CN113371850B - 一种高效净化水体的复合微生物菌剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于环境生物治理技术领域，特别涉及一种高效净化水体的复合微生物菌剂及其应用。该高效净化水体的复合微生物菌剂，由以下质量份数的原料制成：光合细菌5‑8份、乳酸菌4‑6份、放线菌6‑9份、硝化细菌10‑14份、反硝化细菌6‑8份、酵母菌8‑10份、甲壳素1‑2份、壳寡糖0.2‑0.4份、葡萄糖15‑20份、淀粉4‑6份、蛋白胨10‑14份、酵母提取物10‑14份、NaCl 0.5‑1份、K2HPO4•3H2O 2‑3份、KNO3 1‑2份。本发明原料易得，制备简单，制得的高效净化水体的复合微生物菌剂可有效净化水体，且不会对水体造成二次污染，适合广泛推广应用。
Description
技术领域
本发明属于环境生物治理技术领域，特别涉及一种高效净化水体的复合微生物菌剂及其应用。
背景技术
人类日常生活或进行生产时会产生大量污水，污水主要分为生活污水、工业废水和养殖污水。生活污水包括城市居民区、办公楼宇、学校、医院等人类活动场所排放的污水。工业废水包括工业生产废水、循环冷却废水、冲洗废水等。养殖污水则包括畜禽养殖粪水、水产养殖排放的池塘污水等。统计显示，2017年我国废水排放总量达699.66亿吨，虽然近年来我国废水排放总量呈逐年下降趋势，但仍维持在高位水平；而且各类污水中的氨氮排放量和COD排放量均较高，如果这些污水未经妥善处理便直接排放，势必严重污染环境。
目前，常用的污水处理方法有物理处理法、化学处理法和生物处理法。污水进行物理处理，主要是为污水后续处理创造有利条件；例如，采用格栅、吸附剂对污水进行过滤、沉降、吸附就可以除去污水中比重较大的颗粒物。化学处理法主要是指向污水中添加化学制剂并结合曝气处理，以达到中和或分解污水中污染物的目的；化学制剂虽然具有一定的污水处理效果，但处理产物可能会对水体造成二次污染；而对污水曝气处理后会产生大量刺激性气体，也会进一步污染空气。生物处理法是利用微生物对污水进化处理的方法，生物处理法的条件温和，无需严格的外界环境；且微生物来源广泛，容易繁殖培育，生存能力强，对污水中多种污染物具有良好的净化效果；但现有生物处理法无法控制微生物在污水中的增殖水平，极可能因微生物过度增殖造成水体二次污染。
发明内容
本发明为了弥补现有技术中采用生物处理法对污水进行净化时微生物增殖水平不可控、易造成水体二次污染的问题，提供了一种高效净化水体的复合微生物菌剂及其应用。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种高效净化水体的复合微生物菌剂，由以下质量份数的原料制成：光合细菌5-8份、乳酸菌4-6份、放线菌6-9份、硝化细菌10-14份、反硝化细菌6-8份、酵母菌8-10份、甲壳素1-2份、壳寡糖0.2-0.4份、葡萄糖15-20份、淀粉4-6份、蛋白胨10-14份、酵母提取物10-14份、NaCl 0.5-1份、K2HPO4•3H2O 2-3份、KNO3 1-2份。
上述原料的优选质量配比为：
光合细菌7份、乳酸菌5份、放线菌8份、硝化细菌13份、反硝化细菌7份、酵母菌9份、甲壳素1.5份、壳寡糖0.3份、葡萄糖18份、淀粉5份、蛋白胨12份、酵母提取物12份、NaCl 0.8份、K2HPO4•3H2O 2.5份、KNO3 1.5份。
优选的，所述硝化细菌由亚硝化单胞菌属、亚硝化球菌属、硝化杆菌属、硝化球菌属中的一种或多种细菌组成。
本发明利用多种微生物构建复合微生物菌剂，并在复合微生物菌剂中添加多种营养物质，促进复合微生物菌剂中多种微生物的扩增，同时有效控制各微生物增殖水平，最终达到处理污水并防止水体二次污染的效果。
