CN110182968A - 一种用于黑臭水体治理的固定化微生物颗粒及其制备方法以及应用方法 - Google Patents

一种用于黑臭水体治理的固定化微生物颗粒及其制备方法以及应用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种用于黑臭水体治理的固定化微生物颗粒及其制备方法。本发明的一种用于黑臭水体治理的固定化微生物颗粒，包括下列重量份数的微生物载体40‑50份、黑臭水治理菌泥35‑40份、干燥保存剂10‑15份，本发明通过微生物固定化技术，实现微生物长时间停留在污染水体，具有非常高的抗水流冲击能力，最终实现对黑臭水体长期有效的治理，不需要重复多次投加菌剂，大幅度减少治理成本。该药剂在实际应用中的简单便捷，不需要依赖任何特殊装置，能广泛应用于各种黑臭水体的治理。

Description

一种用于黑臭水体治理的固定化微生物颗粒及其制备方法以 及应用方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种用于黑臭水体治理的固定化微生物颗粒及其制备方法以及应用方法。
背景技术
近年来，城市黑臭水体面积的扩大和污染物的排放对城市造成的污染问题成为城市环境管理中的一个主要问题。黑臭水体不仅破坏了人们的居住环境，也严重地影响了城市形象。消除水体黑臭，改善城市水环境质量，对保障城市人居健康，社会和谐和经济持续发展具有极其重要的现实意义。
微生物强化技术是现今黑水水体治理的一种重要的方式，通过向水体中投加不同形式的微生物菌剂的方式，加速水体中污染物的降解，增强水体的自净能力，从而实现水体的黑臭消除。微生物强化技术具有成本低，操作简单，无二次污染，水质净化显著等优点。
现今，市场上绝大多数的微生物菌剂都以菌粉和菌液作为最终的产品形态。这类菌剂投加到水体以后，会迅速溶解成为水体中的悬浮微生物。随着河流的流动，投加的微生物的有效浓度会随着时间的推移快速减少，损失严重。通过重复多次投加来维持水体有效微生物浓度，导致治理成本快速上升。微生物难以在河道中长时间留存，导致无法对水体尤其是黑臭底泥进行长期有效的处理，故亟需一种解决上述技术问题的技术方案。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的上述不足，提供一种用于黑臭水体治理的固定化微生物颗粒，通过微生物固定化技术，实现微生物长时间停留在黑臭水体，具有非常高的抗水流冲击能力，最终实现对黑臭水体长期有效的治理，不需要重复多次投加菌剂，大幅度减少治理成本。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种用于黑臭水体治理的固定化微生物颗粒，由以下重量份数的组分组成：微生物载体40-50份、黑臭水治理菌泥35-40份、干燥保存剂10-15份。
本发明通过固定化微生物技术运用化学或物理的手段将游离性的微生物固定在限定的空间范围内，使其不易悬浮于水中且保留其固有的生物活性，最终有效解决传统微生物强化技术所存在的抵抗水力冲击差，有效菌种流失严重的问题。本发明通过微生物固定化技术将微生物载体、黑臭水治理菌泥和干燥保存剂有机地结合在一起，形成固定化微生物颗粒，实现微生物长时间停留在污染水体，具有非常高的抗水流冲击能力，最终实现对黑臭水体长期有效的治理，不需要重复多次投加菌剂，大幅度减少治理成本，同时这固定化微生物颗粒在实际应用时不需要依赖任何特殊装置，能广泛用于各种黑臭水体的治理。干燥保存剂能够吸附固定化微生物颗粒中的水分，使微生物的代谢处于相对不活跃的状态，同时又保持其生命活性，待使用时菌种能够保持对黑水体高效的降解能力，不发生变异。
