CN112062292B - 一种黑臭水体净化复合菌剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种黑臭水体净化复合菌剂，所述复合菌剂包括如下重量份的原料：枯草芽孢杆菌粉10～25份、蜡样芽孢杆菌粉6～20份、地衣芽孢杆菌粉10～25份、脱氮副球菌粉30～45份、乳酸菌粉4～18份、光合细菌粉20～35份、巨大芽孢杆菌粉7～12份、营养盐2～5份。该复合菌剂适应性和稳定性较强，投入后可快速适应恶劣的黑臭水体环境，且菌体持续生长良好，投入后14天可达到很好的处理效果，降低成本的同时实现黑臭水体的快速和可持续治理。

Description

一种黑臭水体净化复合菌剂
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种黑臭水体净化复合菌剂及其制备方法。
背景技术
随着我国经济飞速发展，城市化进程加速，工业废水和生活污水排放量逐年增加，大量污水汇入城市水体，污染物浓度超标严重，引发季节性或常年黑臭水体现象，城市黑臭水体不仅给群众带来了极差的感官体验，也直接影响群众生产生活用水，消除城市河道黑臭、改善城市水环境质量，对保障城市人居健康、促进社会和谐与经济持续发展具有极其重要的现实意义。
目前针对城市河道黑臭水体的治理技术众多，主要有生物～生态修复技术、物理修复技术和化学修复技术等，其中生物～生态修复技术中的微生物修复技术主要是利用微生物的代谢转化活动来降解有机污染物，以达到净化水体的目的，投加微生物菌剂具有能耗少、工程量小、费用低、效果好、易操作、持续时间长、无二次污染等优点，在城市河道黑臭水体治理过程发挥着重要作用。
然而目前市面上常用的微生物菌剂种类繁多，且多为外源微生物，并且价格昂贵，大多不适合特定的黑臭水体环境，投放后难以有效的去除水中的有机污染物或者是需要长期多次重复投放大量菌剂才能起到一定的去除效果，所投加的菌剂也需要很长的一段时间才能适应黑臭水体环境，菌剂的持续生长状态不佳，因此，本发明旨在开发一种新型复合菌剂，以实现微生物菌剂的快速配置，缩短菌剂适应时间，降低成本，减少外源微生物污染，实现黑臭水体的快速治理。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种黑臭水体净化复合菌剂及其制备方法，以缩短菌剂适应时间，保证菌剂的持续生长良态，使黑臭水的处理达到更好的效果。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种黑臭水体净化复合菌剂，所述复合菌剂包括如下重量份的原料：枯草芽孢杆菌粉10～25份、蜡样芽孢杆菌粉6～20份、地衣芽孢杆菌粉10～25份、脱氮副球菌粉30～45份、乳酸菌粉4～18份、光合细菌粉20～35份、巨大芽孢杆菌粉7～12份、营养盐2～5份。
进一步优选地，各菌粉均由对应的菌液与载体按1:1～10的质量比混合后培养2～5天后经冷冻干燥或喷雾干燥而成，菌液均从黑臭废水或黑臭水体示范修复区域废水进行分离纯化并扩大培养后稀释而得到。
进一步优选地，其特征在于，各菌粉的目标活菌数为：枯草芽孢杆菌液5～20×109CFU/g、蜡样芽孢杆菌液5～15×109CFU/g、地衣芽孢杆菌液6～25×109CFU/g、脱氮副球菌液5～25×109CFU/g、乳酸菌液3～15×109CFU/g、光合细菌液6～35×109CFU/g、巨大芽孢杆菌液5～10×109CFU/g。
