂，包括以下重量份的组分：
硝化细菌5份、浮游球衣菌5份、酿酒酵母菌3份、微生物营养剂15份和吸附载体35份。
其中，微生物营养剂包括重量比为1.2:1.5:0.5的麦芽糖、蛋白胨和辅料。
辅料包括重量比为1:0.5的碳酸钾和柠檬酸。
吸附载体的制备方法为：
将粉煤灰置于无水乙醇中浸泡2h，过滤干燥后，将其与竹炭粉和麦饭石粉以重量比为1.5:0.2:0.5的比例混合，再于150℃煅烧1h后，升温至800℃继续煅烧3h，最后冷却至室温即可。
上述净化菌剂的制备方法，包括以下步骤：
微生物营养剂与吸附载体混合后，接种硝化细菌、浮游球衣菌和酿酒酵母菌，并于35℃，300r/min摇床发酵培养20h即可。
对比例2
一种用于污染水质的净化菌剂，包括以下重量份的组分：
光合细菌5份、乳酸菌2份、放线菌5份、硝化细菌5份、浮游球衣菌5份、酿酒酵母菌3份和微生物营养剂15份。
其中，微生物营养剂包括重量比为1.2:1.5:0.5的麦芽糖、蛋白胨和辅料。
辅料包括重量比为1:0.5的碳酸钾和柠檬酸。
上述净化菌剂的制备方法，包括以下步骤：
在微生物营养剂上接种光合细菌、乳酸菌、放线菌、硝化细菌、浮游球衣菌和酿酒酵母菌，并于35℃，300r/min摇床发酵培养20h即可。
对比例3
一种用于污染水质的净化菌剂，包括以下重量份的组分：
光合细菌5份、乳酸菌2份、放线菌5份、硝化细菌5份、浮游球衣菌5份、酿酒酵母菌3份、微生物营养剂15份和吸附载体35份。
其中，微生物营养剂包括重量比为1.2:1.5:0.5的麦芽糖、蛋白胨和辅料。
辅料包括重量比为1:0.5的碳酸钾和柠檬酸。
吸附载体的制备方法为：
将粉煤灰置于无水乙醇中浸泡2h，过滤干燥后，将其与二氧化硅和麦饭石粉以重量比为1.5:0.2:0.5的比例混合，再于800℃煅烧3h，最后冷却至室温即可。
上述净化菌剂的制备方法，包括以下步骤：
微生物营养剂与吸附载体混合后，接种光合细菌、乳酸菌、放线菌、硝化细菌、浮游球衣菌和酿酒酵母菌，并于35℃，300r/min摇床发酵培养20h即可。
对比例4
一种用于污染水质的净化菌剂，包括以下重量份的组分：
光合细菌5份、乳酸菌2份、放线菌5份、硝化细菌5份、浮游球衣菌5份、酿酒酵母菌3份、微生物营养剂15份和吸附载体35份。
其中，微生物营养剂包括重量比为1.2:1.5:0.5的麦芽糖、蛋白胨和辅料。
辅料包括重量比为1:0.5的碳酸钾和柠檬酸。
吸附载体的制备方法为：
将粉煤灰置于无水乙醇中浸泡2h，过滤干燥后，将其与竹炭粉和麦饭石粉以重量比为1.5:0.2:0.5的比例混合，再于800℃煅烧3h，最后冷却至室温即可。
上述净化菌剂的制备方法，包括以下步骤：
微生物营养剂与吸附载体混合后，接种光合细菌、乳酸菌、放线菌、硝化细菌、浮游球衣菌和酿酒酵母菌，并于35℃，300r/min摇床发酵培养20h即可。
将实施例1～3和对比例1～4制备得到的净化菌剂应用于污水处理，具体过程如下：
以阿拉尔纳污坑塘废水为待处理样品，将实施例1～3和对比例1～4制备得到的净化菌剂活化为菌液，然后使菌液与该废水按体积比为1:1000混合，于室温环境中光照处理7天，并检测经处理的废水中COD、BOD、氨氮、总磷等污染物的浓度，结果见表1。
表1污水污染物含量
Figure BDA0003721694270000071
Figure BDA0003721694270000081
由表1数据可知，本申请实施例1～3制备的净化菌剂对废水的处理效果显著优于对比例1～4。其中，对比例1由于缺少了光合细菌、乳酸菌和放线菌，是的菌剂的体系不完整，因此，即使其使用了本申请方案的吸附载体，但其对废水的处理效果仍不理想，明显不如对比例2～4的处理效果。
