CN206570097U - 一种生产用于黑臭水体原位处理的控释菌体产品的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种生产用于黑臭水体原位处理的控释菌体产品的系统，包括若干个固体原料储仓、若干个上料机构、若干个固体原料称重仓、复合菌液罐、原料配制槽、控释菌体产品成型装置、控释菌体输送装置、干燥槽和储存槽，其中，所述固体原料储仓通过所述上料机构依次与所述固体原料称重仓、原料配制槽、控释菌体产品成型装置、控释菌体输送装置、干燥槽和储存槽相连接，所述原料配制槽还与复合菌液罐相连接；所述干燥槽的槽壁上设有若干个孔，且干燥槽的槽壁外设有风机，所述风机通过孔将风吹进干燥槽。通过合理的结构设计，可以得到具有一定强度和形状的控释菌体产品，并且通过干燥槽的特殊设计，该控释菌体产品具有高活性的复合菌。

Description

一种生产用于黑臭水体原位处理的控释菌体产品的系统

技术领域

本实用新型具体涉及一种生产用于黑臭水体原位处理的控释菌体产品的系统。

背景技术

黑臭水体由臭水和水底的臭泥两个部分组成。城市黑臭水体是指城市建成区内，呈现令人不悦的颜色（黑色或泛黑色）和（或）散发出令人不适气味（臭或恶臭）的水体的统称。

我国城市水体污染现象早在20世纪70年代就已经开始显现，少数城市水体开始发黑、变臭。特别是近年来，城市水体普遍遭到严重污染，水体黑臭问题突出。黑臭水体存在的较大的危害：比如破坏城市景观；破坏水体功能和价值；破坏水体生态系统；影响居民生活，危害人体健康。黑臭水体的治理，对于有效改善城市生态环境，提升人居环境质量，保障公众身体健康，推进生态文明建设，促进经济社会可持续发展等具有重要意义。

然而，在黑臭水体治理实践中，仍面临诸多技术方面的问题。黑臭水体治理的难点：黑臭水体成因复杂，影响因素众多，是水环境污染治理的难点。采取有效技术措施，短时间内能消除黑臭现象，但其难点在于治理后的水质长效保持，保证黑臭不反弹。许多黑臭水体治理工程，因重治理轻保持、重短期轻长效而导致水体返黑，水质反复恶化。根本原因：没有掌握水质变化的规律。城市黑臭水体的治理，需要建立长效保持机制，有效整治城市黑臭水体。

水体中存在着大量有机物质，主要为可溶性有机物、悬浮有机物和沉积有机物质3大类。有机物质主要由C、H、O、N、P、S 等元素组成，其生物化学组成极其复杂。黑臭水体的上述特性为生物处理技术提供了基础、丰富的有机质，为微生物的生理活动提供了营养源。针对此，赵亚勋、欧阳吾烨、李燕平等人公开了一种微生物对黑臭河道处理及原位生态修复的方法，它是从污水中筛选出有针对性的目的菌种，与现有菌种进行匹配组合成复合微生物菌剂，然后使用匹配的复合微生物菌剂对河道污水进行处理，其中复合微生物菌剂包含有光合细菌、枯草芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、反硝化细菌、乳酸菌和酵母菌，但是其菌体直接采用投加的方式进行处理，这种处理黑臭水体方法的弊端是：用量非常大，并且其治理时间较长、见效慢，效果不太稳定。

综上所述，现有技术中对于黑臭水体的有效治理上，尚缺乏有效的解决方案。

实用新型内容

针对现有技术中的不足，本实用新型提供一种用于黑臭水体原位处理的控释菌体产品，该控释菌体产品生产成本低，生物量高，菌体繁殖速度快，投加至黑臭水体后可改善水体中微生物群落结构，加快对污染物的降解或去除速率，可有效降低水体中COD、NH₃-N、TP、水体色度与臭度，从而改善黑臭水体的水质。

本实用新型采用的具体技术方案是：

本实用新型涉及一种用于黑臭水体原位处理的控释菌体产品，该控释菌体产品为具有多孔结构的固体产品，包括以下重量份的组分制成：

火山灰25~45份、粉煤灰20~30份、纤维素10~20份、十二烷基硫酸钠0.5~1份、石膏5~15份和复合菌液15~30份；

其中，所述复合菌液包括光合细菌、硝化细菌、反硝化细菌、氨化细菌和聚磷菌，活菌数分别为：光合细菌1~2×10⁹CFU/mL，硝化细菌3~4×10⁹CFU/mL，反硝化细菌2~3×10⁹CFU/mL，氨化细菌4~6×10⁹CFU/mL，聚磷菌5~10×10⁹CFU/mL。