进一步优选地，所述载体由米糠、玉米粉、麦麸、鱼粉、豆粉中的一种或几种混合而成。
进一步优选地，所述复合菌剂由如下重量份的原料组成：枯草芽孢杆菌粉16份、蜡样芽孢杆菌粉8份、地衣芽孢杆菌粉17份、脱氮副球菌粉30份、乳酸菌粉7份、光合细菌粉21份、巨大芽孢杆菌粉5份及营养盐2份。
进一步优选地，所述复合菌剂由如下重量份的原料组成：枯草芽孢杆菌粉25份、蜡样芽孢杆菌粉10份、地衣芽孢杆菌粉25份、脱氮副球菌粉45份、乳酸菌粉8份、光合细菌粉25份、巨大芽孢杆菌粉8份及营养盐3份。
进一步优选地，所述复合菌剂由如下重量份的原料组成：枯草芽孢杆菌粉25份、蜡样芽孢杆菌粉15份、地衣芽孢杆菌粉17份、脱氮副球菌粉30份、乳酸菌粉15份、光合细菌粉35份、巨大芽孢杆菌粉10份及营养盐5份。
进一步优选地，所述营养盐包括如下重量份的原料：红糖10～30份、磷酸二氢钾0.1～0.5份、磷酸氢二钾0.2～1份、硫酸镁0.01～0.1份、硫酸锰0.001～0.1份、氯化钠1～5份、草木灰浸出液0.01～0.08份和稀土废渣浸出液0.001～0.01份。
进一步优选地，所述草木灰浸出液的制备方法为：将草木灰与水按1:50的质量比混合后，180r/min振荡1h，静置30min后，经8层纱布过滤后得到的滤液为草木灰浸出液。
进一步优选地，所述稀土废渣浸出液的制备方法为：将浓度为98％浓硫酸溶液加热到100℃，搅拌下缓慢加入稀土废渣，保温30～60min后，冷却至室温后过滤得到的滤液为稀土废渣浸出液。
其中草木灰浸出液用于为微生物的生长补充提供无机盐，稀土废渣浸出液中含有的硫酸盐和微量元素，以及稀土废渣浸出液为酸浸出液，可用来调节培养液的pH，从而综合促进复合菌的良态生长。
其中枯草芽孢杆菌与其它几种菌体在其生长过程中产生多种酶类、各种有机酸和生理活性物质及各种滋养成分，在本发明所述的质量配比和活菌配比下，各菌种产生的酶类能迅速分解水体及底泥中有机物，对氨氮、亚硝酸盐和COD有良好的去除效果，而产生的有机酸和生理活性物质等滋养成分与营养盐间的成分协同作用得以很好的促进各菌种的生长，保证各菌种能快速适应恶劣的水体环境，并保证菌种的良好持续生长，乳酸菌可以减少病原微生物和不良藻类的生长，乳酸菌能在水体环境中生存并发挥优势菌群作用，维持水体微生态平衡并能改善水质；巨大芽孢杆菌具有降低水体氨氮、亚硝酸盐和反硝化作用能力，可以有效去除水体中的氮，且对水体中的总磷有一定的去除效果；光合细菌可以在光照条件下进行自养生长，并与其他几种细菌共生，其降解活性不受水体氧浓度的限制，可大量降解水体及底泥中的亚硝酸盐、碳酸盐和硫酸盐等有害物质，实现净化水质，增加溶解氧等作用；地衣芽孢杆菌及其重要，其能分泌多种酶类，比如淀粉酶、蛋白酶、乙酸乳酸脱氢酶等，也可以分泌一些细菌素类的抑菌物质，抑制有害菌的生长繁殖，与芽孢杆菌、光合细菌等几种菌体协同作用下，能够有效改善水体水质，有利于水生生物的生长、繁殖，更好修复并维持水体微生态平衡；蜡样芽孢杆菌是好氧菌，能迅速消耗环境中的游离氧，自身能够合成淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶等，实现增殖生长，可以有效去除水体中的氨氮与亚硝酸盐，进而改善水体环境；脱氮副球菌是兼性化能无机自养细菌，在好氧或缺氧条件下均能生存和生长，对水体中存在的无机氮均有良好的转化去除效果。
