CN109294946A - 一种改善纳污坑塘氨氮指标的微生物菌剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改善纳污坑塘氨氮指标的微生物菌剂及其制备方法。所述改善纳污坑塘氨氮指标的微生物菌剂包括：氨基多糖螯合盐和巨大芽孢杆菌共计100重量份，其中，所述氨基多糖螯合盐为10‑30重量份，所述巨大芽孢杆菌为70‑90重量份。本发明所述改善纳污坑塘氨氮指标的微生物菌剂采用氨基多糖螯合盐和巨大芽孢杆菌配合制成，它们复配在一起具有协同降解氨氮的作用，能将水体中氨氮、亚硝酸盐等污染物降解转化，尤其针对纳污坑塘有很好的治理效果，具有使用方便，方法简单，工程量小等特点。
Description
技术领域
本发明属于水处理技术领域，尤其是涉及一种改善纳污坑塘氨氮指标的微生物菌剂
背景技术
随着我国国民经济的不断发展壮大，人口不断增多，城市化进程逐步加快，工业、农业和其他各个行业的不断快速发展，我们的土地、水资源被不断开发利用。然而，在我们生活发生翻天覆地变化的同时，由于无序开发，无合理规划，对我国的水资源处理和水资源保护工作重视程度不足，导致了现在我国出现工业、城市污水很多未经处理，直接排放，在人口和工业集中地的附近出现了很多纳污坑塘。随着这些纳污坑塘不断增多，面积加大，导致大量的水资源出现恶化，全国多数城市地下水受到一定程度的污染，城市里也有相关环保技术的处理，可是城市的发展步伐迅速，污染的速度更是超乎我们的想象，而且纳污坑塘污染引发的众多问题令人堪忧。
我国解决城市污水的净化问题始于二十世纪70年代。一些城市利用郊区的坑塘洼地、废河道、沼泽地等稍加整修或围堤筑坝，建成稳定塘，对城市污水进行净化处理。其中生活污水量占一半，其余包括石油、化工、造纸、印染等多种工业废水。近年来，纳污坑塘是水处理的一大难题，纳污坑塘的特点是零散性，污染源广、不确定，无确定的治理方法，而纳污坑塘中氨氮指标往往是比较难改善地，因为氨氮需要硝化细菌(亚硝酸菌、硝酸菌)的大量繁殖才能生长，而硝化细菌要求的生长条件比较严格，尤其是在碳源上。因此，一种专门针对氨氮降解的微生物菌剂的发明就变得极其必要了。
发明内容
本发明要解决的第一个技术问题是提供一种改善纳污坑塘氨氮指标的微生物菌剂。该微生物菌剂是氨氮降解菌，能将水体中氨氮、亚硝酸盐等污染物降解转化，尤其针对纳污坑塘有很好的治理效果，具有无毒、安全、高效、无二次污染等特点。
本发明要解决的第二个技术问题是提供一种改善纳污坑塘氨氮指标的微生物菌剂的制备方法。
本发明要解决的第二个技术问题是提供一种改善纳污坑塘氨氮指标的方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
一种改善纳污坑塘氨氮指标的微生物菌剂，其特征在于包括：氨基多糖螯合盐和巨大芽孢杆菌共计100重量份，其中，所述氨基多糖螯合盐为10-30重量份，所述巨大芽孢杆菌为70-90重量份；优选地是：所述氨基多糖螯合盐为15-20重量份，所述巨大芽孢杆菌为80-85重量份。
一种改善纳污坑塘氨氮指标的微生物菌剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：将共计为100重量份的氨基多糖螯合盐与巨大芽孢杆菌均匀混合，其中，所述氨基多糖螯合盐为10-30重量份，所述巨大芽孢杆菌为70-90重量份；优选地是：所述氨基多糖螯合盐为15-20重量份，所述巨大芽孢杆菌为80-85重量份。