进一步的，所述用于黑臭水体原位处理的控释菌体产品，包括以下重量份的组分制成：

火山灰30~40份、粉煤灰20~25份、纤维素10~15份、十二烷基硫酸钠0.5~0.8份、石膏5~12份和复合菌液15~20份。

更进一步的，所述用于黑臭水体原位处理的控释菌体产品，包括以下重量份的组分制成：

火山灰35份、粉煤灰25份、纤维素12份、十二烷基硫酸钠0.8份、石膏8份和复合菌液20份。

本实用新型在考虑产品自身性能方面的同时，各组分发挥协同作用共同促进该产品在黑臭水体中降解污染物。其中：

火山灰是火山喷出的直径小于等于2毫米的多孔碎石和矿物质粒子，它是岩浆冷却形成的。本实用新型选用火山灰的理由包括：（1）碎石内气孔分布均匀，该结构为菌体的缓释提供良好的基础；（2）火山灰的多孔结构，使得该产品具有吸附脱色的作用；（3）吸附黑臭水体中有机物质，更加有利于产品内的微生物使用和降解；（4）充当菌体的载体，有利于微生物的附着。

粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰。本实用新型中粉煤灰的加入，不仅能够提高该产品的内部粘结强度，使得产品具有一定的强度；还能使得该产品具有吸附脱色的作用；并且粉煤灰还充当菌体的载体，有利于微生物的附着。

本实用新型中纤维素的作用是：为部分微生物提供养分，同时在消耗养分后使产品形成孔隙结构，便于微生物释放进水体中。

本实用新型选择十二烷基硫酸钠为致孔剂，目的是使得产品坯体形成大量较大孔隙，再经过压实后形成丰富的较小和均匀的孔隙，便于微生物菌体的缓释和生长。经过试验验证，采用此致孔剂能够使得产品在压制成型后仍具有较丰富的孔隙结构。

从为保证产品孔隙度和利于微生物的生长两个方面来讲，本实用新型选择石膏作为粘结剂，目的是使得产品具有一定的强度，使得产品在水体中不易变形。

本实用新型中的用于黑臭水体原位处理的控释菌体产品，各个原料组分是一个有机整体，缺一不可。实用新型人在研发过程中发现，减少上述组合物中的任何一种组分，或以相似性质的组分对本实用新型中的原料进行替换，则该产品的整体的作用效果显著降低，其中，所述产品的整体的作用效果包括两个方面，一是产品自身的强度和孔隙结构方面；二是处理黑臭水体的效果方面。

本实用新型的目的是提供一种生产所述的用于黑臭水体原位处理的控释菌体产品的系统，包括若干个固体原料储仓、若干个上料机构、若干个固体原料称重仓、复合菌液罐、原料配制槽、控释菌体产品成型装置、控释菌体输送装置、干燥槽和储存槽，其中，所述固体原料储仓通过所述上料机构依次与所述固体原料称重仓、原料配制槽、控释菌体产品成型装置、控释菌体输送装置、干燥槽和储存槽相连接，所述原料配制槽还与复合菌液罐相连接；

所述干燥槽的槽壁上设有若干个孔，且干燥槽的槽壁外设有风机，所述风机通过孔将风吹进干燥槽，以增大干燥槽的空气流通。此结构的目的是将成型后的产品进行通风干燥，由于产品中含有活性菌，不能采用常规的加热烘干，避免活性菌失活。

优选的，所述固体原料储仓设有5个，分别是火山灰储仓、粉煤灰储仓、纤维素储仓、十二烷基硫酸钠储仓和石膏储仓，用来储存固体原料。

优选的，所述上料机构为螺旋输送机，螺旋输送机为本领域技术人员常规知晓的用于上料的设备。

优选的，相应的，与固体原料储仓的个数相同，所述固体原料称重仓设有5个，分别是火山灰称重仓、粉煤灰称重仓、纤维素称重仓、十二烷基硫酸钠称重仓和石膏称重仓，用来对固体原料进行称重。称重仓为本领域技术人员常规知晓的用于称重的设备。

