CN105174471A - 一种强化黑臭河涌微生态重建与平衡及水质改善的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种强化黑臭河涌微生态重建与平衡及水质改善的方法；本方法在治理时用到了复合微生物，其含有复合微生物菌剂A、复合微生物菌剂B和复合微生物菌剂C，按重量计，复合微生物菌剂A:复合微生物菌剂B:复合微生物菌剂C=6~25:5~10:15~35，所述复合微生物菌剂A包括球形红假单胞菌，所述复合微生物菌剂B包括产乳酸芽孢杆菌，所述复合微生物菌剂C包括低温有机矿化菌。球形红假单胞菌、产乳酸芽孢杆菌和低温有机矿化菌都能适应河道污水生长环境，并且对河道具有特定的处理能力。

Description

一种强化黑臭河涌微生态重建与平衡及水质改善的方法

技术领域

本发明涉及一种治理污染的方法，尤其涉及一种强化黑臭河涌微生态重建与平衡及水质改善的方法。

背景技术

由于社会经济的飞速发展、人类密集的活动及高浓度污染物不规则的排放，导致城市河流水质和底质严重污染，水体自净能力差，水动力不足，生态功能完全退化。城市河流水体黑臭污染已经成为全球性民生和环境污染问题，已经成为我国经济社会发展的最重要制约因素之一。在国家重大科技专项“水污染控制技术与治理工程”的实施的大环境下，各地政府在政策、法规、工程、科技和教育等方面采取了一系列措施，成立黑臭河涌治水办公室，设立治污专项资金，每年投入大量的科研力量及治污资金，但因治污理念落后，治理手段单一，实际经验缺乏，导致实验研发理论和具体工程实施之间缺乏相结合性和连续性，使得治污技术的局限性和片段性加大，没能形成一套完整的污水治理技术体系，因此，水体污染控制与治理的重大关键技术远未得到解决，这也成了国内外环保专家研究的重大课题。

目前国内外主要采用以下方法手段对河道污染进行处理。

1、截污法：是普遍采用控制污水治理方法，是通过减少进入水体的污染物来达到污水治理的目的。但此方法涉及水体流域规划等一系列宏观政策的逐步实施，收效周期长，难以顾及农村零星点源及面源污染。

2、清淤法：是国内外惯用的一种控制底部污染的手段，但其工程运作量大、成本高昂、无法进行后续处理、易对河堤、河床造成损坏，易造成二次污染；

3、河道疏浚：疏浚工程可以在较短的时间内将河流底泥中的污染物转移出去，但易破坏河道本身的生态***，无法分解外源性有机污染物，提供了藏污纳垢的条件，达不到净化水体的目的；

4、调水补水：调水、补水又叫活水循环。可以在较短的时间内通过稀释和转移的方式使得河流中的水质得以净化，但该方法所需要的条件比较特殊，需要利用特殊的河流水位差或者水泵提升的方法实现水的交换，该方法只是让污染物向其他水体转移，无法去除污染物，治标不治本；

5、絮凝剂法：絮凝、混凝虽能够快速消除水体的悬浮物，但去除黑臭效果欠佳，且凝结时间不长，易反弹，无法去除有机污染物，极易造成二次污染，不能实现河流水质净化和环保的目的；

6、稳定塘法：具有构造简单、基建运行费用低、去除效率高等优点，但存在占地面积大、污水收集复杂，底泥淤积严重等问题；

7、种植水草及生物浮岛：其净化原理是利用植物根茎进行营养盐吸收，但此方法只是治污过程中的辅助手段，不能作为主要手段，单一采用不能从根本上解决污染问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种强化黑臭河涌微生态重建与平衡及水质改善的方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种强化黑臭河涌微生态重建与平衡及水质改善的方法，包括如下步骤：

(1)配制复合微生物，将复合微生物菌剂A、复合微生物菌剂B和复合微生物菌剂C按重量比为6~25:5~10:15~35混合，制得复合微生物，所述复合微生物菌剂A包括球形红假单胞菌，所述复合微生物菌剂B包括产乳酸芽孢杆菌，所述复合微生物菌剂C包括低温有机矿化菌；

(2)对目标河道进行生物预处理；在与主涌接壤的各个支涌种植水生植物，并投放所述复合微生物30~320ppm/天，所述水生植物与复合微生物形成生物强化带；

(3)构建河涌的生物内循环呼吸***及协同代谢机制；在目标河涌内布置分子气泡氧传递及表面增氧组合曝气工艺，以促进复合微生物的空间繁殖生长和形态调控；

(4)污染底泥的深度处理及削减，平衡底泥结构，建立河涌底部原位梯级循环处理微生物床；向目标河涌内投入生物基、生物砖和高分子微胶囊，并投入所述复合微生物30~320ppm/天，使调整目标河涌水体的碳氮比C/N为4:1~8:1，氮磷比N/P为7:1~25:1，生物碳为2.3~6.2PPM；以对污染底泥进行生物氧化，同时对目标河涌进行增氧处理；

(5)水体的生态治理及深度净化，重建河涌微生态***与平衡；种植水生植物建设生物浮岛，继续投放所述复合微生物30~320ppm/天，使调整目标河涌水体的碳氮比C/N为4:1~8:1，氮磷比N/P为7:1~25:1；

(6)水体生态修复及多功能调控，向目标河涌内放养水生动物，并继续投放所述复合微生物30~320ppm/天，使调整目标河涌水体的碳氮比C/N为4:1~8:1，氮磷比N/P为7:1~25:1。

其中，所述复合微生物菌剂A包括如下菌种：球形红假单孢菌:沼泽红假单胞菌:荚膜红假单胞菌:枯草芽袍杆菌:蜡状芽孢杆菌:地衣芽孢杆菌:反硝化细菌:乳酸菌:酵母菌:胶质芽孢杆菌的重量比为2.0~8.0:1.5~5.8:1.0~5.0:2.0~6.0:1.2~4.6:1.0~4.0:2.0~6.5:1.0~3.5:0.5~3.0:0.3~3.2。

其中，所述复合微生物菌剂B包括如下菌种：产乳酸芽孢杆菌:球形红假单孢菌:凝结芽胞杆菌:侧孢芽孢杆菌:地衣芽孢杆菌:乳酸菌:酵母菌:放线菌:圆褐固氮菌的重量比为1.6~5.6:0.5~2.5:1.3~6.5:1.0~4.0:1.0~3.0:0.5~1.2:0.5~2.5:0.2~1.5:0.4~2.8。

其中，所述复合微生物菌剂C包括如下菌种：低温有机矿化菌:沼泽红假单胞菌:枯草芽袍杆菌:胶质芽孢杆菌:侧孢芽孢杆菌:短小芽孢杆菌:硝化细菌:反硝化细菌:乳酸菌:酵母菌:圆褐固氮菌的重量比为2.0~10:1.0~5.0:1.5~7.5:1.2~6.4:1.0~3.5:1.0~3.0:0.6~4.0:1.5~5.8:0.5~4.5:0.5~2.5:0.4~3.5。