作为技术方案的进一步改进，优选地是，所述氨基多糖螯合盐的化学结构是六碳糖的多聚体，分子量在100万-200万之间，基本单位是乙酰葡萄糖胺，是由1000～3000个乙酰葡萄糖胺残基通过β(1→4)糖甙链相互连接而成的聚合物，脱乙酰度≥80％。
作为技术方案的进一步改进，所述巨大芽孢杆菌优选分离筛选自目标高氨氮纳污坑塘水体。
所述巨大芽孢杆菌和氨基多糖螯合盐组合后，能快速高效的降解纳污坑塘水体中的氨氮、总磷等指标，使用方便，方法简单，形成一种优良的降解纳污坑塘氨氮指标的微生物菌剂。
一种改善纳污坑塘氨氮指标的方法，该方法的特征在于，在纳污坑塘水体中使用3-8ppm本发明的改善纳污坑塘氨氮指标的微生物菌剂。
与现有技术相比较，本发明具有如下有益效果：
本发明针对纳污坑塘水体氨氮指标超高问题，将氨基多糖螯合盐和具有氨氮降解作用的巨大芽孢杆菌复配混合，能快速高效的改善纳污坑塘水体中的氨氮、总磷等指标。本微生物菌剂使用方便，方法简单，工程量小，可适合各种纳污坑塘。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行说明。如无特殊说明，本发明中的各原料均可通过市售购买获得，本发明中所用的设备可采用所属领域中的常规设备或参照所属领域的现有技术进行。本发明所用各成分的用量的计算方式为：由各成分质量除以水体体积计算得到各成分的浓度(ppm)，水体体积由现场技术人员根据地形形态、库容等利用现有的GPS定位***和超声波水位监测***测定不规则坑塘的面积和水深计算得出。
本发明的改善纳污坑塘氨氮指标的微生物菌剂以共计100重量份计，包括如下重量份数的组分：氨基多糖螯合盐10-30份，巨大芽孢杆菌70-90份；优选包括如下重量份数的组分：氨基多糖螯合盐15-20份，巨大芽孢杆菌80-85份。当氨基多糖螯合盐少于10重量份，巨大芽孢杆菌超过90重量份，或者氨基多糖螯合盐超过30重量份，巨大芽孢杆菌少于70重量份时，均无法取得如本发明在改善纳污坑塘氨氮少于、总磷、COD指标上的优异效果。
氨基多糖螯合盐具有优良的生物兼容性，可生物降解，降解产物安全无毒，且具有抗氧化、抗毒、抗菌等特性。此处所述氨基多糖作用为针对纳污坑塘中可能对微生物菌剂产生干扰的，如重金属、抗生素、抗菌剂进行降解。
所述氨基多糖螯合盐可以选择各种适宜的氨基多糖螯合盐。优选地是，本发明的氨基多糖螯合盐的化学结构是六碳糖的多聚体，分子量在100万-200万之间，基本单位是乙酰葡萄糖胺，是由1000～3000个乙酰葡萄糖胺残基通过β(1→4)糖甙链相互连接而成的聚合物，脱乙酰度≥80％。
巨大芽孢杆菌是一种好氧产孢、***，至今已有一百多年的研究历史。我国对巨大芽孢杆菌的研究始于20世纪五六十年代，作为解磷菌用于解磷细菌肥料的生产。目前对巨大芽孢杆菌的研究逐渐从传统的菌种筛选、发酵条件优化和生理生化功能到特殊功能的研究，如净化水质、农药降解、微生物菌肥、抗生素合成、酶工业等。
所述巨大芽孢杆菌可以通过市售购入或自制获得。优选本发明所述巨大芽孢杆菌分离筛选自目标高氨氮纳污坑塘水体，通过筛选获得的菌株对高氨氮纳污坑塘水体有更佳改善效果。
筛选所述巨大芽孢杆菌的方法可以包括如下步骤：
①取目标高氨氮纳污坑塘水体的水样5mL，分别接入装有50mL富集培养基的150mL三角瓶中，置于30℃下120rpm摇床培养培养4天，按10％接种量转接入新的富集培养基中培养，重复上述操作富集培养3次，以淘汰不能利用NH4 +的微生物，得到以高效氨氮降解菌为优势菌群的富集培养液。