本发中的所述复合菌液罐用来盛放配制好的复合菌液。

为提高生产效率，原料配制槽可设置多个，根据现场的实际情况进行选择，优选为2个。

优选的，所述原料配制槽内设有搅拌器，使得各原料混合均匀。

优选的，所述控释菌体产品成型装置可为压制成型机，比如：MBJ-140成型机，压制成型机为本领域技术人员常规知晓的成型设备。

优选的，所述控释菌体输送装置为输送带，输送带为本领域技术人员常规知晓的用于输送物料的设备。

优选的，所述原料配制槽通过管道与复合菌液罐相连通，所述管道上设有流量计。

通过合理的结构设计，该系统可以得到具有一定强度和形状的控释菌体产品，并且通过干燥槽的特殊设计，该控释菌体产品具有高活性的复合菌，避免活性菌高温失活。

优选的，为了提高干燥效率，所述干燥槽的四面槽壁均设有若干个孔。

本实用新型还涉及一种用于黑臭水体原位处理的控释菌体产品的制备方法，包括以下步骤：

（1）菌种的富集、分离和/或驯化扩大培养：从黑臭水体中富集、分离和/或驯化扩大培养得到光合细菌、硝化细菌、反硝化细菌、氨化细菌和聚磷菌；

（2）先将十二烷基硫酸钠和石膏溶解于复合菌液中，然后加入火山灰、粉煤灰和纤维素混合均匀，再经过压制成型，干燥，得到该控释菌体产品。

步骤（1）中，所述光合细菌的富集、分离和驯化扩大培养方法的步骤是：从黑臭水体中的污泥采样，于含有光合细菌富集培养基的无菌三角瓶中，混匀，在光照、28~30℃下培养，当培养液转变为红色时，用接种针取红色培养液于分离培养基上划线培养，反复挑选出单菌落即为光合细菌；将得到的光合细菌接种到扩大培养基上，接种后于28～32℃、光照条件下扩大培养3~5d。最终得到的活菌数可达1~2×10⁹CFU/mL。

所述硝化细菌为亚硝酸细菌，其富集、分离和驯化扩大培养的方法为：从黑臭水体中的污泥中采样，于含有亚硝酸细菌富集培养基的无菌三角瓶中，混匀，28~30℃培养，5~7d后传代培养，经4~6次富集培养后，每隔3~5d持续供给4~6%的硫酸铵溶液4ml；用涂布方法吸取亚硝酸细菌富集营养液于分离培养基上，于28~30℃培养18-20d，反复挑选出单菌落即为亚硝酸细菌；将得到的硝化细菌接种到扩大培养基上，接种后于25～35℃、200r/min的震荡培养箱中扩大培养3~5d。最终得到的活菌数可达3~4×10⁹CFU/mL。

所述反硝化细菌的驯化扩大培养方法的步骤是：直接将市售的反硝化细菌接种到反硝化细菌培养基，该培养基的配方为：KNO₃ 2g、MgSO₄ 0.2g、K₂HPO₄ 0.4g、酒石酸钾钠15g，黑臭水体100~200mL加入蒸馏水定容至1000mL；接种后于28～32℃、200r/min的震荡培养箱中扩大培养3~5d。最终得到的活菌数可达2~3×10⁹CFU/mL。

所述氨化细菌的富集、分离和驯化扩大培养方法的步骤是：从黑臭水体中的污泥中采样，于含有氨化细菌富集培养基的无菌三角瓶中，混匀，28~30℃培养，5~7d后传代培养，经4~6次富集培养后，用涂布方法吸取氨化细菌富集营养液于分离培养基上，于28~30℃培养18~20d，反复挑选出单菌落即为氨化细菌；将得到的氨化细菌接种到扩大培养基上，接种后于25～35℃、200r/min的震荡培养箱中扩大培养3~5d。最终得到的活菌数可达4~6×10⁹CFU/mL。

所述聚磷菌的驯化扩大培养方法的步骤是：直接将市售的聚磷菌接种到聚磷菌培养基，该培养基的配方为：酵母浸膏2g、蛋白胨2g、氯化钠3g，黑臭水体100~200mL加入蒸馏水定容至1000mL，pH=7.2；接种后于28～32℃、200r/min的震荡培养箱中扩大培养3~5d。最终得到的活菌数可达5~10×10⁹CFU/mL。

步骤（2）中，压制成型的压力为60~200MPa，使得能够得到一定强度的固体产品。经检测，抗折强度为1MPa以上，产品中的孔隙丰富，孔径大小在0.5~50μm之间。

本实用新型选择的火山灰、粉煤灰、纤维素和石膏原料被压紧成型能力优异，并且，由于粉料的形状不规则，表面粗糙，使堆积压紧起来的粉料颗粒存在大量的孔隙，为菌体的缓释功能提供良好的基础；另外，为保证有足够的孔隙结构，本实用新型还使用了少量十二烷基硫酸钠。

本实用新型还涉及所述的用于黑臭水体原位处理的控释菌体产品在黑臭水体原位处理中的应用。具体应用时，将所述的控释菌体产品投加至黑臭水体中。使用量根据水质的污染情况而定。

产品机理：控释菌体产品是采用原位生物处理技术对黑臭水体进行修复。原位生物处理技术是指污染水体不经搬动或输送，在其原位和易残留部位之间进行原位处理，其处理过程主要依赖于被污染地自身微生物的自然降解能力和人为创造的合适降解条件。

一方面，由于产品的多孔隙结构，使得产品中的微生物经过产品中的孔隙缓慢的释放到水体或底泥中，防止微生物瞬间流失，可保证其持续长效地起到微生物源的作用；另一方面，由于采用了火山灰和粉煤灰，使得产品具有一定的吸附作用，从而能够吸附黑臭水体中的部分有机营养物质，供给微生物利用，从而起到降解污染物的作用。