本发明的目的是针对现有技术中的上述不足，提供一种用于黑臭水体治理的固定化微生物颗粒的制备方法，制备方法简单，上膜速度快，形成的生物膜不易损坏，使用时微生物流失率更低，使固定化微生物颗粒使用寿命更长。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种用于黑臭水体治理的固定化微生物颗粒的制备方法，包括下列步骤：
步骤A：将黑臭水治理菌种进行活化并接种到培养基中，在36～38℃培养一定时间分别得菌液；
步骤B：将菌液加入膜形成反应器，加入载体，曝气培养，使黑臭水治理菌种在载体上形成生物膜，得到微生物载体；
步骤C：从膜形成反应器中捞出微生物载体，将剩余菌液进行离心并收集剩余污泥得到黑臭水治理菌泥，将微生物载体、黑臭水治理菌泥和干燥保存剂按上述重量份数进行混合干燥制得固定化微生物颗粒。
本发明通过微生物固定化技术，实现微生物长时间停留在污染水体，具有非常高的抗水流冲击能力，最终实现对黑臭水体长期有效的治理，不需要重复多次投加菌剂，大幅度减少治理成本，制备的固定化微生物颗粒能够长时间保存，而且使用时微生物活性高，微生物降解特性不变异，专一性好。
进一步，所述步骤B中，加入载体具体操作为将载体装入高通透性布袋，进行无菌处理后浸泡于膜形成反应器的菌液中。
使用高通透性布袋装载体能够使载体和菌液的接触面积更大，使生物膜的形成效果更好。
进一步，所述黑臭水治理菌种包括光能自养型细菌和化能异养型细菌，所述步骤A：将光能自养型细菌和化能异养型细菌进行活化并分别接种到对应的培养基中，培养得到光能自养型细菌菌液和化能异养型细菌菌液；所述步骤B：将光能自养型细菌菌液和化能异养型细菌菌液按重量份数为1-3:1-3混合并加入膜形成反应器中。
化能异养菌对黑臭水体的污染物有较好的处理效果，但是会消耗大量水体的氧气，降解的行为不可持续。光能自养菌虽然对污染物降解效率不高，但是能产生氧气，弥补化能异养菌的缺陷。两种混合使用，能够有更好的效果。优选地，光能自养型细菌菌液和化能异养型细菌菌液按重量份数为1:1混合效果最佳。
进一步，所述光能自养型细菌包括以下重量份的组分：绿弯菌属55～70份、红环菌属20～25份和红长命菌属10～20份。
实验中发现这三种菌种效果最好，对有机污染物和氨氮的去除效果较好、产氧效果良好，而且富集培养容易，对黑臭水进行降解时存活率高，降解时不会产生有毒产物。
进一步，所述化能异养型细菌包括以下重量份的组分：芽孢杆菌属15～25份，粪产碱菌10～20份，克雷白氏杆菌5～15份，嗜麦芽窄食单胞菌5～15份，微单孢菌5～15份，菌假单胞菌属2～10份，酸枣菌属2～10份，微小杆菌属2～10份。
实验中发现使用上述菌种效果最好，对有机污染物和氨氮的去除效果较好、产氧效果良好，而且富集培养容易，对黑臭水进行降解时存活率高，降解时不会产生有毒产物。
进一步，所述光能自养型细菌的培养基包括下列组分：酵母粉0.5～2.0g/L，CH3COONa 10～15g/L，NaCl 0.5～1.5g/L，NH4Cl 0.5～1.0g/L，K2HPO4 3.0～4.5g/L，KH2PO43.0～4.5g/L，光能自养型细菌的培养基的pH值6.5～7.5。
针对绿弯菌属、红环菌属和红长命菌属，本发明对配方进行改进，使各菌种的繁殖速度更快，菌种更丰富。
进一步，所述化能异养型细菌的培养基包括下列组分：蛋白胨10～15g/L，酵母粉5.0～7.5g/L，NaCl 5～10g/L，化能异养型细菌的培养基pH值为6.5～7.5。
针对芽孢杆菌属、粪产碱菌、克雷白氏杆菌、嗜麦芽窄食单胞菌、微单孢菌、菌假单胞菌属、酸枣菌属、微小杆菌属，本发明对配方进行改进，使各菌种的繁殖速度更快，菌种更丰富。