有益效果：本发明所述的黑臭水体净化复合菌剂，投入后可快速适应恶劣的黑臭水体环境，且菌体持续生长良好，联系投放14天即可达到很好的处理效果，降低成本的同时实现黑臭水体的快速和可持续治理。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例进一步阐述本发明。
实施例1
本实施例所述的复合菌剂由如下重量份的原料组成：枯草芽孢杆菌粉16份、蜡样芽孢杆菌粉8份、地衣芽孢杆菌粉17份、脱氮副球菌粉30份、乳酸菌粉7份、光合细菌粉21份、巨大芽孢杆菌粉5份及营养盐2份，其中各菌粉均由对应的菌液与载体按1:5的质量比混合后培养1～3天后经冷冻干燥或喷雾干燥而成，菌液均从黑臭废水或黑臭水体示范修复区域废水进行分离纯化并扩大培养后稀释而得到，各菌液的目标活菌数为：枯草芽孢杆菌液9×109CFU/g、蜡样芽孢杆菌液8×109CFU/g、地衣芽孢杆菌液17×109CFU/g、脱氮副球菌液10×109CFU/g、乳酸菌液7×109CFU/g、光合细菌液21×109CFU/g、巨大芽孢杆菌液5×109CFU/g。
本实施例中，载体由米糠和玉米粉混合而成。
营养盐由如下重量份的原料组成：红糖30份、磷酸二氢钾0.5份、磷酸氢二钾1份、硫酸镁0.01份、硫酸锰0.1份、氯化钠5份、草木灰浸出液0.01份和稀土废渣浸出液0.01份
本实施例的应用方法如下：在湖南省某黑臭水体示范修复区域实施了本发明，实验前后数据见表1，将本复合菌剂均匀投加到黑臭水体中，投加量为每立方水20～50g；复合微生物菌剂连续投加7天后，黑臭湖道修复示范区域水体中的TP和TN的去除率分别达到了39.69％和57.95％；连续投加14天后，黑臭湖道修复示范区域水体中的TP和TN的去除率分别达到了67.98％和79.23％；这说明投加该菌剂后，可以有效促进水体有益微生物的生长，有利于河道微生态环境的恢复，进而可以增强水体的自净能力。
表1实施例1所述的复合菌剂处理的水质表对比(mg/L)
实施例2
本实施例所述的复合菌剂由如下重量份的原料组成：所述复合菌剂由如下重量份的原料组成：枯草芽孢杆菌粉25份、蜡样芽孢杆菌粉10份、地衣芽孢杆菌粉25份、脱氮副球菌粉45份、乳酸菌粉8份、光合细菌粉25份、巨大芽孢杆菌粉8份及营养盐3份。其中各菌粉均由对应的菌液与载体按1:10的质量比混合后培养1～3天后经冷冻干燥或喷雾干燥而成，菌液均从黑臭废水或黑臭水体示范修复区域废水进行分离纯化并扩大培养后稀释而得到，各菌液的目标活菌数为：枯草芽孢杆菌液20×109CFU/g、蜡样芽孢杆菌液10×109CFU/g、地衣芽孢杆菌液25×109CFU/g、脱氮副球菌液25×109CFU/g、乳酸菌液8×109CFU/g、光合细菌液25×109CFU/g、巨大芽孢杆菌液8×109CFU/g。
本实施例中，载体由米糠、玉米粉、麦麸、鱼粉混合而成。
营养盐由如下重量份的原料组成：红糖10份、磷酸二氢钾0.1份、磷酸氢二钾0.2份、硫酸镁0.01份、硫酸锰0.1份、氯化钠1份、草木灰浸出液0.08份和稀土废渣浸出液0.001份。