本实用新型的菌种是经过严格筛选出来的，经过黑臭水体的富集、分离和/或驯化，筛选得到的这5类菌种其含有多种酶体系，能够分泌较多的蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶和脂酶等，相互协同地快速分解水中有机质，它们可以在不同的底物（蛋白质、氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐、大分子有机物、小分子有机物等）条件下，在一定的时间（一般为10～20个小时）和一定的启动浓度值时达到不同的酶体系，进行不同的生化反应，适应性强，且耐盐度高（海水中同样运行），能够高效处理黑臭水体。该产品可促使水体向洁净好氧生态系统演替，使食物链延长，并稳定系统，提高耐冲击力，使污染环境从根本上得到逐步改善，水体中溶解氧逐渐升高，有助于好氧微生物区系的建立，竞争性地抑制了耐污型微生物。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

（1）由于本实用新型的用于黑臭水体原位处理的控释菌体产品为固体状产品，设置简便，可节约工程投资和运行费用约40～60％，其推广价值极大。

（2）本实用新型用于黑臭水体原位处理的控释菌体产品是一种天然有机的、含多种酶类的复合产品。主要是帮助细菌分解不能直接分解吸收的大分子量复杂有机化合物。该菌体产品可有效地促进有机物在水体中的乳化和溶解，并刺激和加速自然的生物反应，激发土著微生物的活性，加速微生物的生长和繁殖，同时对浮游生物和环境无害，从而可以快速有效地促进受污染水体向良性生态系统演替，使得水体中的DO得以恢复，COD、BOD₅、NH₃- N等污染指标迅速下降，水体的黑臭异味现象得以快速消除。

（3）本实用新型的用于黑臭水体原位处理的控释菌体产品具有缓释效果，微生物经过产品中的孔隙缓慢的释放到水体或底泥中，防止微生物瞬间流失，可保证其持续长效地起到微生物源的作用，从而使得水体中的有益菌落群长时间稳定有效。由于控释菌体产品的作用，可长时间稳定水体质量，大量减少污泥或最终实现无污泥。

（4）采用本实用新型产品净化后的水，水质优良，清澈透明（似矿泉水），长期不变质，无二次污染。

（5）利用控释菌体对黑臭水体原位处理，既可以实现快速净化达标，还可以随时净化中途各支流流入的污水，保持河流自然环境自动及时修复，流到哪里，修复到哪里，其意义深远，经济价值极大，如尽早在全国普及推广，可早日实现建立和谐环保社会之目标。

（6）本实用新型提供一种生产所述的用于黑臭水体原位处理的控释菌体产品的系统，通过合理的结构设计，可以得到具有一定强度和形状的控释菌体产品，并且通过干燥槽的特殊设计，该控释菌体产品具有高活性的复合菌。

附图说明

图1是生产用于黑臭水体原位处理的控释菌体产品的系统示意图。

图2是水体中透明度随时间的变化曲线。

图3是水体中DO随时间的变化曲线。

图4是水体中BOD₅随时间的变化曲线。

图5是水体中COD_Cr随时间的变化曲线。

其中，图1生产用于黑臭水体原位处理的控释菌体产品的系统示意图中：1、复合菌液罐，2、搅拌器，3、原料配制槽，4、控释菌体产品成型装置，5、控释菌体产品输送装置，6、干燥槽，7、储存槽，8、固体原料储仓，9、固体原料称重仓，10、上料机构。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。

本实用新型中采用的原料火山灰、粉煤灰、纤维素、十二烷基硫酸钠和石膏等均可通过常规的商业途径购买得到。

反硝化细菌、聚磷菌为常规市售产品，比如，反硝化细菌可购自德丰生物技术有限公司；聚磷菌可购自扬州市海城生物技术有限公司。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本实用新型的技术方案，以下将结合具体的实施例与对比例详细说明本实用新型的技术方案。

实施例1

一种用于黑臭水体原位处理的控释菌体产品，该控释菌体产品呈固体状，疏松多孔，包括以下重量份的组分制成：

火山灰35份、粉煤灰25份、纤维素12份、十二烷基硫酸钠0.8份、石膏8份和复合菌液20份。

其中，所述复合菌液包括光合细菌、硝化细菌、反硝化细菌、氨化细菌和聚磷菌，活菌数分别为：光合细菌2×10⁹CFU/mL，硝化细菌4×10⁹CFU/mL，反硝化细菌3×10⁹CFU/mL，氨化细菌6×10⁹CFU/mL，聚磷菌10×10⁹CFU/mL。