进一步，所述载体为沸石、活性炭、陶粒中的一种或两种以上混合物；所述干燥保护剂为草木灰、青玉米秸秆粉和硅藻土中的一种或两种以上混合物。
其中，使用佛石作为载体使菌种在水中的停留时间更长，效果更好。使用草木灰作为干燥保存剂的保存效果更好，同时又保持其生命活性，待使用时菌种能够保持对黑水体高效的降解能力，不发生变异。
本发明的目的是针对现有技术中的上述不足，提供一种用于黑臭水体治理的固定化微生物颗粒的应用方法，实际应用中的简单便捷，不需要依赖任何特殊装置，能广泛应用于各种黑臭水体的治理。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种用于黑臭水体治理的固定化微生物颗粒的应用方法，所述固定化微生物颗粒用于治理黑臭水，将固定化微生物颗粒按100～150mg/L的投加量投入黑臭水中。
该药剂在实际应用中的简单便捷，不需要依赖任何特殊装置，能广泛应用于各种黑臭水体的治理。
本发明的有益效果：本发明通过微生物固定化技术，实现微生物长时间停留在污染水体，具有非常高的抗水流冲击能力，最终实现对黑臭水体长期有效的治理，不需要重复多次投加菌剂，大幅度减少治理成本。本发明的用于黑臭水体治理的固定化微生物颗粒的制备方法简单，上膜速度快，形成的生物膜不易损坏，使用时微生物流失率更低，使固定化微生物颗粒使用寿命更长。本发明的固定化微生物颗粒应用于黑臭水体中，应用简单便捷，不需要依赖任何特殊装置，能广泛应用于各种黑臭水体的治理。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
一种用于黑臭水体治理的固定化微生物颗粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)菌种活化培养：将化能异养型菌种接种到化能异养型细菌的培养基中，所述化能异养型细菌的培养基包括NaCl 10g/L，酵母粉5g/L和蛋白胨10g/L，pH值为7，在37℃培养18小时。将光能自养型菌种接种到光能自养型细菌的培养基中，所述光能自养型细菌的培养基包括了酵母粉1g/L，CH3COONa 10g/L，NaCl 1g/L，NH4Cl 0.5g/L,K2HPO4 4.5g/L和KH2PO4 4.5g/L，pH值为7，在37℃培养32小时。将菌种以1：1的比例进行混合加入膜形成反应器，其中光能自养型细菌包括以下重量份的组分：绿弯菌属60份，红环菌属24份、红长命菌属16份；化能异养型细菌包括以下重量份的组分：芽孢杆菌属20份、粪产碱菌16份、克雷白氏杆菌15份、嗜麦芽窄食单胞菌15份、微单孢菌5份、菌假单胞菌属10份、酸枣菌属10份、微小杆菌属2份。
(2)微生物载体挂膜：以目数为2～4的沸石颗粒作为载体，用麻布袋进行盛装，进行高温灭菌，将灭菌后的微生物载体悬挂在步骤(1)具有混合菌种液中的膜形成反应器，控制温度为37℃，反应器的曝气量为4000m3/min*m2，反应时间为48小时，曝气完成反应后将载体捞出，沥干干燥1小时，制得包含菌种生物膜的微生物载体。
(3)成品固定化微生物颗粒的制备：将步骤(2)中的剩余混合菌液进行离心，移取上清液，收集剩余菌泥，并沥干菌泥。取40份的剩余菌泥、50份的包含菌种生物膜的微生物载体、10份的干草灰进行混合，搅拌1小时，将所得菌剂进行干燥，制得固定化微生物颗粒，所得产品中微生物含量≥1*108CFU/g。
一种用于黑臭水体治理的固定化微生物颗粒的应用方法，所述固定化微生物颗粒用于治理黑臭水，将固定化微生物颗粒按100mg/L的投加量投入黑臭水中。
实施例2