其中，筛选、培养所述球形红假单胞菌、产乳酸芽孢杆菌、低温有机矿化菌所需的样品分别来自目标河涌污水和/或底泥。

其中，步骤(2)中，所述水生植物的覆盖率为1~5%；

优选的，所述水生植物为芦苇、香根草、水葱、水生美人蕉、风车草中的一种或两种以上；

优选的，所述水生植物的种植密度为15~30株/m²；

优选的，步骤(4)中，所述生物基含有如下质量分数的组分：麦饭石20%~35%、高分子微胶囊35%~75%；

优选的，所述麦饭石的粒径为20~40mm；

优选的，所述高分子微胶囊的粒径为500~3000μm；

优选的，所述生物砖含有如下质量分数的组分：麦饭石10%~35%、细砂10%~25%、水淬渣10%~20%、鹅卵石15%~30%、沸石15%~40%；

优选的，所述鹅卵石的粒径为30~60mm；

优选的，所述麦饭石、细砂、水淬渣、沸石的粒径分别为20~40mm；

优选的，步骤(5)中，所述生物浮岛的制备过程为：将所述复合微生物与生物浮岛基质混合，所述复合微生物与生物浮岛基质的重量比为1:10~20，填充于床体内，种植水生植物，获得生物浮岛；

优选的，所述生物浮岛基质含有如下质量分数的组分：麦饭石20%~55%、细砂15%~25%、水淬渣15%~30%、沸石25%~65%；

优选的，所述麦饭石、细砂、水淬渣、沸石的粒径分别为20~40mm；

优选的，所述水生植物为芦苇、香根草、水葱、水生美人蕉、风车草中的一种或两种以上；

优选的，所述水生植物的种植密度为15~20株/m²；

优选的，每个生物浮岛面积为8~15m²；

优选的，相邻两个生物浮岛之间的间距为20米；

优选的，步骤(6)中，所述水生动物包含白鲢、花鲢、螺蛳和浮游动物；

优选的，所述白鲢:花鲢:螺蛳:浮游动物的重量比为3:1:0.5:0.2。

其中，步骤(1)中，筛选、培养所述复合微生物菌剂A的球形红假单胞菌、复合微生物菌剂B的产乳酸芽孢杆菌、复合微生物菌剂C的低温有机矿化菌所需的样品分别来自目标臭黑河涌的污水和/或底泥。

其中，步骤(1)中，所述复合微生物菌剂A中球形红假单孢菌的培养及筛选包括如下步骤：

(1a)分别配制富集培养基和分离培养基；

(1b)富集培养；取采集的河道黑臭底泥1~2g接种于富集培养基中，液面注入灭菌液体石蜡，隔绝氧气，形成厌氧环境，静置于光照培养箱中28~30℃培养，随时观察；当培养物中出现微红色生长物时，从微红色生长物处取0.5~1.3ml富集培养物，接种于另一富集培养基中培养；重复进行富集培养2~3次；

(1c)依次经平板划线分离、摇管法分离、筛选和斜面培养后，制得球形红假单孢菌；

优选的，步骤(1a)中，所述富集培养基含有如下如下组分：NH₄Cl0.8g~1.8g、K₂HPO₄0.2~0.7g、MgSO₄0.1~0.3g、NaCl1.5~2.5g、酵母膏0.1~0.3g、NaHCO₃1~5g、无水乙醇1.5~2.0ml、微量元素液1.0mL；

优选的，所述微量元素液含有如下组分：H₃BO₃0.006~0.012mg、NaMoO₄0.002~0.008mg、MnSO₄0.0005~0.002mg、ZnSO₄0.002~0.006mg，蒸馏水定容；

优选的，步骤(1a)中，所述分离培养基含有如下成分：NH₄Cl0.8g~1.5g、K₂HPO₄0.2~0.7g、MgSO₄0.1~0.5g、NaCl1.5~3.0g、酵母膏0.1~0.3g、NaHCO₃1~3g、无水乙醇1.5~2.0ml、琼脂粉1.5~2.0g、Na₂S9H₂O1~2g。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本方法在治理黑臭河涌时应用的微生物包括三组复合微生物菌剂，这三种复合物菌剂含有三种高效专一性菌种——球形红假单胞菌、产乳酸芽孢杆菌和低温有机矿化菌都能适应河道污水生长环境，并且对河道具有特定的处理能力；这三种高效专一性菌种与常规菌种进行配伍，形成功能性高效复合微生物，结合各种高活性基质及水生动、植物对河涌进行全面的***性处理，建立形成不同经济发展阶段下我国不同地域围绕水质功能提升及水生态保护为目标的河流污染防治和综合治理技术体系。

应用本发明的复合微生物进行臭黑河涌的治理方法，通过外源污染梯级处理、内源污染底泥深度处理及削减、水体生态治理及深度净化、水体生态修复及调控的治理过程，突破了黑臭河道原位多级微生态重建与平衡修复的关键技术，使得河涌网络式微生态***强化与平衡的重建，生物的多样性丰富，水体的纳污、抗污、自净能力及生态调节功能大幅度提高，每年可抵御10次以上由于台风、泄洪排涝、抗旱调度、潮汐、暴雨及突发性污染影响引进的大量生活污水等客观因素造成的大面积重大污染，每次污染冲击水体都能在24小时内自净达到不黑不臭，48小时内恢复到污染冲击前水质标准。整个水系常年保持水质良好、清爽，透明度达到150cm以上，彻底消除黑臭，底泥削减60cm以上，水质达到国家《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）V类标准，部分指标达到Ⅳ类水标准。

综上，本发明涉及的治理方法阐述的是以河涌多功能生物呼吸强化与内循环污染底泥削减为核心，从降低分散面源污染到黑臭河涌原位网络式多级处理消除内源污染及生态修复并重建河涌微生态***与平衡的内循环强化与生态协同修复新治水理念，无需清淤、无复杂工艺和大型机械、无毒害、无废气、无粉尘、无二次污染、具有安全、环保、生态、综合、可行、高效、投资少、见效快等特点。

附图说明

图1为成功筛选到的产乳酸芽胞杆菌的1000Χ光学显微照片。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1：某老城区护城河生态治理及生态修复

此河涌长约2600米，平均宽度约15米，水深1.5~3.0米，底部淤泥厚度达0.9~1.5米，由于周边长期有大量生活污水和少量工业污水的直接排入，又没能得到相应的处理，久而久之导致河涌水体发黑、发臭，透明度为5厘米，属重度污染水体。

此河道整个治理周期为14个月，具体制备方法如下：

(1)配制所述复合微生物；复合微生物菌剂间的匹配使用重量比为：复合微生物菌剂A:复合微生物菌剂B:复合微生物菌剂C=12kg:6.5kg:20kg。

复合微生物菌剂A各菌种的重量比为：球形红假单孢菌:沼泽红假单胞菌:荚膜红假单胞菌:枯草芽袍杆菌:蜡状芽孢杆菌:地衣芽孢杆菌:反硝化细菌:乳酸菌:酵母菌:胶质芽孢杆菌＝4.5kg:2.0kg:3.5kg:2.0kg:2.2kg:2.0kg:2.0kg:1.8kg:1.5kg:2.1kg。

复合微生物B各菌种的重量比为：产乳酸芽孢杆菌:球形红假单孢菌:凝结芽胞杆菌:侧孢芽孢杆菌:地衣芽孢杆菌:乳酸菌:酵母菌:放线菌:圆褐固氮菌=4.0kg:1.4kg:2.0kg:1.5kg:1.2kg:0.5kg:1.0kg:1.2kg:2.6kg。

复合微生物C各菌种的重量比为：低温有机矿化菌:沼泽红假单胞菌:枯草芽袍杆菌:胶质芽孢杆菌:侧孢芽孢杆菌:短小芽孢杆菌:硝化细菌:反硝化细菌:乳酸菌:酵母菌:圆褐固氮菌=6.5kg:2.3kg:1.5kg:5.5kg:1.2kg:1.4kg:1.0kg:2.2kg:1.6kg:0.9kg:3.1kg。