本实施例用于黑臭水体原位处理的控释菌体产品的制备方法，包括以下步骤：

（1）菌种的富集、分离和/或驯养：从黑臭水体中富集、分离和/或驯养得到光合细菌、硝化细菌、反硝化细菌、氨化细菌和聚磷菌；

所述光合细菌的富集、分离和驯化扩大培养方法的步骤是：从黑臭水体中的污泥采样，于含有光合细菌富集培养基（富集培养基可参照现有技术中的配方，例如：酵母膏0.01g、碳酸氢钠0.1g、磷酸氢二钾0.02g、醋酸钠0.1～0.5克、硫酸镁0.02g、氯化钠0.1g、生长因子1mL、蒸馏水97mL、微量元素溶液1mL。其中：碳酸氢钠为水溶液，质量浓度5%。过滤除菌之后加入2mL到无菌的培养液中。生长因子：维生素B1 0.001mg、乙尼克丁酸 0.1mg、对氨基苯甲酸 0.1mg。微量元素：硫酸铁 5mg、五水硫酸铜 0.05mg、硼酸 1mg、四水氯化锰0.05mg、七水硫酸锌1mg、六水硝酸钴 0.5mg 。以上的药品分别溶于蒸馏水定容1000ml）的无菌三角瓶中，混匀，在光照、28~30℃下培养，当培养液转变为红色时，用接种针取红色培养液于分离培养基（该分离培养基可参照现有技术中的配方，例如：酵母膏 0.1g/L、醋酸钠3.0g/L、丙酸钠 0.3g/L、氯化钠 1.0g/L、硫酸镁 0.2g/L、蛋白胨 0.01g/L、谷氨酸 0.2×10^-3g/L、磷酸氢二钠 0.3g/L、磷酸二氢钠 0.5g/L、氯化钙 0.05g/L、氯化锰 0.003g/L、硫酸亚铁 0.005g/L、琼脂粉 20g/L ，pH=7.2 ）上划线培养，反复挑选出单菌落即为光合细菌；将得到的光合细菌接种到扩大培养基上，扩大培养基按照下述重量百分比配制：碳酸钠0.1%、乙酸钠0.2%、酵母膏0.1%、磷酸二氢钾0.03%、氯化铵0.1%、食盐0.1%、六水氯化镁0.02%、黑臭水体 20%，余量为蒸馏水， pH为7.2，接种后于28～32℃，光照条件下扩大培养3~5d。最终得到的活菌数可达1~2×10⁹CFU/mL。

所述硝化细菌为亚硝酸细菌，富集、分离方法为，从黑臭水体中的污泥中采样，于含有亚硝酸细菌富集培养基（富集培养基可参照现有技术中的配方，例如，按照下述重量百分比配制：(NH₄)₂SO₄ 0.2%、MgSO₄ 0.05%、FeSO₄ 0.04%、NaCl 0.2%、K₂HPO₄ 0.1%、CaCO₃0.5%，余量为水，pH为7.2）的无菌三角瓶中，混匀，28~30℃培养，5-7d后传代培养，经4~6次富集培养后，每隔3~5d持续供给4~6%的硫酸铵溶液4ml。用涂布方法吸取亚硝酸细菌富集营养液于分离培养基（该分离培养基为硅胶平板培养基，其制备方法可采用现有技术中常规的方法）上，于28~30℃培养18~20d，反复挑选出单菌落即为获得的亚硝酸细菌。 将挑选的硝化细菌菌种接种到扩大培养基上，扩大培养基按照下述重量百分比配制：葡萄糖0.5%、(NH₄)₂SO₄ 0.2%、NaCl 0.2%、FeSO₄ 0.04%、K₂HPO₄ 0.1%、MgSO₄ 0.05%、黑臭水体20%，余量为蒸馏水，pH值7.2；接种后于25～35℃、200r/min的震荡培养箱中扩大培养5d。最终得到的活菌数可达3~4×10⁹CFU/mL。

所述反硝化细菌的驯化扩大培养方法的步骤是：直接将市售的反硝化细菌接种到反硝化细菌培养基，该培养基的配方为：KNO₃ 2g、MgSO₄ 0.2g、K₂HPO₄ 0.4g、酒石酸钾钠15g，黑臭水体200mL加入蒸馏水定容至1000mL；接种后于28～32℃、200r/min的震荡培养箱中扩大培养3~5d。最终得到的活菌数可达2~3×10⁹CFU/mL。

所述氨化细菌的富集、分离和驯化扩大培养方法的步骤是：从黑臭水体中的污泥中采样，于含有氨化细菌富集培养基（该培养基配方为：牛肉膏 3.0g、蛋白胨 10.0g、NaCl5.0g， 蒸馏水定容至 1000ml， pH 7.4~7.6 ）的无菌三角瓶中，混匀，28~30℃培养，5~7d后传代培养，经4~6次富集培养后，用涂布方法吸取氨化细菌富集营养液于分离培养基（该分离培养基为：蛋白胨5 g/L 、NaCl 0.25g/L、KC1 0.3g/L、MgS0₄ 0.5g/L、FeS0₄ 0.1g/L 、琼脂粉20g/L）上，于28~30℃培养18~20d，反复挑选出单菌落，将挑选的菌接种于培养基中，28~30℃恒温培养2d，取少量培养液，加1~2滴萘氏试剂检验培养液中NH-N₄ ⁺的产生情况，如呈现黄色沉淀，表示有氨存在，可判定为氨化细菌；将判定为氨化细菌接种到扩大培养基上，该扩大培养基的配方为：蛋白胨 2 g、NaCl 0.25g 、MgS0₄ 0.5g 、FeS0₄ 0.1g 、黑臭水体200mL，蒸馏水定容至1000mL，pH=7.2 ；接种后于25～35℃、200r/min的震荡培养箱中扩大培养3~5d。最终得到的活菌数可达4~6×10⁹CFU/mL。