一种用于黑臭水体治理的固定化微生物颗粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)菌种活化培养：将化能异养型菌种接种到化能异养型细菌的培养基中，所述化能异养型细菌的培养基包括NaCl 8g/L，酵母粉6g/L和蛋白胨12g/L，pH值为7.5，在37℃培养20小时。将光能自养型菌种接种到光能自养型细菌的培养基中，所述光能自养型细菌的培养基包括了酵母粉2g/L，CH3COONa 12g/L，NaCl 1.5g/L，NH4Cl 0.8g/L,K2HPO4 4.0g/L和KH2PO4 4.0g/L，pH值为7.5，在38℃培养30小时。将菌种以1：3的比例进行混合加入膜形成反应器，其中光能自养型细菌包括以下重量份的组分：绿弯菌属65份，红环菌属25份、红长命菌属18份；化能异养型细菌包括以下重量份的组分：芽孢杆菌属23份、粪产碱菌18份、克雷白氏杆菌12份、嗜麦芽窄食单胞菌12份、微单孢菌8份、菌假单胞菌属8份、酸枣菌属8份、微小杆菌属4份。
(2)微生物载体挂膜：以目数为4-6的沸石颗粒作为载体，用麻布袋进行盛装，进行高温灭菌，将灭菌后的微生物载体悬挂在步骤(1)具有混合菌种液中的膜形成反应器，控制温度为37℃，反应器的曝气量为3000m3/min*m2，反应时间为48小时，曝气完成反应后将载体捞出，沥干干燥1小时，制得包含菌种生物膜的微生物载体。
(3)成品固定化微生物颗粒的制备：将步骤(2)中的剩余混合菌液进行离心，移取上清液，收集剩余菌泥，并沥干菌泥。取39份的剩余菌泥、48份的包含菌种生物膜的微生物载体、12份的干草灰进行混合，搅拌1小时，将所得菌剂进行干燥，制得固定化微生物颗粒，所得产品中微生物含量≥1*108CFU/g。
一种用于黑臭水体治理的固定化微生物颗粒的应用方法，所述固定化微生物颗粒用于治理黑臭水，将固定化微生物颗粒按110mg/L的投加量投入黑臭水中。
实施例3
一种用于黑臭水体治理的固定化微生物颗粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)菌种活化培养：将化能异养型菌种接种到化能异养型细菌的培养基中，所述化能异养型细菌的培养基包括NaCl 7g/L，酵母粉6.5g/L和蛋白胨13g/L，pH值为6.5，在37℃培养18小时。将光能自养型菌种接种到光能自养型细菌的培养基中，所述光能自养型细菌的培养基包括了酵母粉1.5g/L，CH3COONa 13g/L，NaCl 0.5g/L，NH4Cl 0.9g/L,K2HPO43.0g/L和KH2PO4 3.5g/L，pH值为7，在37℃培养34小时。将菌种以3：1的比例进行混合加入膜形成反应器，其中光能自养型细菌包括以下重量份的组分：绿弯菌属70份，红环菌属23份、红长命菌属20份；化能异养型细菌包括以下重量份的组分：芽孢杆菌属25份、粪产碱菌20份、克雷白氏杆菌10份、嗜麦芽窄食单胞菌10份、微单孢菌10份、菌假单胞菌属6份、酸枣菌属6份、微小杆菌属6份。
(2)微生物载体挂膜：以目数为3-6的沸石颗粒作为载体，用麻布袋进行盛装，进行高温灭菌，将灭菌后的微生物载体悬挂在步骤(1)具有混合菌种液中的膜形成反应器，控制温度为37℃，反应器的曝气量为5000m3/min*m2，反应时间为48小时，曝气完成反应后将载体捞出，沥干干燥1小时，制得包含菌种生物膜的微生物载体。
(3)成品固定化微生物颗粒的制备：将步骤(2)中的剩余混合菌液进行离心，移取上清液，收集剩余菌泥，并沥干菌泥。取38份的剩余菌泥、45份的包含菌种生物膜的微生物载体、14份的干草灰进行混合，搅拌1小时，将所得菌剂进行干燥，制得固定化微生物颗粒，所得产品中微生物含量≥1*108CFU/g。
一种用于黑臭水体治理的固定化微生物颗粒的应用方法，所述固定化微生物颗粒用于治理黑臭水，将固定化微生物颗粒按130mg/L的投加量投入黑臭水中。