(2)对目标河道进行预处理：即分散外源污染的多级处理，降低外源性污染（历时1个月）

根据各个排污口的大小及排污量设计不同的生物预处理设施3处，生物预处理装置内部以生物活性沸石、高分子微胶囊包埋、生物麦饭石、鹅卵石及生物飘带为主结合功能性高效复合微生物组合技术处理，最大限度减小高浓度污染物的外源性污染冲击。暗涌则在接壤主涌处设置以厌氧菌底部包埋、表面好氧生物接触氧化结合水生植物组成生物梯级处理区，可大大降低外源污染的浓度，减轻周边污水对目标涌的有机污染冲击负荷，便于后续的强化处理。与主涌接壤的各个支涌利用水生植物与复合微生物形成的生物强化带进行组合技术治理，水生植物覆盖率2%，复合微生物每10天一次，使用量为200PPM/天。

1、生物强化带选择植物系为：芦苇、香根草、水葱、水生美人蕉、风车草，种植密度为20株/m²。

2、排污口预处理装置生物填料组成：

①高分子微胶囊粒径为1000um；②麦饭石粒径为50mm；③鹅卵石粒径为50mm；④生物飘带：交联带有正电性的特殊软性纤维生物填料，纤维直径为25um。

(3)构建河涌的生物内循环呼吸***及协同代谢机制（历时2个月）

根据河涌污染物的分布特点、水体自净能力弱、水动力严重不足及生态退化严重的现象结合河道长度、水面形态、水流方向、流速及水深等情况，分别在河道的前段、中段和后段布置3台底部分子气泡氧传递富氧设备，同时全河涌按照S型布置法每间隔150米加设水车式表面增氧设备进行组合曝气增氧处理。通过***分析微生物呼吸调控对河涌中微生物菌群结构和功能性的影响及氧气内循环对土著微生物协同代谢机制的考量，采用布气扰动促进黑臭底泥生物矿化作用和强化式水循环生物接触氧化，可大大增强上下水体的水动力多相流动性、提高水力交换量及水力停留时间，增加物质循环转化率，能快速达到河道整体的最佳原位增氧效果，促进功能性高效复合微生物的空间繁殖生长和形态调控，有利于整个水系多功能优势生物菌群的重建与平衡。

(4)污染底泥的深度处理及削减，平衡底泥结构，建立河涌底部原位梯级循环处理微生物床。（消除内源污染）（历时5个月）

有机污染底泥是河涌生态***的重要组成部分，底泥的生物群落，化学组成，化学形态，特别是氧化还原状态及可生化性直接影响河涌的自净能力和上覆水体的水质，也是导致河涌黑臭最大、最根本的污染源。选择具有比表面积大、吸附沉降性能好、生物群种丰富、繁殖挂膜快、不易脱落、耐低温等优点的生物基、生物砖、高分子微胶囊，配合功能性高效复合微生物包埋技术对污染底泥生物氧化，提高河涌的可生化性、底泥有机碳浓度，调控底泥生物呼吸率和底泥有机矿化率进行有机底泥逐层减量化，连续120天在预处理河段均匀泼洒复合微生物，使用菌剂量为220PPM/天，生物碳（乙醇:乙酸钠=1.5:3）5PPM，调节水体C/N比为7:1，N/P比12:1，同时启动微孔纳米增氧设施及表面增氧设备。以后每天的菌剂使用量和菌种配比根据底泥变化情况、水流量和水体（CODcr、NH₃-N、TN等）指标作适当调整，强化微生态重建与平衡技术是利用功能性高效复合微生物进行强化降解，对污染河道水生态中各个缺失的微观生物链环节进行修补，构建河涌底部梯级循环强化处理微生物床，促使有益土著生物大量繁衍，恢复生物的多样性，促进底泥微生物的新陈代谢及污染底泥层底栖生物种群的多元化和丰富化，从而快速降低淤泥中的有机污染物，大幅度削减污染底泥。此阶段河涌基本消除黑臭，底泥削减40公分左右，在底泥污染逐步削减后，底泥由原来的粘稠状变成松散状，颜色由墨黑色变成自然的黄色，水体有机污染物下降60%以上。

①生物基重量分数的组分：麦饭石30%、高分子微胶囊70%.麦饭石粒径为30mm，高分子微胶囊粒径为1000um；②生物砖重量分数的组分：麦饭石45%、水淬渣10%、沸石45%；组分的粒径均为30mm。

(5)水体的生态治理及深度净化，即河涌微生态***重建与平衡（4个月）

在河涌有机污染底泥大幅度削减及微生物床建立的基础上，结合水生植物及生物浮岛据水流量和污水（CODcr、NH₃-N、TN等）指标适当调整菌剂配比及剂量，每天继续投加复合微生物，使用菌剂量为180PPM，调节水体C/N比为5:1，N/P比为20:1。利用生物间的协同作用和三氮循环对有机污染物进行硝化、反硝化、短程反硝化、固氮、解硫、聚磷、解磷等生化反应，大幅度降低高浓度有机污染物，立体提升水体水质指标，优化生物群落的数量比，在保证生物多样性的基础上，进一步调节有益微生物种群、提高和稳定水质，从而形成完善的食物链循环和健康的微生态***，增强水体的生态调节功能、自净能力及物质循环，重建河涌的微生态***与平衡，利用大自然的生态***功能最终实现提高水质指标和水体变清、变活的目标，此阶段河涌彻底消除黑臭，水体由黑色变为灰白色最后转为淡绿色，底泥削减到60公分左右，水体有机污染物下降85%以上。

①生物浮岛的制作方法为：将上述复合微生物与基质混合（重量比为1:15），按照水流方向分段式填充于床体内，并于床体顶网上面的种植孔内种植水生植物，水葱、水生美人蕉、风车草，种植密度为15株/m²。每个生物浮岛面积为10m²，相邻两个浮岛单元之间的间距为20米。

②生物浮岛基质重量分数的组分：麦饭石40%、细砂15%、水淬渣15%、沸石30%；四种组分的粒径均为40mm。

③沉水植物先接种复合微生物，再用叉子种植法设计布置,覆盖率一般为目标河涌面积的6%。选择以狐尾藻、苦草为主的沉水植物。

④挺水植物：以高效吸污为主，距河涌两岸1m范围内种植，坡岸不符合种植条件的情况下打竹木桩以达到种植条件，水过深范围内采用人工浮岛种植挺水植物。选择植物系为：搭配比例为0.5:3:1:0.5:1的芦苇:香根草:水葱:水生美人蕉:风车草，种植密度为15株/m2。

(6)水体生态修复及多功能调控（构建水生动、植物群落，改善水质）（2个月）

水体的微生态***功能与平衡重建后，据水流量和污水CODcr、NH₃-N、TN等指标适当调整复合微生物配比及剂量，每隔7天投加复合微生物，使用菌剂量为50PPM，调节水体C/N比为5:1，N/P比为10:1。利用功能性高效复合微生物工程修复与原位多级生态净化技术，结合水生动物调控手段，放养水生动物，延长生态链，增加营养盐的输出途径，提高物质循环转化率，平衡稳定水生生态***的菌相、水相和藻相，保证生物群落的数量比和生物的多样性，全面恢复生态***的调节功能，增强河涌的抗污、纳污和自净能力，提升水质指标，改善水体质量和整体感官。