所述聚磷菌的驯化扩大培养方法的步骤是：直接将市售的聚磷菌接种到聚磷菌培养基，该培养基的配方为：酵母浸膏 2g、蛋白胨2g、氯化钠3g，黑臭水体100~200mL加入蒸馏水定容至1000mL，pH=7.2；接种后于28～32℃、200r/min的震荡培养箱中扩大培养3~5d。最终得到的活菌数可达5~10×10⁹CFU/m L。

（2）先将十二烷基硫酸钠和石膏溶解于复合菌液中，然后加入火山灰、粉煤灰和纤维素混合均匀，再经过压制成型，压力为60MPa，干燥后得到该控释菌体产品，抗折强度为1MPa左右，产品中的孔隙丰富，孔径大小在0.5~50μm之间。该产品为具有多孔结构的圆筒状产品，内径为8cm，壁厚2cm，高度为30cm，在进行黑臭水体处理时，将该产品投入黑臭水体中即可。

实施例2

如图1所示，一种生产所述的用于黑臭水体原位处理的控释菌体产品的系统，包括若干个固体原料储仓8、若干个上料机构10、若干个固体原料称重仓9、复合菌液罐1、原料配制槽3、控释菌体产品成型装置4、控释菌体输送装置5、干燥槽6和储存槽7，其中，所述固体原料储仓8通过所述上料机构10依次与所述固体原料称重仓9、原料配制槽3、控释菌体产品成型装置4、控释菌体输送装置5、干燥槽6和储存槽7相连接，所述原料配制槽3还与复合菌液罐1相连接。

所述干燥槽6的四周的槽壁上设有若干个孔，且干燥槽6的槽壁外设有风机（在图中未画出，此为现有技术中的风机），所述风机通过孔将风吹进干燥槽6，以增大干燥槽6的空气流通。此结构的目的是将成型后的产品进行通风干燥，由于产品中含有活性菌，不能采用常规的加热烘干，避免活性菌失活。

进一步的，所述固体原料储仓8设有5个，分别是火山灰储仓、粉煤灰储仓、纤维素储仓、十二烷基硫酸钠储仓和石膏储仓，用来储存固体原料，为了示例，图中只画出一个固体原料储仓8。

进一步的，所述上料机构10为螺旋输送机，相应的，其个数与固体原料储仓8相同，螺旋输送机为本领域技术人员常规知晓的用于上料的设备。

进一步的，相应的，与固体原料储仓8的个数相同，所述固体原料称重仓9设有5个，分别是火山灰称重仓、粉煤灰称重仓、纤维素称重仓、十二烷基硫酸钠称重仓和石膏称重仓，用来对固体原料进行称重。称重仓的结构为本领域技术人员所公知的，在此不必赘述。

本发中的所述复合菌液罐1用来盛放配制好的复合菌液。

为提高生产效率，原料配制槽3可设置多个，根据现场的实际情况进行选择，优选为2个。

进一步的，所述原料配制槽3内设有搅拌器2，使得各原料混合均匀。

进一步的，所述控释菌体产品成型装置4可为压制成型机，所述压制成型机可控制其压力参数，比如：万启的MBJ-140成型机，也可根据实际情况进行常规定制，压制成型机为本领域技术人员常规知晓的成型设备。

进一步的，所述控释菌体输送装置5为输送带，输送带为本领域技术人员常规知晓的用于输送物料的设备。

进一步的，所述原料配制槽3通过管道与复合菌液罐1相连通，所述管道上设有流量计。

本实施例中该系统的工作流程是：首先，各个固体原料储仓9中的固体原料通过上料机构10进入固体原料称重仓9，称重后进入原料配制槽3，复合菌液罐1中的复合菌液通过流量计计算其重量后进入配制槽3；然后启动搅拌器2，各个原料在原料配制槽3中混合均匀；混合均匀后进入控释菌体产品成型装置4进行压制成型，成型后通过控释菌体产品输送装置5进入带孔的干燥槽6，此时开始风机，通过孔将风吹进干燥槽6内对成型后的产品进行干燥，干燥之后进入储存槽7进行产品检验、包装。