本实施例的应用方法如下：在湖南省某黑臭水体示范修复区域实施了本发明，实验前数据见表2，将本复合菌剂均匀投加到黑臭水体中，投加量为每立方水20～50g；复合微生物菌剂连续投加7天后，黑臭湖道修复示范区域水体中的TP和TN的去除率分别达到了40.63％和60.59％；连续投加14天后，黑臭湖道修复示范区域水体中的TP和TN的去除率分别达到了72.86％和83.38％；这说明投加该菌剂后，可以有效促进水体有益微生物的生长，有利于河道微生态环境的恢复，进而可以增强水体的自净能力。
表2实施例2所述的复合菌剂处理的水质表对比(mg/L)
实施例3
本实施例所述的复合菌剂由如下重量份的原料组成：所述复合菌剂由如下重量份的原料组成：枯草芽孢杆菌粉25份、蜡样芽孢杆菌粉15份、地衣芽孢杆菌粉17份、脱氮副球菌粉30份、乳酸菌粉15份、光合细菌粉35份、巨大芽孢杆菌粉10份及营养盐5份。其中各菌粉均由对应的菌液与载体按1:1的质量比混合后培养1～3天后经冷冻干燥或喷雾干燥而成，菌液均从黑臭废水或黑臭水体示范修复区域废水进行分离纯化并扩大培养后稀释而得到，各菌液的目标活菌数为：枯草芽孢杆菌液20×109CFU/g、蜡样芽孢杆菌液15×109CFU/g、地衣芽孢杆菌液17×109CFU/g、脱氮副球菌液10×109CFU/g、乳酸菌液15×109CFU/g、光合细菌液35×109CFU/g、巨大芽孢杆菌液10×109CFU/g。
本实施例中，载体由鱼粉和豆粉混合而成。
营养盐由如下重量份的原料组成：红糖15份、磷酸二氢钾0.4份、磷酸氢二钾0.8份、硫酸镁0.05份、硫酸锰0.05份、氯化钠3份、草木灰浸出液0.06份和稀土废渣浸出液0.009份。
本实施例的应用方法如下：在湖南省某黑臭水体示范修复区域实施了本发明，实验前后数据见表3，将本复合菌剂均匀投加到黑臭水体中，投加量为每立方水20～50g；复合微生物菌剂连续投加7天后，黑臭湖道修复示范区域水体中的TP和TN的去除率分别达到了42.76％和62.49％；连续投加14天后，黑臭湖道修复示范区域水体中的TP和TN的去除率分别达到了80％和86.31％；这说明投加该菌剂后，可以有效促进水体有益微生物的生长，有利于河道微生态环境的恢复，进而可以增强水体的自净能力。
表3实施例3所述的复合菌剂处理的水质表对比(mg/L)
指标 TP TN DO 透明度(cm)
治理前 0.725 12.05 1.5 25
治理7天后 0.415 4.52 3.6 34
治理14天后 0.145 1.65 5.2 75
对照实施例1
菌粉来源为市售，按照实施例1中质量配比，将市售的各菌粉调配成实施例1所述的目标活菌配比，然后按实施例1所述的方法对同样的废水进行投放，试验前后的数据如表4所述，可知用市售的菌粉效果并不理想。
表4实施例4所述的复合菌剂处理的水质表对比(mg/L)
指标 TP TN DO 透明度(cm)
治理前 0.456 9.87 1.8 15
治理7天后 0.325 4.65 2.2 20
治理14天后 0.246 3.14 4.1 52
对照实施例2
与实施例2的配比相比，少了乳酸菌粉一种成分，其它成分和配比一样，目标活菌数也一致，将除了乳酸菌粉的其它几种菌粉调配后按实施例2所述的方法对同样的废水进行投放处理，试验前后数据如表5所述，申请人在试验过程中还充分试验了缺少以及增加组分的实验，其效果均不如本发明所述的配方组合理想，该复合菌的配方比例极为重要。
表5实施例5所述的复合菌剂处理的水质表对比(mg/L)
指标 TP TN DO 透明度(cm)
治理前 0.608 10.05 2.1 20
治理7天后 0.425 6.96 3.2 30