水生动物种类为：白鲢、花鲢、螺蛳和浮游动物。每公斤水生动物控制100m²水面积，每公斤按照白鲢:花鲢:螺蛳:浮游动物=3:1:0.5:0.2。

本实施例河涌治理效果见表1~表3。

表1：河涌各项污染指标治理前后变化情况单位：mg／L

表2：河涌有机淤泥特异性指标及高度测量结果

表2-1

表2-2

表3：治理后水体自净能力的测试结果单位：mg／L

本实施例治理前后水质指标委托环境保护监测站进行水质监测并提供此数据。从表1~表3可知，通过本技术的治理，河涌的微生态***与平衡已重建，水体的生态调节功能及生态修复能力大大加强，其有机污染物都表现出明显的去除率，效果明显，河道水质均达到国家《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）V类标准，部分指标达到Ⅳ类水标准。其中底泥呼吸量从原来的108.64提升到248.17mgC.m^-2.d^-1，底泥细菌数由原来的0.87*107倍增到15.35*109Cells.g^-1，底泥厚度平均下降了60cm，COD、BOD5、氨氮、总磷的平均去除率分别是87.9%、80.0%、94.8%、90.3%，溶解氧从0.4提升到了5.2mg/L。

实施例2：某河涌生态治理及生态修复

河涌长约4200米，平均宽度约12米，水深1.5-2.0米，河涌底部黑臭淤泥厚度达1.0~1.5米。由于沿河居民区、商铺、餐饮等污水的直接排入，此涌变成为了一条集排污、防洪排涝功能为一体的污水河道，导致水体恶臭，透明度几乎为零，水面漂浮大量浮渣、动物油和垃圾，水体颜色发亮发黑，生态功能和平衡已经完全破坏，河涌丧失了自净能力。

此河道整个治理周期为14个月，具体治理过程如下：

(1)配制复合微生物；复合微生物菌剂A:复合微生物菌剂B:复合微生物菌剂C=14kg:8kg:26kg。

复合微生物菌剂A各菌种的重量比为：球形红假单孢菌:沼泽红假单胞菌:荚膜红假单胞菌:枯草芽袍杆菌:蜡状芽孢杆菌:地衣芽孢杆菌:反硝化细菌:乳酸菌:酵母菌:胶质芽孢杆菌=5.8kg:2.0kg:2.6kg:3.0kg:2.8kg:2.6kg:2.5kg:2kg:1.5kg:1.6kg。

复合微生物菌剂B各菌种的重量比为：产乳酸芽孢杆菌:球形红假单孢菌:凝结芽胞杆菌:侧孢芽孢杆菌:地衣芽孢杆菌:乳酸菌:酵母菌:放线菌:圆褐固氮菌=4.2kg:1.5kg:2.5kg:1.4kg:1.6kg:0.8kg:1.2kg:1.0kg:1.8kg。

复合微生物菌剂C各菌种的重量比为：低温有机矿化菌:沼泽红假单胞菌:枯草芽袍杆菌:胶质芽孢杆菌:侧孢芽孢杆菌:短小芽孢杆菌:硝化细菌:反硝化细菌:乳酸菌:酵母菌:圆褐固氮菌=8.5kg:1.8kg:3.5kg:4.5kg:1.9kg:1.6kg:2.5kg:2.6kg:1.4kg:1.0kg:2.4kg。

(2)对目标河道进行生物预处理,分散外源污染多级处理。（降低外源性污染）（1个月）

本步骤与实施例1的区别点在于：一方面，根据各个排污口的大小及排污量设计不同的生物预处理设施6处；另一方面，复合微生物每7天一次，使用量为250PPM/天。本步骤的其他内容参照实施例1。

(3)构建河涌的生物内循环呼吸***及协同代谢机制（2个月）

本步骤参照实施例1。

(4)污染底泥的深度处理及削减，平衡底泥结构，建立河涌底部原位梯级循环处理微生物床。（消除内源污染）（5个月）

本步骤与实施例1不同之处在于：首先，复合微生物的使用量为300PPM/天，同时生物碳（乙醇:乙酸钠=1.5:3）3PPM，调节水体C/N比为7:1，N/P比为12:1；其次，生物基重量分数的组分：麦饭石40%、高分子微胶囊60%.麦饭石粒径为30mm，高分子微胶囊粒径为1000um；然后，生物砖重量分数的组分：麦饭石30%、细砂10%、水淬渣10%、鹅卵石10%、沸石40%；鹅卵石粒径为40mm，其它组分的粒径均为30mm。

本步骤的其他内容参照实施例1。

(5)水体生态治理及深度净化。（河涌微生态***重建与平衡）（4个月）

本步骤与实施例1不同之处在于：首先，复合微生物的投放量为280PPM/天；另外，此阶段河涌彻底消除黑臭，水体由黑色变为灰白色最后转为淡绿色，底泥削减到60公分左右，水体有机污染物下降90%以上。其次，生物浮岛基质重量分数的组分：麦饭石50%、细砂10%、水淬渣10%、沸石30%；四种组分的粒径均为40mm。最后，挺水植物：芦苇:香根草:水葱:水生美人蕉:风车草的搭配比例为1:2:0.5:0.5:2；

本步骤的其他参照实施例1。

(6)水体生态修复及多功能调控。（构建水生动、植物群落，改善水质）（2个月）

本步骤与实施例1不同之处在于：复合微生物的投放量为80PPM/天。其他如同实施例1。

本实施例河道的质量效果见表4~表6。

表4：河涌各项污染指标治理前后变化情况单位：mg／L

表5：河涌有机淤泥特异性指标及高度测量结果：

表5-1：

表5-2：

表6：治理后水体自净能力的测试结果：单位：mg／L

本工程治理前后水质指标委托环境保护监测站进行水质监测并提供此数据。从上表可知，通过本技术的治理，在河道污染物多和纳污情况无明显变化情况下，其中纳污情况是指河道对新进污染物的消解速度、力度即自净能力，水体污染物都表现出明显的去除率，效果明显，河道水质均总体达到了国家《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）V类标准，部分指标达到Ⅳ类水标准。其中底泥呼吸量从原来的95.33提升到268.15mgC.m^-2.d^-1，底泥细菌数由原来的0.96*107倍增到21.41*109Cells.g^-1，底泥厚度平均下降了57cm，COD、BOD5、氨氮、总磷的平均去除率分别是89.4%、85.1%、95.5%、91.7%，溶解氧从0.1提升到了5.5mg/L。

实施例3：某城市河涌生态治理及生态修复

此河涌全长2.4km，河面最大宽度30m，最小宽度10m，平均水深2.8m，与该涌相连接的暗河支涌长约4km。据现场调研统计，该涌沿岸包括生活污水、餐厅污水、动物养殖废水、工业废水化粪池直排污水等，每天约有1.5万吨的污水通过排污口和数十条小暗涌及小支涌排入主河涌（根据水闸口的每日排水（晴天）标尺计算），下雨天污水排入量达15~20万吨以上（根据河岸标尺数据计算），所有污水汇集到该主涌后，经水闸排入珠江。由于常年的积累又得不到及时处理而导致河涌水面布满悬浮物，底泥发黑发臭，有机淤泥厚度约1.7~2米，水体产生浓烈的恶臭味，溶氧为零，透明度为零，生态平衡已经完全破坏，河涌丧失了自净能力，严重影响珠江水质及周边居民生活。