通过该系统可以得到具有一定强度和形状的控释菌体产品，比如该产品如实施例1所述。

实施例3

一种用于黑臭水体原位处理的控释菌体产品，该控释菌体产品呈固体状，疏松多孔，包括以下重量份的组分制成：

火山灰30份、粉煤灰25份、纤维素15份、十二烷基硫酸钠0.6份、石膏10份和复合菌液18份。

其中，所述复合菌液包括光合细菌、硝化细菌、反硝化细菌、氨化细菌和聚磷菌，活菌数分别为：光合细菌1.5×10⁹CFU/mL，硝化细菌3.5×10⁹CFU/mL，反硝化细菌2.5×10⁹CFU/mL，氨化细菌5×10⁹CFU/mL，聚磷菌7.5×10⁹CFU/mL。

该实施例产品的制备方法与实施例1中的相同。制备得到的产品，经检测，抗折强度为1.2MPa左右，该产品为具有多孔结构的圆筒状产品，其中圆筒状产品里面设有实施例1中制备的圆柱状的产品，在制备时也可改变产品的形状或高度，满足不同河道黑臭水体中的应用。产品中的孔隙丰富，孔径大小在0.5~50μm之间。产品颜色不一致是由于选用的火山灰和粉煤灰的颜色不一致。在进行黑臭水体处理时，将该产品投入水体中即可。

实施例4

一种用于黑臭水体原位处理的控释菌体产品，该控释菌体产品呈固体状，疏松多孔，包括以下重量份的组分制成：

火山灰40份、粉煤灰25份、纤维素18份、十二烷基硫酸钠1份、石膏10份和复合菌液20份。

其中，所述复合菌液包括光合细菌、硝化细菌、反硝化细菌、氨化细菌和聚磷菌，活菌数分别为：光合细菌1×10⁹CFU/mL，硝化细菌4×10⁹CFU/mL，反硝化细菌3×10⁹CFU/mL，氨化细菌5.5×10⁹CFU/mL，聚磷菌8×10⁹CFU/mL。

该实施例产品的制备方法与实施例1中的相同。

对比例1

一种用于黑臭水体原位处理的控释菌体产品，包括以下重量份的组分制成：

火山灰35份、粉煤灰25份、纤维素12份、十二烷基硫酸钠0.8份、石膏8份和复合菌液20份。其中，所述复合菌液如实施例1中所述。该产品的制备方法包括以下步骤：将各原料混匀即可。

对比例2

本实用新型人在研发过程中对各原料的用量进行了考察和效果的研究，结果发现不合适的原料配比，产品的强度和处理黑臭水体的效果不理想。例如：将实施例1中的配方替换为：火山灰25份、粉煤灰45份、纤维素12份、十二烷基硫酸钠0.8份、石膏8份和复合菌液20份。该配方中粉煤灰的含量较高而火山灰的含量较低，使得产品抗折强度较低，不能够在水体中长期使用。再例如：将实施例1中的配方替换为：火山灰45份、粉煤灰15份、纤维素12份、十二烷基硫酸钠0.8份、石膏20份和复合菌液20份。该配方中的火山灰含量和石膏的含量较高，虽然能够提高该产品的抗折强度，但是产品的孔隙含量相对较少，在黑臭水体中不能很好的发挥缓释的功能，影响治理效果。

对比例3

本实用新型在研发过程中对具有近似性质的原料进行了配伍关系的考察和效果的研究。结果发现，即使原料之间具有相似的性质，但是与本实用新型中的其他产品配方配伍后，其效果并不理想。例如：将实施例1中的具有粘结性质的石膏替换为砂浆。砂浆虽然也具有一定的粘结作用，但是与实施例1中的其它原料配伍后，降低了产品的有效孔隙含量，在黑臭水体中不能很好的发挥缓释的功能，影响治理效果。这说明本实用新型的组合物中各组分之间具有协同促进作用，并非是具有相似性质的原料的简单替换和组合。

实验例1

某城市河道黑臭水体，该河道宽约6米，水深0.8~1m，底泥厚度0.3~0.5m，每5m²底泥中投加4kg本实施例1中的产品，通过投加本实用新型实施例1中的控释菌体产品治理后感官和主要水质指标变化情况如下：

（1）感官变化

经过部分截污、疏浚、投加控释菌体措施后，2个半月后黑臭水体透明度显著增加（SD由15～20cm增加到40～55cm），水体颜色由黑色变为灰白色最后转为淡绿色，臭味基本消除。治理后，沿岸居民对河道黑臭问题的投诉率显著下降。随后，每一个月进行透明度指标检测，检测结果如图2所示，从2个半月后，透明度趋于平稳。

（2）DO含量和pH值变化

在污染水体的治理和修复中，DO含量是黑臭水体向净洁水体转化的重要评价指标，水体中DO含量是藻类放氧、大气复氧、污染物耗氧的综合平衡的结果。河水中DO含量增加到2.0mg/L以后，水体中好氧微生物逐渐增多，水体的自我净化功能得以恢复，水体生态系统开始良性循环。

治理前水体DO平均只有0.2mg/L左右，2个半月治理后的水体DO含量最高上升到5.0mg/L。随后，每一个月进行DO指标检测，检测结果如图3所示，从2个半月后DO趋于平稳。