治理14天后 0.216 3.67 4.5 58
对照实施例3
与实施例3的配比相比，不同的是将营养盐中的草木灰浸出液和稀土废渣浸出液用清水替代，将菌粉配置好后用实施例3所述的方法对同样的废水进行投放处理，试验前后数据如表6所示，试验证明，营养盐中草木灰浸出液和稀土废渣浸出液对复合菌的良态生长起到重要作用，对最终的污水处理效果具有较大的影响。
表6实施例6所述的复合菌剂处理的水质表对比(mg/L)
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种黑臭水体净化复合菌剂，其特征在于，所述复合菌剂由如下重量份的原料组成：枯草芽孢杆菌粉10~25份、蜡样芽孢杆菌粉6~20份、地衣芽孢杆菌粉10~25份、脱氮副球菌粉30~45份、乳酸菌粉4~18份、光合细菌粉20~35份、巨大芽孢杆菌粉7~12份、营养盐2~5份；
所述营养盐由如下重量份的原料组成：红糖10~30份、磷酸二氢钾0.1~0.5份、磷酸氢二钾0.2~1份、硫酸镁0.01~0.1份、硫酸锰0.001~0.1份、氯化钠1~5份、草木灰浸出液0.01~0.08份和稀土废渣浸出液0.001~0.01份；
所述草木灰浸出液的制备方法为：将草木灰与水按1:50的质量比混合后，180r/min振荡1h，静置30min后，经8层纱布过滤后得到的滤液为草木灰浸出液；
所述稀土废渣浸出液的制备方法为：将浓度为98%浓硫酸溶液加热到100℃，搅拌下缓慢加入稀土废渣，保温30~60min后，冷却至室温后过滤得到的滤液为稀土废渣浸出液。
2.根据权利要求1所述的黑臭水体净化复合菌剂，其特征在于，各菌粉均由对应的菌液与载体按1:1~10的质量比混合后培养1~3天后经冷冻干燥或喷雾干燥而成，菌液均从黑臭废水中分离纯化并扩大培养后稀释而得到。
3.根据权利要求1所述的黑臭水体净化复合菌剂，其特征在于，各菌粉的目标活菌数为：枯草芽孢杆菌液5~20×109CFU/g、蜡样芽孢杆菌液5~15×109CFU/g、地衣芽孢杆菌液6~25×109CFU/g、脱氮副球菌液5~25×109CFU/g、乳酸菌液3~15×109CFU/g、光合细菌液6~35×109CFU/g、巨大芽孢杆菌液5~10×109CFU/g。
4.根据权利要求2所述的黑臭水体净化复合菌剂，其特征在于，所述载体由米糠、玉米粉、麦麸、鱼粉、豆粉中的一种或几种混合而成。
5.根据权利要求1所述的黑臭水体净化复合菌剂，其特征在于，所述复合菌剂由如下重量份的原料组成：枯草芽孢杆菌粉16份、蜡样芽孢杆菌粉8份、地衣芽孢杆菌粉17份、脱氮副球菌粉30份、乳酸菌粉7份、光合细菌粉21份、巨大芽孢杆菌粉5份及营养盐2份。
6.根据权利要求1所述的黑臭水体净化复合菌剂，其特征在于，所述复合菌剂由如下重量份的原料组成：枯草芽孢杆菌粉25份、蜡样芽孢杆菌粉10份、地衣芽孢杆菌粉25份、脱氮副球菌粉45份、乳酸菌粉8份、光合细菌粉25份、巨大芽孢杆菌粉8份及营养盐3份。
7.根据权利要求1所述的黑臭水体净化复合菌剂，其特征在于，所述复合菌剂由如下重量份的原料组成：枯草芽孢杆菌粉25份、蜡样芽孢杆菌粉15份、地衣芽孢杆菌粉17份、脱氮副球菌粉30份、乳酸菌粉15份、光合细菌粉35份、巨大芽孢杆菌粉10份及营养盐5份。
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