对比例2中则是未使用吸附载体，但使用了完整的菌剂体系，其在第三天、第七天的处理效果明显优于对比例1，但无法与使用了吸附载体的实施例1～3和对比例3、4相比，可以看出，吸附载体由于其能够使菌剂更好的分散在其吸附位点上，增大菌剂与污水的接触面积，且其吸附位点多，在本方案中能够起到进一步的增强菌剂净化功效的作用。
对比例3中则是将吸附载体中的竹炭粉替换为二氧化硅，可以看出，替换成分后的吸附载体与完整的菌剂体系构成了该方案，相较于对比例1和对比例2而言，其处理功效有了进一步的提升，但由于吸附载体的组分产生了变化，其处理功效仍然比不上实施例1～3和对比例4。
对比例4中使用了本方案完全的菌剂体系和吸附载体，但在对吸附载体进行处理时，其是直接进行了800℃高温煅烧，缺少前期的低温煅烧处理过程，从处理效果上来看，直接进行高温煅烧处理能够在一定程度上使得制备得到的吸附载体的性能接近本方案制备的材料的性能。但由于缺少了低温煅烧过程，使其处理功效仍然是无法到达本申请技术方案的水平。

Claims (10)

1.一种用于污染水质的净化菌剂，其特征在于，包括以下重量份的组分：
光合细菌5～10份、乳酸菌1～5份、放线菌5～10份、硝化细菌5～10份、浮游球衣菌5～10份、酿酒酵母菌1～5份、微生物营养剂10～20份和吸附载体30～50份。
2.根据权利要求1所述的用于污染水质的净化菌剂，其特征在于，包括以下重量份的组分：
光合细菌5份、乳酸菌2份、放线菌5份、硝化细菌5份、浮游球衣菌5份、酿酒酵母菌3份、微生物营养剂15份和吸附载体35份。
3.根据权利要求1或2所述的用于污染水质的净化菌剂，其特征在于，所述微生物营养剂包括重量比为1～2:1～3:0.5～1的麦芽糖、蛋白胨和辅料。
4.根据权利要求3所述的用于污染水质的净化菌剂，其特征在于，所述微生物营养剂包括重量比为1.2:1.5:0.5的麦芽糖、蛋白胨和辅料。
5.根据权利要求3所述的用于污染水质的净化菌剂，其特征在于，所述辅料包括重量比为1～2:0.1～0.5的碳酸盐和有机酸。
6.根据权利要求5所述的用于污染水质的净化菌剂，其特征在于，所述碳酸盐为碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢铵、碳酸氢钾或碳酸氢钠。
7.根据权利要求5所述的用于污染水质的净化菌剂，其特征在于，所述有机酸为柠檬酸、酒石酸或苹果酸。
8.根据权利要求1或2所述的用于污染水质的净化菌剂，其特征在于，所述吸附载体的制备方法为：
将粉煤灰置于无水乙醇中浸泡2～3h，过滤干燥后，将其与竹炭粉和麦饭石粉以重量比为1～3:0.1～0.5:0.5～1的比例混合，再于150～200℃煅烧1～2h后，升温至700～800℃继续煅烧2～5h，最后冷却至室温即可。
9.根据权利要求8所述的用于污染水质的净化菌剂，其特征在于，无水乙醇处理后的粉煤灰与竹炭粉和麦饭石粉的重量比为1.5:0.2:0.5。
10.权利要求1～9任一项所述的用于污染水质的净化菌剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
微生物营养剂与吸附载体混合后，接种光合细菌、乳酸菌、放线菌、硝化细菌、浮游球衣菌和酿酒酵母菌，并于32～37℃，200～300r/min摇床发酵培养15～24h即可。
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