②用无菌水将富集培养液依次稀释成10-5、10-6、10-7、10-8共4个梯度，分别吸取各个稀释度菌悬液0.2mL，涂布于分离培养基平板上，30℃恒温培养，待长出菌落后，选取菌落大、数量多的菌落进行重复划线分离纯化，直至得到单菌株的纯培养，斜面低温保藏。
③活化菌液于5000rpm离心10min，弃上清液，再用0.85％生理盐水洗涤沉淀，混匀，再次离心，如此重复3次，以去除菌种活化过程中产生的氨氮。菌体用0.85％生理盐水制备菌悬液，按一定接种量接种到氨氮降解培养基中，30℃、120rpm摇床培养48h。移取10mL培养液于3000rpm下离心10min，测定上清液中氨氮含量，以未接菌的培养基中的初始氨氮含量作对照，选取降解效果最好的菌株。根据此株分离菌的培养特性及菌体菌落形态特征、生理生化反应等，参照《常见细菌***鉴定手册》及《伯杰细菌鉴定手册》对筛选出来的氨氮降解菌进行鉴定归属，确定该菌株为巨大芽孢杆菌，将此菌进行单菌株发酵。
本发明的改善纳污坑塘氨氮指标的微生物菌剂是将共计为100重量份的氨基多糖螯合盐与巨大芽孢杆菌均匀混合，其中，所述氨基多糖螯合盐为10-30重量份，所述巨大芽孢杆菌为70-90重量份；优选地是：所述氨基多糖螯合盐为15-20重量份，所述巨大芽孢杆菌为80-85重量份。当氨基多糖螯合盐少于10重量份，巨大芽孢杆菌超过90重量份，或者氨基多糖螯合盐超过30重量份，巨大芽孢杆菌少于70重量份时，均无法取得如本发明在改善纳污坑塘氨氮少于、总磷、COD指标上的优异效果。
在本发明的改善纳污坑塘氨氮指标的微生物菌剂中，所述巨大芽孢杆菌和氨基多糖螯合盐的组合能快速高效的降解纳污坑塘水体中的氨氮、总磷等指标，使用方便，方法简单，是一种优良的降解纳污坑塘氨氮指标的微生物菌剂。
作为使用这种微生物菌剂改善纳污坑塘氨氮指标的方法，可以是在纳污坑塘水体中使用3-8ppm本发明的改善纳污坑塘氨氮指标的微生物菌剂，优选使用5-8ppm，最优选使用5ppm。当本发明的改善纳污坑塘氨氮指标的微生物菌剂的用量少于3ppm时，无法取得有效改善纳污坑塘氨氮少于、总磷、COD指标的效果，当用量超过8ppm时，会造成成本上的浪费。
实施例
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
实施例1
将氨基多糖螯合盐20重量份和巨大芽孢杆菌80重量份混合均匀制成改善纳污坑塘氨氮指标的微生物菌剂1。
上述巨大芽孢杆菌的制备方法如下：
①取目标高氨氮纳污坑塘水体的水样5mL，分别接入装有50mL富集培养基的150mL三角瓶中，置于30℃下120rpm摇床培养培养4天，按10％接种量转接入新的富集培养基中培养，重复上述操作富集培养3次，以淘汰不能利用NH4 +的微生物，得到以高效氨氮降解菌为优势菌群的富集培养液。
②用无菌水将富集培养液依次稀释成10-5、10-6、10-7、10-8共4个梯度，分别吸取各个稀释度菌悬液0.2mL，涂布于分离培养基平板上，30℃恒温培养，待长出菌落后，选取菌落大、数量多的菌落进行重复划线分离纯化，直至得到单菌株的纯培养，斜面低温保藏。
③活化菌液于5000rpm离心10min，弃上清液，再用0.85％生理盐水洗涤沉淀，混匀，再次离心，如此重复3次，以去除菌种活化过程中产生的氨氮。菌体用0.85％生理盐水制备菌悬液，按一定接种量接种到氨氮降解培养基中，30℃、120rpm摇床培养48h。移取10mL培养液于3000rpm下离心10min，测定上清液中氨氮含量，以未接菌的培养基中的初始氨氮含量作对照，选取降解效果最好的菌株。根据此株分离菌的培养特性及菌体菌落形态特征、生理生化反应等，参照《常见细菌***鉴定手册》及《伯杰细菌鉴定手册》对筛选出来的氨氮降解菌进行鉴定归属，确定该菌株为巨大芽孢杆菌，将此菌进行单菌株发酵。