实施例4
一种用于黑臭水体治理的固定化微生物颗粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)菌种活化培养：将化能异养型菌种接种到化能异养型细菌的培养基中，所述化能异养型细菌的培养基包括NaCl 6g/L，酵母粉7.0g/L和蛋白胨14g/L，pH值为6.5，在38℃培养17小时。将光能自养型菌种接种到光能自养型细菌的培养基中，所述光能自养型细菌的培养基包括了酵母粉1g/L，CH3COONa 14g/L，NaCl 0.5g/L，NH4Cl 0.7g/L,K2HPO4 3.5g/L和KH2PO4 3.5g/L，pH值为6.5，在38℃培养35小时。将菌种以1：2的比例进行混合加入膜形成反应器，其中光能自养型细菌包括以下重量份的组分：绿弯菌属55份，红环菌属20份、红长命菌属12份；化能异养型细菌包括以下重量份的组分：芽孢杆菌属18份、粪产碱菌14份、克雷白氏杆菌8份、嗜麦芽窄食单胞菌8份、微单孢菌12份、菌假单胞菌属4份、酸枣菌属4份、微小杆菌属8份。
(2)微生物载体挂膜：以目数为4-8的沸石颗粒作为载体，用麻布袋进行盛装，进行高温灭菌，将灭菌后的微生物载体悬挂在步骤(1)具有混合菌种液中的膜形成反应器，控制温度为37℃，反应器的曝气量为6000m3/min*m2，反应时间为48小时，曝气完成反应后将载体捞出，沥干干燥1小时，制得包含菌种生物膜的微生物载体。
(3)成品固定化微生物颗粒的制备：将步骤(2)中的剩余混合菌液进行离心，移取上清液，收集剩余菌泥，并沥干菌泥。取37份的剩余菌泥、44份的包含菌种生物膜的微生物载体、15份的干草灰进行混合，搅拌1小时，将所得菌剂进行干燥，制得固定化微生物颗粒，所得产品中微生物含量≥1*108CFU/g。
一种用于黑臭水体治理的固定化微生物颗粒的应用方法，所述固定化微生物颗粒用于治理黑臭水，将固定化微生物颗粒按140mg/L的投加量投入黑臭水中。
实施例5
一种用于黑臭水体治理的固定化微生物颗粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)菌种活化培养：将化能异养型菌种接种到化能异养型细菌的培养基中，所述化能异养型细菌的培养基包括NaCl 5g/L，酵母粉7.5g/L和蛋白胨15g/L，pH值为7，在37℃培养16小时。将光能自养型菌种接种到光能自养型细菌的培养基中，所述光能自养型细菌的培养基包括了酵母粉0.5g/L，CH3COONa 15g/L，NaCl 1g/L，NH4Cl 1.0g/L,K2HPO4 3.0g/L和KH2PO4 3.0g/L，pH值为6.5，在37℃培养36小时。将菌种以2：1的比例进行混合加入膜形成反应器，其中光能自养型细菌包括以下重量份的组分：绿弯菌属70份，红环菌属21份、红长命菌属10份；化能异养型细菌包括以下重量份的组分：芽孢杆菌属15份、粪产碱菌10份、克雷白氏杆菌5份、嗜麦芽窄食单胞菌5份、微单孢菌15份、菌假单胞菌属2份、酸枣菌属2份、微小杆菌属10份。
(2)微生物载体挂膜：以目数为2-8的沸石颗粒作为载体，用麻布袋进行盛装，进行高温灭菌，将灭菌后的微生物载体悬挂在步骤(1)具有混合菌种液中的膜形成反应器，控制温度为37℃，反应器的曝气量为4500m3/min*m2，反应时间为48小时，曝气完成反应后将载体捞出，沥干干燥1小时，制得包含菌种生物膜的微生物载体。
(3)成品固定化微生物颗粒的制备：将步骤(2)中的剩余混合菌液进行离心，移取上清液，收集剩余菌泥，并沥干菌泥。取35份的剩余菌泥、40份的包含菌种生物膜的微生物载体、12份的干草灰进行混合，搅拌1小时，将所得菌剂进行干燥，制得固定化微生物颗粒，所得产品中微生物含量≥1*108CFU/g。