此河道整个治理周期为14个月，具体治理过程如下：

(1)配制所述复合微生物：复合微生物菌剂A:复合微生物菌剂B:功复合微生物菌剂C=20kg:10kg:30kg。

复合微生物菌剂A各菌种的重量比为：球形红假单孢菌:沼泽红假单胞菌:荚膜红假单胞菌:枯草芽袍杆菌:蜡状芽孢杆菌:地衣芽孢杆菌:反硝化细菌:乳酸菌:酵母菌:胶质芽孢杆菌=6.4kg:2.5kg:4.0kg:3.5kg:2.4kg:2.6kg:2.5kg:2.2kg:2.5kg:3.0kg。

复合微生物菌剂B各菌种的重量比为：产乳酸芽孢杆菌:球形红假单孢菌:凝结芽胞杆菌:侧孢芽孢杆菌:地衣芽孢杆菌:乳酸菌:酵母菌:放线菌:圆褐固氮菌=4.8kg:1.5kg:3.8kg:3.4kg:1.6kg:0.8kg:1.2kg:1.0kg:2.2kg。

复合微生物菌剂C各菌种的重量比为：低温有机矿化菌:沼泽红假单胞菌:枯草芽袍杆菌:胶质芽孢杆菌:侧孢芽孢杆菌:短小芽孢杆菌:硝化细菌:反硝化细菌:乳酸菌:酵母菌:圆褐固氮菌=6.5kg:3.6kg:4.8kg:6.0kg:2.3kg:1.6kg:3.2kg:3.6kg:2.2kg:2.0kg:1.9kg。

(2)对目标河道进行生物预处理，分散外源污染多级处理。（降低外源性污染）（1个月）

本步骤与实施例1不同之处在于：一方面，根据各个排污口的大小及排污量设计不同的生物预处理设施10处；另一方面，功能性高效复合微生物菌剂每3天一次，使用量为280PPM/天。本步骤的其他内容及操作参照实施例1。

(3)构建河涌的生物内循环呼吸***及协同代谢机制（2个月）

本步骤参照实施例1。

(4)污染底泥的深度处理及削减，平衡底泥结构，建立河涌底部原位梯级循环处理微生物床。（消除内源污染）（5个月）

本步骤与实施例1不同之处在于：首先，连续120天在预处理河段均匀泼洒复合微生物，投放量为320PPM/天，生物碳（乙醇:乙酸钠=1.5:3）3.8PPM，调节水体C/N比为6:1，N/P比为10:1；其次，底泥削减45公分左右，在底泥污染逐步削减后，底泥由原来的粘稠状变成松散状，颜色由墨黑色变成自然的黄色，水体有机污染物下降65%以上。然后，生物基重量分数的组分：麦饭石40%、高分子微胶囊60%.麦饭石粒径为30mm，高分子微胶囊粒径为1000um；然后，生物砖重量分数的组分：麦饭石30%、细砂10%、水淬渣10%、鹅卵石10%、沸石40%；鹅卵石粒径为40mm，其它组分的粒径均为30mm。

本步骤的其余操作及内容参照实施例1。

(5)水体生态治理及深度净化。（河涌微生态***重建与平衡）（4个月）

本步骤与实施例1的不同之处在于：首先，复合微生物的投放量为300PPM/天，调节水体C/N比为5:1，N/P比为18:1；其次，底泥削减到63公分左右，水体有机污染物下降86%以上。然后，生物浮岛基质重量分数的组分：麦饭石55%、细砂5%、水淬渣10%、沸石30%；四种组分的粒径均为40mm。而后，沉水植物的覆盖率为目标河涌面积的4%；最后，挺水植物为搭配比例为1:1:0.5:0.5:2的芦苇:香根草:水葱:水生美人蕉:风车草。

本步骤的其余内容及操作参照实施例1。

(6)水体生态修复及多功能调控。（构建水生动、植物群落，改善水质）（2个月）

本步骤与实施例1不同之处在于：一方面，复合微生物每隔5天投加，投加量为100PPM/天，调节水体C/N比为5:1，N/P比为11:1。另一方面，每公斤按照白鲢:花鲢:螺蛳:浮游动物=2.5:1:0.5:0.3。

本实施例河道的治理效果见表7~表9。

表7：河涌各项污染指标治理前后变化情况单位：mg/L

时间指标	治理前	治理3个月后	治理6个月后	治理10个月后	执行标准
						PH值	4.6	6.3	6.7	7.0
DO	0.0	2.5	4.1	5.9	GB7489-87
						NH3-N	47.7	26.5	17.4	2.4	GB7479-87
COD	415	217	135	39	GB11914-89
						BOD5	60	42	25	9.6	GB7488-87
TP	5.52	3.12	2.11	0.48	GB11893-89

表8：河涌有机淤泥特异性指标及高度测量结果：

表8-1：

表8-2：

断面或采样点	参考面	工程施工前（m）	工程施工后（m）	降低高度（cm）
					1	垂直河堤固定面	1.63	2.22	59
2	垂直河堤固定面	2.15	2.80	65
					3	垂直河堤固定面	1.95	2.56	61

表9：治理后水体自净能力的测试结果单位：mg/L

时段指 标	大面积污水冲击前	污水冲击中	冲击后24小时	冲击后48小时
					水体感官	水体浅绿色，无臭味	水体黑色，具有浓烈臭味	水体深绿色，基本无臭味	水体浅绿色，无臭味
COD	40	98.5	59.68	40.5
					BOD5	9.5	67.8	32.9	10.4
NH3-N	2.17	9.44	4.72	2.10
					TP	0.43	4.03	1.26	0.44

本实施例河道治理前后水质指标委托环境保护监测站进行水质监测并提供此数据。从上表可知，通过本技术的治理，河涌的微生态***与平衡已重建，水体质量全面提升，已具有极强的纳污和自净能力，在河道污染物多和持续排污的情况下，水体污染物都表现出显著的去除率，效果明显，河道水质总体达到了国家《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）V类标准.其中底泥呼吸量从原来的82.08提升到317.45mgC.m^-2.d^-1，底泥细菌数由原来的0.48*107倍增到26.02*109Cells.g^-1，底泥厚度平均下降了61cm，COD、BOD5、氨氮、总磷的平均去除率分别是90.6%、84.0%、95.0%、91.3%，溶解氧从0.1提升到了5.9mg/L。

上述实施例复合微生物菌剂A含有的球形红假单胞菌、复合微生物菌剂B含有的产乳酸芽孢杆菌、复合微生物菌剂C含有的低温有机矿化菌进行培养时所需的样品分别取自黑臭河涌的污水和/或污泥。下面具体描述球形红假单胞菌、产乳酸芽孢杆菌和低温有机矿化菌的具体培养过程。

（一）球形红假单胞菌（Rhodopseudornonaspalustris）

1.材料和方法

1.1菌种来源

采集的样品均为目标河涌污水和有机底泥，总共采集了6个地方的样品。

1.2培养基：

①富集培养基的成分为：NH₄Cl1.5g、K₂HPO₄0.3g、MgSO₄0.2g、NaCl2.1g、酵母膏0.25g、NaHCO₃2.5g、无水乙醇2.0ml、微量元素液1.0mL，加入蒸馏水900ml搅拌均匀后于121℃灭菌20分钟，再加入已灭菌的生长因子1.2ml、pH至6.8~7.0；