实施例2
重复实施例1，不同之处在于氨基多糖螯合盐为10重量份，巨大芽孢杆菌为90重量份，制成改善纳污坑塘氨氮指标的微生物菌剂2。
实施例3
重复实施例1，不同之处在于氨基多糖螯合盐为30重量份，巨大芽孢杆菌为70重量份，制成改善纳污坑塘氨氮指标的微生物菌剂3。
实施例4
重复实施例1，不同之处在于氨基多糖螯合盐为15重量份，巨大芽孢杆菌为85重量份，制成改善纳污坑塘氨氮指标的微生物菌剂4。
对比例1
重复实施例1，不同之处在于只包括氨基多糖螯合盐100重量份，没有巨大芽孢杆菌，制成改善纳污坑塘氨氮指标的微生物菌剂5。
对比例2
重复实施例1，不同之处在于只包括巨大芽孢杆菌100重量份，没有氨基多糖螯合盐，制成改善纳污坑塘氨氮指标的微生物菌剂6。
试验例1：河北保定某纳污坑塘
1)设置三个组：空白组、对照组、本发明组。
空白组不投放任何处理剂；
对照组1投放对比例1，对照组2投放对比例2；
本发明组投放实施例1。
投放改善纳污坑塘氨氮指标的微生物菌剂的量均为5ppm。
2)结果：见表1，本发明组的NH3-N、总磷、COD明显低于空白组和对照组。
表1各组NH3-N、总磷、COD等指标
| 空白组 | 对照组1 | 对照组2 | 本发明组 | |
| NH<sub>3</sub>-N(mg/L) | 3.34 | 3.12 | 2.83 | 1.82 |
| 总磷(以P计，mg/L) | 0.82 | 0.79 | 0.61 | 0.34 |
| COD(mg/L) | 162.54 | 153.39 | 123.77 | 39.91 |
注：NH3-N测定采用纳氏试剂分光光度法；总磷测定采用钼酸铵分光光度法；COD测定采用COD快速测定仪测定。
试验例2：河北保定另一纳污坑塘
1)设置三个组：空白组、对照组、本发明组。
空白组不投放任何处理剂；
对照组1投放对比例1，对照组2投放对比例2；
本发明组投放实施例2。
投放改善纳污坑塘氨氮指标的微生物菌剂的量均为5ppm。
2)结果：见表2，本发明组的NH3-N、总磷、COD明显低于空白组和对照组。
表2各组NH3-N、总磷、COD等指标
| 空白组 | 对照组1 | 对照组2 | 本发明组 | |
| NH<sub>3</sub>-N(mg/L) | 3.68 | 3.52 | 2.95 | 1.72 |
| 总磷(以P计，mg/L) | 0.65 | 0.61 | 0.51 | 0.35 |
| COD(mg/L) | 155.06 | 140.43 | 110.41 | 39.56 |
注：NH3-N测定采用纳氏试剂分光光度法；总磷测定采用钼酸铵分光光度法；COD测定采用COD快速测定仪测定。
试验例3：天津某纳污坑塘
1)设置三个组：空白组、对照组、本发明组。
空白组不投放任何处理剂；
对照组1投放对比例1，对照组2投放对比例2；
本发明组投放实施例3。
投放改善纳污坑塘氨氮指标的微生物菌剂的量均为5ppm。
2)结果：见表3，本发明组的NH3-N、总磷、COD明显低于空白组和对照组。
表3各组NH3-N、总磷、COD等指标
注：NH3-N测定采用纳氏试剂分光光度法；总磷测定采用钼酸铵分光光度法；COD测定采用COD快速测定仪测定。
试验例4：山东省日照市某纳污坑塘
1)设置三个组：空白组、对照组、本发明组。
空白组不投放任何处理剂；
对照组1投放对比例1，对照组2投放对比例2；