一种用于黑臭水体治理的固定化微生物颗粒的应用方法，所述固定化微生物颗粒用于治理黑臭水，将固定化微生物颗粒按150mg/L的投加量投入黑臭水中。
对比例1
本实施例中，一种用于黑臭水体治理的微生物载体-菌剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)菌种活化培养：将化能异养型菌种接种到化能异养型细菌的培养基中，所述化能异养型细菌的培养基包括NaCl 10g/L，酵母粉5g/L和蛋白胨10g/L，pH值为7，在37℃培养18小时。将光能自养型菌种接种到光能自养型细菌的培养基中，所述光能自养型细菌的培养基包括了酵母粉1g/L，CH3COONa 10g/L，NaCl 1g/L，NH4Cl 0.5g/L,K2HPO4 4.5g/L和KH2PO4 4.5g/L，pH值为7，在37℃培养32小时。将菌种以1：1的比例进行混合加入膜形成反应器，其中光能自养型细菌包括以下重量份的组分：绿弯菌属60份，红环菌属24份、红长命菌属16份；化能异养型细菌包括以下重量份的组分：芽孢杆菌属20份、粪产碱菌16份、克雷白氏杆菌15份、嗜麦芽窄食单胞菌15份、微单孢菌5份、菌假单胞菌属10份、酸枣菌属10份、微小杆菌属2份。
(2)成品固定化微生物颗粒的制备：将步骤(1)中的膜形成反应器的混合菌液进行离心，移取上清液，收集剩余菌泥，并沥干菌泥。取40份的剩余菌泥、50份的载体、10份的干草灰进行混合，搅拌1小时，将所得菌剂进行干燥，制得固定化微生物颗粒。
对实施例1和对比例1进行“河流静止场景”和“河流流动场景”的COD去除率、氨氮去除情况实验。
河流静止场景实验：首先取少量煮沸后并恢复到常温的黑臭水体上覆水，投加前述步骤所得的固定化微生物颗粒(1L污水投加菌剂100mg)，振荡1小时，让固定化微生物颗粒和污染水样充分混合。然后水样静置培养，每24小时中，有12小时在光照状态中，12小时在黑暗状态中。两天后采集水样，用平板计数法检测水样中的微生物量。然后采集水样进行高速离心处理，取上清液进行测定，对比培养前后COD、氨氮和溶解氧指标的变化情况。
河流流动场景实验：以煮沸后并恢复到常温的黑臭水体上覆水作为实验水样，以连续进水出水的方式来模拟河流流动。投加前述步骤所得的固定化微生物颗粒(1L污水投加菌剂100mg)，振荡1小时，让固定化微生物颗粒和污染水样充分混合。开启蠕动泵，控制水力停留时间为24小时。每24小时中，有12小时在光照状态中，12小时在黑暗状态中。两天后采集水样，用平板计数法检测水样中的微生物量。然后采集水样进行高速离心处理，取上清液进行测定，对比培养前后COD、氨氮和溶解氧指标的变化情况。
实验结果如表1所示：
表1实施例1和对比例1废水实验对比结果
由表1可知，实施例1中所制备黑臭水体治理的固定化微生物颗粒，由于含有生物膜的载体，在河流流动的场景中具有更高的COD和氨氮去除率，以及更低的微生物流失率。从而实现对黑臭水体的长期有效治理。
对比例2
本对比例与实施例1的不同之处在于：在“菌种活化培养”阶段，只活化培养化能异养菌，所得菌液用于后续产品制作。
对比例3
本对比例与实施例1的不同之处在于：在“菌种活化培养”阶段，只活化培养光能自养菌，所得菌液用于后续产品制作。
对实施例1和对比例2和3进行“河流静置场景”的COD去除率、氨氮去除率的测定：首先取少量煮沸后并恢复到常温的黑臭水体上覆水，投加前述步骤所得的固定化微生物颗粒(1L污水投加菌剂100mg)，振荡1小时，让固定化微生物颗粒和污染水样充分混合。然后水样静置培养，每24小时中，有12小时在光照状态中，12小时在黑暗状态中。两天后采集水样，并进行高速离心处理，取上清液进行测定，对比培养前后COD、氨氮和溶解氧指标的变化情况，实验结果如表2所示：