治理前水体pH值在7.4左右，综合治理措施实施后河水pH值稍有增加。调查和监测结果表明，治理后河水环境质量逐渐改善，黑臭消除后水体中氮磷含量仍然较高，导致温暖季节水体中浮游藻类生长繁殖加快，藻类光合作用过程中利用了大量碳酸盐和重碳酸盐等，导致河水pH值有所升高。

（3）BOD₅和COD_Cr浓度变化

治理前水体BOD₅和COD_Cr分别210~260mg/L、450~500 mg/L，2个半月治理后，水体中BOD₅和COD_Cr浓度显著降低，随后BOD₅和COD_Cr浓度分别稳定在5～10mg/L和30～40mg/L，水体水质达到了《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中规定的Ⅴ类水质标准。随后，每隔一个月进行BOD₅和COD_Cr指标检测，检测结果如图4和5所示，从2个半月后BOD₅和COD_Cr都趋于平稳。考虑到产品的强度问题，本产品更加适合应用在浅水区（深度小于1.5m的水域）的黑臭水体的治理上，其治理效果较佳。

实验例2

某城市河道黑臭水体，该河道宽约 8米，水深1~1.2m，底泥厚度0.5~0.8m，每1m²投加0.4kg对比例1中的产品，通过投加本实用新型对比例1中的菌体产品治理后感官和主要水质指标变化情况如下：

（1）感官变化

经过部分截污、疏浚、投加对比例1中的菌体产品措施后，2个月后黑臭水体透明度显著增加（SD由14cm增加到50～55cm），水体颜色由黑色变为灰白色最后转为淡绿色，臭味基本消除。治理后，沿岸居民对河道黑臭问题的投诉率显著下降。随后，每月进行透明度指标检测，检测结果如图2所示，2个半月~4个半月的透明度为40~55cm，但是随后几个月的透明度逐渐下降。

（2）DO含量和pH值变化

治理前水体DO平均只有0.2 mg/L左右，治理后，每隔一个月进行DO指标检测，检测结果如图3所示，2个半月~5个半月的DO值均较高，但是随后几个月的DO值逐渐下降。

治理前水体pH值在7.4左右，综合治理措施实施后河水pH值稍有增加。调查和监测结果表明，治理后河水环境质量逐渐改善，黑臭消除后水体中氮磷含量仍然较高，导致温暖季节水体中浮游藻类生长繁殖加快，藻类光合作用过程中利用了大量碳酸盐和重碳酸盐等，导致河水pH值有所升高。

（3）BOD5和CODCr浓度变化

治理前水体BOD5和CODCr分别220~270mg/L、440~470 mg/L，治理后，如图4和5所示，水体中BOD5和CODCr浓度显著降低，随后BOD5和CODCr浓度在2个半~4个半月分别稳定在5～8mg/L和30～50mg/L，但是随着时间的推移，BOD5和CODCr逐渐升高。

通过实验例1和实验例2表明，相比于现有技术中采用单纯复合菌剂投加至黑臭水体中，采用本实用新型中的固体控释菌体产品能够使得治理后的水质长效稳定保持，保证黑臭不反弹。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种生产用于黑臭水体原位处理的控释菌体产品的系统，其特征是：包括若干个固体原料储仓、上料机构、若干个固体原料称重仓、复合菌液罐、原料配制槽、控释菌体产品成型装置、控释菌体输送装置、干燥槽和储存槽，其中，所述固体原料储仓通过所述上料机构依次与所述固体原料称重仓、原料配制槽、控释菌体产品成型装置、控释菌体输送装置、干燥槽和储存槽相连接，所述原料配制槽还与复合菌液罐相连接；

所述干燥槽的槽壁上设有若干个孔，且干燥槽的槽壁外设有风机，所述风机通过孔将风吹进干燥槽。

2.如权利要求1所述的系统，其特征是：所述固体原料储仓设有5个，分别是火山灰储仓、粉煤灰储仓、纤维素储仓、十二烷基硫酸钠储仓和石膏储仓。

3.如权利要求1所述的系统，其特征是：所述上料机构为螺旋输送机。

4.如权利要求1所述的系统，其特征是：所述固体原料称重仓设有5个，分别是火山灰称重仓、粉煤灰称重仓、纤维素称重仓、十二烷基硫酸钠称重仓和石膏称重仓。

5.如权利要求1所述的系统，其特征是：所述原料配制槽内设有搅拌器。

6.如权利要求1所述的系统，其特征是：所述控释菌体产品成型装置为压制成型机。

7.如权利要求1所述的系统，其特征是：所述控释菌体产品成型装置为MBJ-140成型机。

8.如权利要求1所述的系统，其特征是：所述控释菌体输送装置为输送带。

9.如权利要求1所述的系统，其特征是：所述原料配制槽通过管道与复合菌液罐相连通，所述管道上设有流量计。

10.如权利要求1所述的系统，其特征是：所述干燥槽的四面槽壁均设有若干个孔。