本发明中，所述光合细菌是一类能在厌氧光照环境下进行光合作用的原核生物。光合细菌广泛分布于世界各处，到目前为止光合细菌总共有四十九个大类，包括有一目、二亚目、四科和十九属，常见的污水处理用光合细菌包括红螺细菌等。光合细菌可有效降低各类污水中的COD。
所述乳酸菌是发酵糖产生乳酸的一类细菌的统称。污水处理中常用的乳酸菌主要是乳杆菌属和乳球菌属细菌，它们能分解污水中的木质素、纤维素等难降解物质，同时调节污水pH值。
所述放线菌广泛存在于自然环境中，放线菌可以利用光合菌合成的产物制造抗菌物质、抑制杂菌的生长，为有用微生物创造有利的生存条件。
所述硝化细菌是一类需氧型细菌，可将污水中的氨氮类物质氧化为无污染的硝酸盐。由于硝化细菌增殖缓慢，硝化细菌所进行的硝化反应、亚硝化反应是氨氮降解过程的限速步骤。
所述反硝化细菌是一类能将硝酸盐或亚硝酸盐中的氮通过一系列中间产物还原为游离氮的细菌。自然界中最普遍的反硝化细菌是假单胞菌属细菌，其次是产碱杆菌属细菌。
所述酵母菌可吸附污水中的多种污染物，包括重金属离子等；它还能将多种有机大分子污染物氧化分解为无污染的物质。
所述甲壳素是一种从海洋甲壳类动物的壳中提取出来的多糖物质，对多种微生物具有生长抑制作用。甲壳素还能吸附重金属离子，对污水有一定净化作用。
所述壳寡糖是甲壳素或壳聚糖经特殊处理降解得到的一种聚合度在2-20之间的寡糖类物质。壳寡糖可抑制包括细菌、真菌在内的多种微生物的增殖。
所述葡萄糖和淀粉可以为微生物提供生长所需的碳源；所述蛋白胨和酵母提取物可以为微生物提供氮源及多种生长因子；所述NaCl、K2HPO4•3H2O、KNO3可为微生物提供生长所需的无机盐。
本发明所述高效净化水体的复合微生物菌剂在污水处理中的应用，可以适用于各种类型的污水。
优选的，所述高效净化水体的复合微生物菌剂在处理污水中的应用，其具体步骤为：（1）所述高效净化水体的复合微生物菌剂与去离子水按质量比1:50混合后置于28-30℃摇床上以60rpm预培养48-96h，期间用100W日光灯照射；（2）将步骤（1）预培养得到的菌液与污水按体积比1:500-1:1000混合，用以处理污水。
本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
本发明所述高效净化水体的复合微生物菌剂包括光合细菌、乳酸菌、放线菌、硝化细菌、反硝化细菌和酵母菌。该高效净化水体的复合微生物菌剂在用于污水处理前先进行预培养，以提高各微生物的数量与活力，使其投入污水后尽快发挥净化水体的作用。
该高效净化水体的复合微生物菌剂中的光合细菌可有效降低污水中的COD；乳酸菌可处理污水中的某些难降解有机物，并调节水体pH值，以适当抑制其他微生物的生长；硝化细菌与反硝化细菌相互配合去除污水中的氨氮；放线菌与甲壳素、壳寡糖联合作用，可抑制水体中微生物过快增殖；酵母菌则与甲壳素一同吸附污水中的重金属离子，并形成絮凝体，从而促进重金属污染物沉降；乳酸菌创造的酸性环境也有利于絮凝体的形成。
该高效净化水体的复合微生物菌剂中的各微生物相互配合，以达到降低污水中COD、BOD、氨氮、总磷和重金属污染物的效果；同时，该高效净化水体的复合微生物菌剂中的各微生物组成复合菌群，在处理污水时该复合菌群被控制在合理规模，从而防止该复合菌群产生大量代谢产物，污染水体。
本发明原料易得，制备简单，制得的高效净化水体的复合微生物菌剂可有效净化水体，且不会对水体造成二次污染，适合广泛推广应用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明，以便于对本发明的理解，但并不是对本发明的限制。
实施例1：一种高效净化水体的复合微生物菌剂，由以下质量份数的原料制成：光合细菌5份、乳酸菌4份、放线菌6份、硝化细菌10份、反硝化细菌6份、酵母菌8份、甲壳素1份、壳寡糖0.2份、葡萄糖15份、淀粉4份、蛋白胨10份、酵母提取物10份、NaCl 0.5份、K2HPO4•3H2O 2份、KNO3 1份；所述硝化细菌由亚硝化单胞菌属、硝化杆菌属中的细菌组成。