表2实施例1和对比例2-3废水实验对比结果
*注：当溶解变化率为正数，表示最终水样溶解氧含量上升；当溶解变化率为负数，表示最终水样溶解氧含量下降；
由表2可知，对比例2中由于不含有光能自养菌，黑臭水样溶解氧下降明显，而本发明中所用化能异养型菌种大多数为好氧菌种。对比例3中以光能自养菌为唯一菌种类型，黑臭水样溶解氧上升明显，但是光能自养型的菌种对黑臭水样COD去除效果不如。实施例1中，通过菌种的组合培养所制得的固定化微生物颗粒，在黑臭水模拟治理环境下，光能自养菌生长繁殖过程为化能异养菌提供代谢所需的氧气，菌种之间相互配合，最终提高黑臭水体的处理能力。
对比例4
本对比例与实施例1的不同之处在于：在“微生物载体挂膜”阶段，以目数为2～4的活性炭作为载体。
对比例5
本对比例与实施例1的不同之处在于：在“微生物载体挂膜”阶段，以目数为2～4的陶粒作为载体。
对实施例1和对比例4、5进行“河流流动场景”的COD去除率、氨氮去除情况实验。以煮沸后并恢复到常温的黑臭水体上覆水作为实验水样，以连续进水出水的方式来模拟河流流动。投加前述步骤所得的固定化微生物颗粒(1L污水投加菌剂100mg)，振荡1小时，让固定化微生物颗粒和污染水样充分混合。开启蠕动泵，控制水力停留时间为24小时。每24小时中，有12小时在光照状态中，12小时在黑暗状态中。两天后采集水样，用平板计数法检测水样中的微生物量。然后采集水样进行高速离心处理，取上清液进行测定，对比培养前后COD、氨氮的变化情况。
实验结果如表3所示，结果表明以沸石作为载体的效果最好。
表3实施例1和对比例4-5废水实验对比结果
对比例6
本对比例与实施例1的不同之处在于：在“生物载体挂膜”阶段，反应时间为24小时。
对比例7
本对比例与实施例1的不同之处在于：在“生物载体挂膜”阶段，反应时间为36小时。
对比例8
本对比例与实施例1的不同之处在于：在“生物载体挂膜”阶段，反应时间为60小时。
对实施例1和对比例6、7、8进行“河流流动场景”的COD去除率、氨氮去除情况实验。以煮沸后并恢复到常温的黑臭水体上覆水作为实验水样，以连续进水出水的方式来模拟河流流动。投加前述步骤所得的固定化微生物颗粒(1L污水投加菌剂100mg)，振荡1小时，让固定化微生物颗粒和污染水样充分混合。开启蠕动泵，控制水力停留时间为24小时。每24小时中，有12小时在光照状态中，12小时在黑暗状态中。两天后采集水样，用平板计数法检测水样中的微生物量。然后采集水样进行高速离心处理，取上清液进行测定，对比培养前后COD、氨氮的变化情况。
实验结果如表4所示，结果表明膜形成反应时间为48小时，其生产能耗和产品性能的综合效果最佳。
表4实施例1和对比例6-8废水实验对比结果
对比例9
本对比例与实施例1的不同之处在于：在“生物载体挂膜”阶段，反应器的曝气量为0m3/min*m2。
对比例10
本对比例与实施例1的不同之处在于：在“生物载体挂膜”阶段，反应器的曝气量为2000m3/min*m2。
对比例11
本对比例与实施例1的不同之处在于：在“生物载体挂膜”阶段，反应器的曝气量为6000m3/min*m2。
对实施例1和对比例9、10、11进行“河流流动场景”的COD去除率、氨氮去除情况实验。以煮沸后并恢复到常温的黑臭水体上覆水作为实验水样，以连续进水出水的方式来模拟河流流动。投加前述步骤所得的固定化微生物颗粒(1L污水投加菌剂100mg)，振荡1小时，让固定化微生物颗粒和污染水样充分混合。开启蠕动泵，控制水力停留时间为24小时。每24小时中，有12小时在光照状态中，12小时在黑暗状态中。两天后采集水样，用平板计数法检测水样中的微生物量。然后采集水样进行高速离心处理，取上清液进行测定，对比培养前后COD、氨氮的变化情况。