本发明组投放实施例4。
投放改善纳污坑塘氨氮指标的微生物菌剂的量均为5ppm。
2)结果：见表4，本发明组的NH3-N、总磷、COD明显低于空白组和对照组。
表4各组NH3-N、总磷、COD等指标
| 空白组 | 对照组1 | 对照组2 | 本发明组 | |
| NH<sub>3</sub>-N(mg/L) | 2.94 | 2.86 | 2.68 | 1.64 |
| 总磷(以P计，mg/L) | 0.75 | 0.63 | 0.51 | 0.34 |
| COD(mg/L) | 178.19 | 152.37 | 129.25 | 31.08 |
注：NH3-N测定采用纳氏试剂分光光度法；总磷测定采用钼酸铵分光光度法；COD测定采用COD快速测定仪测定。
综上可以看出，本发明的投放改善纳污坑塘氨氮指标的微生物菌剂通过氨基多糖螯合盐和巨大芽孢杆菌的复配，能有效改善纳污坑塘氨氮、总磷、COD指标，两者具有协调配合作用，在使用总量相同的情况下，本发明技术方案的技术效果优于单独使用氨基多糖盐或巨大芽孢杆菌的效果。
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施例予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (9)
1.一种改善纳污坑塘氨氮指标的微生物菌剂，其特征在于包括：氨基多糖螯合盐和巨大芽孢杆菌共计100重量份，其中，
所述氨基多糖螯合盐为10-30重量份，所述巨大芽孢杆菌为70-90重量份。
2.根据权利要求1所述的改善纳污坑塘氨氮指标的微生物菌剂，其特征在于，
所述氨基多糖螯合盐为15-20重量份，所述巨大芽孢杆菌为80-85重量份。
3.根据权利要求1或2所述的改善纳污坑塘氨氮指标的微生物菌剂，其特征在于，所述氨基多糖螯合盐的化学结构是六碳糖的多聚体，分子量在100万-200万之间，基本单位是乙酰葡萄糖胺，是由1000～3000个乙酰葡萄糖胺残基通过β(1→4)糖甙链相互连接而成的聚合物，脱乙酰度≥80％。
4.根据权利要求1或2所述的改善纳污坑塘氨氮指标的微生物菌剂，其特征在于，所述巨大芽孢杆菌分离筛选自目标高氨氮纳污坑塘水体。
5.一种改善纳污坑塘氨氮指标的微生物菌剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：将共计为100重量份的氨基多糖螯合盐与巨大芽孢杆菌均匀混合，其中，
所述氨基多糖螯合盐为10-30重量份，所述巨大芽孢杆菌为70-90重量份。
6.根据权利要求5所述的改善纳污坑塘氨氮指标的微生物菌剂的制备方法，其特征在于：
所述氨基多糖螯合盐为15-20重量份，所述巨大芽孢杆菌为80-85重量份。
7.根据权利要求5或6所述的改善纳污坑塘氨氮指标的微生物菌剂，其特征在于，所述氨基多糖螯合盐的化学结构是六碳糖的多聚体，分子量在100万-200万之间，基本单位是乙酰葡萄糖胺，是由1000～3000个乙酰葡萄糖胺残基通过β(1→4)糖甙链相互连接而成的聚合物，脱乙酰度≥80％。
8.根据权利要求5或6所述的改善纳污坑塘氨氮指标的微生物菌剂，其特征在于，所述巨大芽孢杆菌分离筛选自目标高氨氮纳污坑塘水体。
9.一种改善纳污坑塘氨氮指标的方法，其特征在于，在纳污坑塘水体中使用3-8ppm权利要求1～4中任一项所述的改善纳污坑塘氨氮指标的微生物菌剂。
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