上述高效净化水体的复合微生物菌剂在污水处理中的应用的具体步骤为，（1）所述高效净化水体的复合微生物菌剂与去离子水按质量比1:50混合后置于28℃摇床上以60rpm预培养48h，期间用100W日光灯照射；（2）将步骤（1）预培养得到的菌液与污水按体积比1:500混合，用以处理污水。
应用试验：以城市某一区域的居民生活污水为处理对象，将本实施例预培养得到的菌液与该生活污水按体积比1:500混合得到试验品，试验品连续处理7天，期间维持温度在25-30℃并保持光照。另取未与本实施例预培养得到的菌液混合的该生活污水作为对照品。
结果检测：（1）检测处理第0天、第3天和第5天污水中COD、BOD、氨氮、总磷的浓度，具体结果如下：
（2）检测处理第1天、第3天、第5天和第7天试验品中总菌数量，检测方法为：取部分试验品进行10倍系列稀释后，接种于牛肉膏蛋白胨琼脂培养平板内，并于35℃培养箱内连续培养48h后统计平板内的菌落数；试验结果以10为底每毫升试验品菌落数的对数值表示（lg CFU/mL）。具体结果如下：
结果分析：对照品各检测指标随时间推移，变化并不显著；而试验品各检测指标随时间推移，降低明显；这说明，本实施例制得的高效净化水体的复合微生物菌剂可高效降低上述生活污水中COD、BOD、氨氮、总磷的浓度。而且，试验品中各微生物组成的复合菌群也被控制在合理规模。
实施例2：一种高效净化水体的复合微生物菌剂，由以下质量份数的原料制成：光合细菌8份、乳酸菌6份、放线菌9份、硝化细菌14份、反硝化细菌8份、酵母菌10份、甲壳素2份、壳寡糖0.4份、葡萄糖20份、淀粉6份、蛋白胨14份、酵母提取物14份、NaCl 1份、K2HPO4•3H2O 3份、KNO3 2份；所述硝化细菌由亚硝化单胞菌属、硝化球菌属中的细菌组成。
上述高效净化水体的复合微生物菌剂在污水处理中的应用的具体步骤为，（1）所述高效净化水体的复合微生物菌剂与去离子水按质量比1:50混合后置于30℃摇床上以60rpm预培养96h，期间用100W日光灯照射；（2）将步骤（1）预培养得到的菌液与污水按体积比1:1000混合，用以处理污水。
应用试验：以某化工厂产生的含重金属污染物的工业废水为处理对象，将本实施例预培养得到的菌液与该工业废水按体积比1:1000混合得到试验品，试验品连续处理7天，期间维持温度在25-30℃并保持光照。另取未与本实施例预培养得到的菌液混合的该工业废水作为对照品。
结果检测：（1）检测处理第0天、第3天和第5天污水中Pb、Cr、Cu的浓度，具体结果如下：
（2）检测处理第1天、第3天、第5天和第7天试验品中总菌数量，检测方法为：取部分试验品进行10倍系列稀释后，接种于牛肉膏蛋白胨琼脂培养平板内，并于35℃培养箱内连续培养48h后统计平板内的菌落数；试验结果以10为底每毫升试验品菌落数的对数值表示（lg CFU/mL）。具体结果如下：
结果分析：对照品各检测指标随时间推移，变化并不显著；而试验品各检测指标随时间推移，呈现大幅降低；这说明，本实施例制得的高效净化水体的复合微生物菌剂可快速、有效降低上述工业废水中Pb、Cr、Cu的浓度。而且，试验品中各微生物组成的复合菌群也被控制在合理规模。
实施例3：一种高效净化水体的复合微生物菌剂，由以下质量份数的原料制成：光合细菌7份、乳酸菌5份、放线菌8份、硝化细菌13份、反硝化细菌7份、酵母菌9份、甲壳素1.5份、壳寡糖0.3份、葡萄糖18份、淀粉5份、蛋白胨12份、酵母提取物12份、NaCl 0.8份、K2HPO4•3H2O 2.5份、KNO3 1.5份；所述硝化细菌由亚硝化球菌属、硝化杆菌属中的细菌组成。
上述高效净化水体的复合微生物菌剂在污水处理中的应用的具体步骤为，（1）所述高效净化水体的复合微生物菌剂与去离子水按质量比1:50混合后置于29℃摇床上以60rpm预培养72h，期间用100W日光灯照射；（2）将步骤（1）预培养得到的菌液与污水按体积比1:700混合，用以处理污水。