实验结果如表4所示，结果表明在“生物载体挂膜”阶段的反应器曝气量为4000m3/min*m2，其生产能耗和产品性能的综合效果最佳。
表5实施例1和对比例9-11废水实验对比结果
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种用于黑臭水体治理的固定化微生物颗粒，其特征在于：由以下重量份数的组分组成：微生物载体40-50份、黑臭水治理菌泥35-40份、干燥保存剂10-15份。
2.如权利要求1所述用于黑臭水体治理的固定化微生物颗粒的制备方法，其特征在于：包括下列步骤：
步骤A：将黑臭水治理菌种进行活化并接种到培养基中，在36～38℃培养一定时间分别得菌液；
步骤B：将菌液加入膜形成反应器，加入载体，曝气培养，使黑臭水治理菌种在载体上形成生物膜，得到微生物载体；
步骤C：从膜形成反应器中捞出微生物载体，将剩余菌液进行离心并收集剩余污泥得到黑臭水治理菌泥，将微生物载体、黑臭水治理菌泥和干燥保存剂按上述重量份数进行混合干燥制得固定化微生物颗粒。
3.根据权利要求2所述的一种用于黑臭水体治理的固定化微生物颗粒的制备方法，其特征在于：所述步骤B中，加入载体具体操作为将载体装入高通透性布袋，进行无菌处理后浸泡于膜形成反应器的菌液中。
4.根据权利要求2所述的一种用于黑臭水体治理的固定化微生物颗粒的制备方法，其特征在于：所述黑臭水治理菌种包括光能自养型细菌和化能异养型细菌，所述步骤A：将光能自养型细菌和化能异养型细菌进行活化并分别接种到对应的培养基中，培养得到光能自养型细菌菌液和化能异养型细菌菌液；所述步骤B：将光能自养型细菌菌液和化能异养型细菌菌液按重量份数为1-3:1-3混合并加入膜形成反应器中。
5.根据权利要求4所述的一种用于黑臭水体治理的固定化微生物颗粒的制备方法，其特征在于：所述光能自养型细菌包括以下重量份的组分：绿弯菌属55～70份、红环菌属20～25份和红长命菌属10～20份。
6.根据权利要求4所述的一种用于黑臭水体治理的固定化微生物颗粒的制备方法，其特征在于：所述化能异养型细菌包括以下重量份的组分：芽孢杆菌属15～25份，粪产碱菌10～20份，克雷白氏杆菌5～15份，嗜麦芽窄食单胞菌5～15份，微单孢菌5～15份，菌假单胞菌属2～10份，酸枣菌属2～10份，微小杆菌属2～10份。
7.根据权利要求4或5所述的一种用于黑臭水体治理的固定化微生物颗粒的制备方法，其特征在于：所述光能自养型细菌的培养基包括下列组分：酵母粉0.5～2.0g/L，CH3COONa10～15g/L，NaCl0.5～1.5g/L，NH4Cl0.5～1.0g/L，K2HPO4 3.0～4.5g/L，KH2PO43.0～4.5g/L，光能自养型细菌的培养基的pH值6.5～7.5。
8.根据权利要求4或6所述的一种用于黑臭水体治理的固定化微生物颗粒的制备方法，其特征在于：所述化能异养型细菌的培养基包括下列组分：蛋白胨10～15g/L，酵母粉5.0～7.5g/L，NaCl5～10g/L，化能异养型细菌的培养基pH值为6.5～7.5。
9.根据权利要求2所述的一种用于黑臭水体治理的固定化微生物颗粒的制备方法，其特征在于：所述载体为沸石、活性炭、陶粒中的一种或两种以上混合物；所述干燥保护剂为草木灰、青玉米秸秆粉和硅藻土中的一种或两种以上混合物。
10.一种权利要求1所述的一种用于黑臭水体治理的固定化微生物颗粒的应用方法，其特征在于：所述固定化微生物颗粒用于治理黑臭水，将固定化微生物颗粒按100～150mg/L的投加量投入黑臭水中。
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