其中，微量元素液含有如下组分：H₃BO₃0.009mg、NaMoO₄0.005mg、MnSO₄0.001mg、ZnSO₄0.004mg，蒸馏水定容。

②分离培养基的成分为：NH₄Cl1.0g、K₂HPO₄0.5g、MgSO₄0.35g、NaCl1.8g、酵母膏0.25g、NaHCO₃1.5g、无水乙醇2.0ml、琼脂粉1.5g、Na₂S9H₂O1.5g，蒸馏水900ml，搅拌均匀后于121℃灭菌20分钟，再加入已灭菌的生物素0.002mg，调pH至6.8~7.0；

③富集培养：取采集的河道黑臭底泥1~2g接种于富集培养基中，液面注入灭菌液体石蜡(高约2cm)，隔绝氧气，形成厌氧环境，静置于光照培养箱中28~30℃培养，随时观察；当培养物中出现微红色生长物时，从微红色生长物处取1ml富集培养物，接种于另一富集培养基中培养；重复进行富集培养2~3次；

④平板划线分离：取富集培养物进行平板划线分离，接种于分离培养基中，在培养基上覆盖灭菌液体石蜡，隔绝氧气，于光照培养箱中28~30℃培养6~10天，观察镜检，挑取运动活跃的红色单菌落，重复进行平板划线分离3~4次，以得到纯的菌株；

⑤摇管法分离：挑选划线分离法得到的纯的菌株，做穿刺接种，培养基为分离培养基，管口塞紧封腊，在光照强度为500~20001ux、温度为25~32℃、厌氧条件下培养4~7天；

⑥筛选：对分离得到菌株进行初步挑选，选取生长速度相对较快的菌株。

⑦斜面培养：将分离筛选出的菌株先采用斜面培养基转接，黑暗好氧28~30℃培养成一级菌种；再将一级菌种接种于一级菌种培养基，用100ml培养瓶光照厌氧28~30℃培养成二级菌种，二级菌种接种于二级菌种培养基，用500ml培养瓶光照厌氧28~30℃培养成三级菌种，再将三级菌种和无菌水按1:10的比例混合均匀，接种于三级菌种培养基中，分装于5L的透明桶中，置于室外，在自然光条件下培养，培育过程中控制光照强度为500~20001ux，温度为25~32℃，培养3~4天成为四级菌种，菌数约为6.5*109~12.6*109；

⑧1、斜面培养基成分为：NH₄Cl0.8g~1.8g(优选1.0g)、K₂HPO₄0.2~0.7g(优选0.35g)、MgSO₄0.1~0.3g(优选0.16g)、NaCl1.5~2.5g(优选1.26g)、生长因子0.2~3.0mL(优选1.5mL)、对氨基苯甲酸0.05~0.15mg(优选0.08mg)、酵母膏0.1~0.3g(优选0.3g)和蒸馏水900ml,搅拌均匀后于121℃灭菌20分钟，再加入已灭菌的100mL30g/LNaHCO₃和2.0ml无水乙醇，调节pH至6.8~7.0（优选6.8）；

2、一级菌种和二级菌种的培养基成分为：NH₄Cl0.8g~1.8g(优选1.25g)、K₂HPO₄0.2~0.7g(优选0.5g)、MgSO₄0.1~0.3g(优选0.24g)、NaCl1.5~2.5g(优选2.06g)、对氨基苯甲酸0.1~0.3mg(优选0.1mg)、生物螯合铁0.4~1.5mg(优选1mg)、酵母膏0.1~0.3g(优选0.3g)、NaHCO₃4~5g(优选4.0g)和蒸馏水900ml，搅拌均匀后于121℃灭菌20分钟，再加入已灭菌的100mL50g/LNaHCO₃和无水乙醇1.5-2.0ml(优选2.0ml)，调节pH至6.8~7.0（优选6.8）；

3、三级菌种和四级菌种的培养基成分为：乙酸钠（三水合）3~7.0g(优选6.0g)、乙醇2.5~8.5mL(优选5.5mL)、氯化铵1.3~3.5g(优选1.3g)、碳酸氢钠3.2~4.9g(优选3.85g)、氢氧化钠1.0~2.5(优选1.8g)、氯化镁0.3~0.6g(优选0.46g)、磷酸二氢钾3~8.3g(优选4.65g)、氯化钠0.2~0.6g(优选0.3g)和氯化钙0.02~0.10g(优选0.08g)(分开灭菌)、丙酸钠0.2~1.6g(优选0.8g)、硫酸钠0.02~0.05g(优选0.03g)、酵母膏0.15~0.9g(优选0.5g)、生物螯合铁1~5.5mg(优选4.2mg)、对氨基苯甲酸1~6g(优选4.5g)、蛋白胨0.2~0.8g(优选0.45g)、1000mL水、生长因子0.2~5.0mL(优选3.0mL)、谷氨酸0.05~0.32g(优选0.065g)、复合VB0.6~2.5颗(优选1.6颗)、微量元素液1mL，其含有的微量元素及浓度为Fe²⁺0.02~0.06Mg/L(优选0.042Mg/L)、Cu²⁺0.01~0.05Mg/L(优选0.02Mg/L)、H₃BO₃0.04~0.08Mg/L(优选0.043Mg/L)、Mn²⁺0.01~0.05Mg/L(优选0.028Mg/L)、Zn²⁺0.05~0.1Mg/L(优选0.085Mg/L)和Co²⁺0.2~0.8Mg/L(优选0.06Mg/L)，培养基的PH值为6.8~7.5；

⑨筛选：参照需求微生物本身的细胞形状，培养物颜色，进一步筛选出活性相对较高、更有针对性的菌株，并进行试验鉴定。

⑩菌种鉴定：经扩大培养根据《伯杰氏细菌鉴定手册》第八版进行试验鉴定，通过形态观察，参照沼泽红假单胞菌菌种和球形红假单孢菌菌种的细胞形状和培养物颜色，进行碳源利用实验。本次试验共分离出336株光合细菌，其中有29株在斜面菌种转接到100ml盐水瓶装液体培养基后二天到三天，培养液开始变红，其余则需三天以上。根据该29株菌株在进一步扩大培养过程中的生长曲线，及细胞形状、菌种来源及培养物颜色，筛选出12株菌种，将扩大培养的12株菌种，用无菌生理盐水洗涤菌体制成菌悬液，接种在下述添加不同碳源的分离培养基中，培养48h，观察菌种的代谢特性，从扩大培养的菌种中进一步筛选出活性相对较高、更有针对性的菌种，本试验最后筛选出2株菌种，菌种HD－1和菌种HL－20，这两株菌种均不能利用元素硫作为光合作用的电子供体，光能异氧，兼性好氧，经鉴定初步确定为沼泽红假单胞菌菌种和球形红假单孢菌菌种，鉴定特征如表10所示：

表10：

表10中，“+”为可利用，“-”为不可利用。

根据上述两种菌株的生理生化特征，初步确定上述菌株HD－1为沼泽红假单孢菌(Rhodopseudoruonczssphaeroides)，菌株HL－20为球形红假单孢菌(Rhodopseudornonaspalustris)，归为光合细菌属(Photosyntheticbacteria)。

（二）低温有机矿化菌(organicBacillaceae)

特殊低温微生物，在受污染环境中的生物接种及增长，则有助于提高对难处理化学物质的生物降解能力。由于这些微生物具有高催化活性酶及它们在较低的适宜温度下的特殊专一性，使得低温微生物成为生物治理的理想工具。