应用试验：以某养鱼塘排放的养殖污水为处理对象，将本实施例预培养得到的菌液与该养殖污水按体积比1:700混合得到试验品，试验品连续处理7天，期间维持温度在25-30℃并保持光照。另取未与本实施例预培养得到的菌液混合的该养殖污水作为对照品。
结果检测：（1）检测处理第0天、第3天和第5天污水中COD、BOD、氨氮、总磷的浓度，具体结果如下：
（2）检测处理第1天、第3天、第5天和第7天试验品中总菌数量，检测方法为：取部分试验品进行10倍系列稀释后，接种于牛肉膏蛋白胨琼脂培养平板内，并于35℃培养箱内连续培养48h后统计平板内的菌落数；试验结果以10为底每毫升试验品菌落数的对数值表示（lg CFU/mL）。具体结果如下：
结果分析：对照品各检测指标随时间推移，变化并不显著；而试验品各检测指标随时间推移，降低明显；这说明，本实施例制得的高效净化水体的复合微生物菌剂可高效降低上述养殖污水中COD、BOD、氨氮、总磷的浓度。而且，试验品中各微生物组成的复合菌群也被控制在合理规模。
在上述实施例中，对本发明的最佳实施方式做了描述，很显然，在本发明的发明构思下，仍可做出很多变化。在此，应该说明，在本发明的发明构思下所做出的任何改变都将落入本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种高效净化水体的复合微生物菌剂，其特征为，由以下质量份数的原料制成：光合细菌5-8份、乳酸菌4-6份、放线菌6-9份、硝化细菌10-14份、反硝化细菌6-8份、酵母菌8-10份、甲壳素1-2份、壳寡糖0.2-0.4份、葡萄糖15-20份、淀粉4-6份、蛋白胨10-14份、酵母提取物10-14份、NaCl 0.5-1份、K2HPO4•3H2O 2-3份、KNO3 1-2份。
2.根据权利要求1所述的一种高效净化水体的复合微生物菌剂，其特征为，由以下质量份数的原料制成：光合细菌7份、乳酸菌5份、放线菌8份、硝化细菌13份、反硝化细菌7份、酵母菌9份、甲壳素1.5份、壳寡糖0.3份、葡萄糖18份、淀粉5份、蛋白胨12份、酵母提取物12份、NaCl 0.8份、K2HPO4•3H2O 2.5份、KNO3 1.5份。
3.根据权利要求1或2所述的一种高效净化水体的复合微生物菌剂，其特征在于：所述硝化细菌由亚硝化单胞菌属、亚硝化球菌属、硝化杆菌属、硝化球菌属中的一种或多种细菌组成。
4.根据权利要求1所述的一种高效净化水体的复合微生物菌剂在污水处理中的应用，其特征在于：具体步骤为，（1）所述高效净化水体的复合微生物菌剂与去离子水按质量比1:50混合后置于28-30℃摇床上以60rpm预培养48-96h，期间用100W日光灯照射；（2）将步骤（1）预培养得到的菌液与污水按体积比1:500-1:1000混合，用以处理污水。
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Denomination of invention: A composite microbial agent for efficient purification of water bodies and its application Effective date of registration: 20231227 Granted publication date: 20211112 Pledgee: Rizhao Bank Co.,Ltd. Weifang Hanting Branch Pledgor: Shandong De Ming Xing Biotechnology Co.,Ltd. Registration number: Y2023980074731 |