根据低温微生物的生长特性选择采样地点，采集的样品均为底泥，目标河涌总共采集了5个地方的样品。本发明所用低温有机矿化菌的培养与鉴别，参考现有技术。

例如，分离培养基的配方为：牛肉膏5g，蛋白胨10g，氯化钠5g，pH7.2~7.4，蒸馏水1000ml，固体培养基加1.5%~2%的琼脂。

产芽孢培养基的配方为：肉汤培养基：100ml蒸馏水，玉米粉5g,酵母膏0.5~1g，pH7.2~7.4，固体培养基1.5%~2%的琼脂。

样品稀释液的制备过程为：准确称取待测样品10g，放入装有90ml无菌水并放有小玻璃珠的250ml三角瓶中，置摇床上振荡20min，使微生物细胞分散，静置20~30s，即成10-1稀释液；再用1ml的无菌枪头，吸取10-1稀释液1ml，移入装有9ml无菌水的试管中，吹吸3次，让菌液混合均匀，即成10-2稀释液；再换一个无菌的枪头吸取10-2稀释液1ml，移入装有9ml无菌水的试管中，吹吸3次，也让菌液混合均匀，即成10-3稀释液；依次类推，连续稀释，制成10-4、10-5、10-6、10-7、10-8等一系列的稀释度。

低温有机矿化菌的平板接种培养、挑取单菌落、菌种的纯化及保存、菌株的筛选及鉴定，参考现有技术。

（三）产乳酸芽胞杆菌(B.lacticacidbacteria)

1.材料和方法

1.1样品：采自黑臭河涌底泥样3份。

1.2培养基：

（1）改良MRS培养基：α-甲基葡萄糖苷(8~15g)优选10.0g，酵母提取物(4~8g)优选5.0g，眎胨(6~13g)优选10.0g，肉浸膏(3~8g)优选5.0g，乙酸钠(4~7g)优选5.0g，柠檬酸铵(1~4g)优选2.0g，磷酸氢二钠(1~3g)优选2.0g，山梨酸钾(0.6~1.3g)优选1.0g，硫酸镁(0.05~0.2g)优选0.1g，溴甲酚绿(0.02~0.028g)优选0.0224g，硫酸锰(0.02~0.06g)优选0.05g蒸馏水1000mL，pH5.5。

（2）YPD培养基：葡萄糖(15~28g)优选20g，酵母提取物(6~15g)优选10g，蛋白胨(16~30g)优选20g，蒸馏水1000mL，pH自然。

（3）产酸筛选培养基：葡萄糖(15~26g)优选20g，酵母提取物(8~13g)优选10g，蛋白胨(18~25g)优选20g，轻质碳酸钙(4~6.5g)优选5g，蒸馏水1000mL，pH自然。

1.3产乳酸芽胞杆菌的分离与筛选

称取5g泥样无菌地放入100mL三角瓶中，在其中加入50mL改良MRS培养基。用1mol/L乙酸调pH至5.5，土壤悬液在强烈振荡后静置5min，然后将上清转至一无菌100mL三角瓶中，用1mol/L乙酸或NaOH重调pH至5.5。将培养基置于37℃培养7天，然后取2mL样品在80℃处理20min，取0.1mL处理过的样品涂于改良MRS琼脂平板，37℃培养72h，挑出生长的菌落，划线纯化培养，置于4℃保存备用。

将分离得到菌株分别点种于产酸筛选培养基，37℃培养24h，筛选透明圈较大的菌株。

1.4产乳酸芽胞杆菌的鉴定

1.4.1形态结构观察及生理生化实验

将芽胞杆菌C11接种于LB培养基37℃培养24h后观察菌落形态，光学显微镜下观察革兰氏染色菌体形态。参照伯杰氏手册第八版对菌株C11进行生理生化实验，如糖发酵、淀粉水解、吲哚试验、甲基红试验、VP反应等。

1.4.216SrDNA基因片断的PCR扩增与序列分析

按照《分子克隆实验指南》（第三版）上的方法提取和纯化细菌总DNA。

设计两个PCR引物分别为

P0：5’-GAGTTTGATCMTGGCTCAG-3’

PC3：5’-CTAHAGGGTATCTAATCCT-3’。

PCR程序设定为：95℃5min，94℃1min，50℃1min，72℃1min，30个循环后72℃延伸10min。

PCR产物的回收纯化，进行DNA序列的测定。将所测得的序列与Genbank中的16SrDNA序列进行分析比较。

1.5产乳酸芽胞杆菌生物学特性的研究

1.5.1生长曲线与pH曲线的测定

实验菌株以1％接种量接入200mLYPD液体培养基37℃200rpm振荡培养24h，每隔2h测定培养液的OD600nm和pH值，以时间为横坐标作生长曲线和pH曲线。

1.5.2耐盐能力的测定

在YPD液体培养基中加入NaCl，使其质量分数分别为6％，7％，8％，9％，10％，11％，12％，13％，14％，15％，分装于PA瓶中，每瓶5mL。将已活化好的菌株以1％接种量接种于上述培养基中，37℃恒温培养24h，观察生长状态。

1.5.3耐胆盐能力的测定

在YPD液体培养基中加入猪胆酸盐，使其质量分数分别为0.15％，0.2％，0.25％，0.3％，0.4％。以下步骤同1.5.2。

1.5.4耐药性的测定

实验的抗生素采用市售药敏纸片。用无菌玻棒将菌液均匀涂在LB平板上，摄取各种抗菌纸片，分别紧贴于培养基表面，置于37℃培养箱中培养24h，测量抑菌圈的直径。直径15～20mm为高敏，直径10～15mm为中敏，直径10mm以下为低敏，无抑菌环为不敏感。

2.结果与分析

2.1产乳酸芽胞杆菌的分离与筛选

从土壤样品中分离挑选得到芽胞杆菌25株，并依次编号为C1-C25。经过产酸筛选实验，成功筛选到产乳酸性能高的菌株C11，图1为C11的光学显微照片。

2.2产乳酸芽胞杆菌的鉴定

2.2.1形态学特征

菌株C11在YPD培养基上生长良好，48h形成直径2~3mm大小的圆形菌落，白色而有光泽，表面湿润、平坦，边缘整齐。

油镜观察，菌株C11菌体形态为杆状，单个、成对或链状排列，芽胞端生，如图1所示。

2.2.2生理生化特征，具体特征值见表15。

表11-1：

项目

革兰氏染色

运动性

37 oC生长

厌氧生长

氧化酶

过氧化氢酶

C11

＋

＋

＋

＋

＋

＋

表11-2：

项目

葡萄糖氧化发酵

甲基红

V—P测定

淀粉水解

吲哚产生

明胶液化

C11

发酵

＋

＋

＋

－

－

将上述鉴定结果与《伯杰氏细菌鉴定手册》上关于芽胞杆菌属的描述相对照，C11属于芽胞杆菌属（Bacillusspp.），凝结芽胞杆菌（B.coagulans）的一个亚种。

2.2.316SrDNA基因的PCR扩增及序列分析

以P0和PC3为引物，菌株C11总DNA为模板进行PCR扩增。优化缓冲体系、镁离子浓度和模板DNA的稀释倍数，可以扩增出约700bp的特异条带。

从琼脂糖凝胶上切割特异性的700bp的条带，试剂盒回收纯化PCR产物，进行DNA序列的测定。将所测得的序列与Genbank中的16SrDNA序列进行相似性分析比较。菌株C11与Bacilluscoagulans的16SrDNA序列的同源性达到了99％，在全长746bp的序列中，只有1bp的差异。

综合生理生化鉴定和16SrRNA测序的结果，可以认为菌株C11产乳酸性能高且在恶劣环境中处理污水能力最强，能最大发挥功能性微生物间的协同作用。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种强化黑臭河涌微生态重建与平衡及水质改善的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)配制复合微生物，将复合微生物菌剂A、复合微生物菌剂B和复合微生物菌剂C按重量比为6~25:5~10:15~35混合，制得复合微生物，所述复合微生物菌剂A包括球形红假单胞菌，所述复合微生物菌剂B包括产乳酸芽孢杆菌，所述复合微生物菌剂C包括低温有机矿化菌；

(2)对目标河道进行生物预处理；在与主涌接壤的各个支涌种植水生植物，并投放所述复合微生物30~320ppm/天，所述水生植物与复合微生物形成生物强化带；

(3)构建河涌的生物内循环呼吸***及协同代谢机制；在目标河涌内布置分子气泡氧传递及表面增氧组合曝气工艺，以促进复合微生物的空间繁殖生长和形态调控；

(4)污染底泥的深度处理及削减，平衡底泥结构，建立河涌底部原位梯级循环处理微生物床；向目标河涌内投入生物基、生物砖和高分子微胶囊，并投入所述复合微生物30~320ppm/天，使调整目标河涌水体的碳氮比C/N为4:1~8:1，氮磷比N/P为7:1~25:1，生物碳为2.3~6.2PPM；以对污染底泥进行生物氧化，同时对目标河涌进行增氧处理；

(5)水体的生态治理及深度净化，重建河涌微生态***与平衡；种植水生植物建设生物浮岛，继续投放所述复合微生物30~320ppm/天，使调整目标河涌水体的碳氮比C/N为4:1~8:1，氮磷比N/P为7:1~25:1；

(6)水体生态修复及多功能调控，向目标河涌内放养水生动物，并继续投放所述复合微生物30~320ppm/天，使调整目标河涌水体的碳氮比C/N为4:1~8:1，氮磷比N/P为7:1~25:1。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述复合微生物菌剂A包括如下菌种：球形红假单孢菌:沼泽红假单胞菌:荚膜红假单胞菌:枯草芽袍杆菌:蜡状芽孢杆菌:地衣芽孢杆菌:反硝化细菌:乳酸菌:酵母菌:胶质芽孢杆菌的重量比为2.0~8.0:1.5~5.8:1.0~5.0:2.0~6.0:1.2~4.6:1.0~4.0:2.0~6.5:1.0~3.5:0.5~3.0:0.3~3.2。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述复合微生物菌剂B包括如下菌种：产乳酸芽孢杆菌:球形红假单孢菌:凝结芽胞杆菌:侧孢芽孢杆菌:地衣芽孢杆菌:乳酸菌:酵母菌:放线菌:圆褐固氮菌的重量比为1.6~5.6:0.5~2.5:1.3~6.5:1.0~4.0:1.0~3.0:0.5~1.2:0.5~2.5:0.2~1.5:0.4~2.8。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述复合微生物菌剂C包括如下菌种：低温有机矿化菌:沼泽红假单胞菌:枯草芽袍杆菌:胶质芽孢杆菌:侧孢芽孢杆菌:短小芽孢杆菌:硝化细菌:反硝化细菌:乳酸菌:酵母菌:圆褐固氮菌的重量比为2.0~10:1.0~5.0:1.5~7.5:1.2~6.4:1.0~3.5:1.0~3.0:0.6~4.0:1.5~5.8:0.5~4.5:0.5~2.5:0.4~3.5。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：筛选、培养所述球形红假单胞菌、产乳酸芽孢杆菌、低温有机矿化菌所需的样品分别来自目标河涌污水和/或底泥。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述水生植物的覆盖率为1~5%；

优选的，所述水生植物为芦苇、香根草、水葱、水生美人蕉、风车草中的一种或两种以上；

优选的，所述水生植物的种植密度为15~30株/m²；

优选的，步骤(4)中，所述生物基含有如下质量分数的组分：麦饭石20%~35%、高分子微胶囊35%~75%；

优选的，所述麦饭石的粒径为20~40mm；

优选的，所述高分子微胶囊的粒径为500~3000μm；

优选的，所述生物砖含有如下质量分数的组分：麦饭石10%~35%、细砂10%~25%、水淬渣10%~20%、鹅卵石15%~30%、沸石15%~40%；

优选的，所述鹅卵石的粒径为30~60mm；

优选的，所述麦饭石、细砂、水淬渣、沸石的粒径分别为20~40mm；

优选的，步骤(5)中，所述生物浮岛的制备过程为：将所述复合微生物与生物浮岛基质混合，所述复合微生物与生物浮岛基质的重量比为1:10~20，填充于床体内，种植水生植物，获得生物浮岛；

优选的，所述生物浮岛基质含有如下质量分数的组分：麦饭石20%~55%、细砂15%~25%、水淬渣15%~30%、沸石25%~65%；

优选的，所述麦饭石、细砂、水淬渣、沸石的粒径分别为20~40mm；

优选的，所述水生植物为芦苇、香根草、水葱、水生美人蕉、风车草中的一种或两种以上；

优选的，所述水生植物的种植密度为15~20株/m²；

优选的，每个生物浮岛面积为8~15m²；

优选的，相邻两个生物浮岛之间的间距为20米；

优选的，步骤(6)中，所述水生动物包含白鲢、花鲢、螺蛳和浮游动物；

优选的，所述白鲢:花鲢:螺蛳:浮游动物的重量比为3:1:0.5:0.2。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(1)中，筛选、培养所述复合微生物菌剂A的球形红假单胞菌、复合微生物菌剂B的产乳酸芽孢杆菌、复合微生物菌剂C的低温有机矿化菌所需的样品分别来自目标臭黑河涌的污水和/或底泥。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述复合微生物菌剂A中球形红假单孢菌的培养及筛选包括如下步骤：

(1a)分别配制富集培养基和分离培养基；

(1b)富集培养；取采集的河道黑臭底泥1~2g接种于富集培养基中，液面注入灭菌液体石蜡，隔绝氧气，形成厌氧环境，静置于光照培养箱中28~30℃培养，随时观察；当培养物中出现微红色生长物时，从微红色生长物处取0.5~1.3ml富集培养物，接种于另一富集培养基中培养；重复进行富集培养2~3次；

(1c)依次经平板划线分离、摇管法分离、筛选和斜面培养后，制得球形红假单孢菌；

优选的，步骤(1a)中，所述富集培养基含有如下如下组分：NH₄Cl0.8g~1.8g、K₂HPO₄0.2~0.7g、MgSO₄0.1~0.3g、NaCl1.5~2.5g、酵母膏0.1~0.3g、NaHCO₃1~5g、无水乙醇1.5~2.0ml、微量元素液1.0mL；

优选的，所述微量元素液含有如下组分：H₃BO₃0.006~0.012mg、NaMoO₄0.002~0.008mg、MnSO₄0.0005~0.002mg、ZnSO₄0.002~0.006mg，蒸馏水定容；

优选的，步骤(1a)中，所述分离培养基含有如下成分：NH₄Cl0.8g~1.5g、K₂HPO₄0.2~0.7g、MgSO₄0.1~0.5g、NaCl1.5~3.0g、酵母膏0.1~0.3g、NaHCO₃1~3g、无水乙醇1.5~2.0ml、琼脂粉1.5~2.0g、Na₂S·9H₂O1~2g。