申请日2017.08.29
公开(公告)日2017.11.28
IPC分类号C12N1/20; C12N1/16; C12N1/14; C02F3/34; C02F3/32; C12R1/07; C12R1/66; C12R1/01; C12R1/125; C12R1/10
摘要
本发明公开了一种复合微生物组合菌剂，其制备方法及应用、一种黑臭河道的污泥治理方法。所述复合微生物组合菌剂包含菌剂A组合、菌剂β组合和菌剂γ组合三种菌剂组合，所述菌剂A组合中各菌种分别为凝结芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌、酱油曲霉和脱氮硫杆菌;所述菌剂β组合中的各菌种分别为乳酸菌、枯草芽孢杆菌、光合细菌和酵母菌;所述菌剂γ组合中的各菌种分别为乳酸菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌、地衣芽孢杆菌和凝结芽孢杆菌。复合微生物组合菌剂可用于黑臭河道的底泥的治理，其治理周期短，可有效消减底泥厚度，降低底泥中的有害物质含量，解决黑臭水体的氮磷超标和消除水体中的臭味气体硫化氢。
权利要求书
1.一种复合微生物组合菌剂，其特征在于，所述复合微生物组合菌剂包括菌剂A组合、菌剂β组合和菌剂γ组合;
所述菌剂A组合中包括凝结芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌、酱油曲霉和脱氮硫杆菌;
所述菌剂β组合中包括乳酸菌、枯草芽孢杆菌、光合细菌和酵母菌;
所述菌剂γ组合中包括乳酸菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌、地衣芽孢杆菌和凝结芽孢杆菌。
2.根据权利要求1所述的复合微生物组合菌剂，其特征在于，所述菌剂A组合中的各菌种的重量比为凝结芽孢杆菌：乳酸菌：酵母菌：酱油曲霉：脱氮硫杆菌=(2.7～3.3):(1.8～2.2):(0.45～0.55):(1.35～1.65):(2.7～3.3)。
3.根据权利要求1或2所述的复合微生物组合菌剂，其特征在于，所述菌剂β组合中的各菌种的重量比为乳酸菌：枯草芽孢杆菌：光合细菌：酵母菌=(3.6～4.4):(3.15～3.85):(1.8～2.2):(0.45～0.55)。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的复合微生物组合菌剂，其特征在于，所述菌剂γ组合中的各菌种的重量比为乳酸菌：枯草芽孢杆菌：酵母菌：地衣芽孢杆菌：凝结芽孢杆菌=(3.15～3.85):(1.8～2.2):(0.45～0.55):(1.35～1.65):(2.25～2.75)。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的复合微生物菌剂，其特征在于，各菌剂组合的制备方法包括以下步骤：
(1)分别将各菌种接种于液体培养基培养36～48h;
(2)将步骤(1)培养后的菌种分别置于发酵罐中，量产培养36～48h，菌种与发酵培养基的重量之比为1：9～15;
(3)将步骤(2)量产培养后的菌种按照各菌剂组合中的菌种的重量配比混合，交叉拮抗培养36～48h，至活菌数为1～7×1010cfu/ml，分别获得菌剂A组合、菌剂β组合和菌剂γ组合。
6.根据权利要求5所述的复合微生物菌剂，其特征在于，所述步骤(2)中，发酵过程中每8小时搅拌通无菌空气2分钟，搅拌的转速为70rpm/min。
7.根据权利要求1所述的复合微生物组合菌剂在黑臭河道治理上的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：先将菌剂A组合和菌剂β组合混合后投入黑臭河道，水质达标后再将菌剂γ组合投入河道。
9.一种黑臭河道的污泥 治理方法，其特征在于，所述治理方法包括以下步骤：
A、对黑臭河道的外源污染进行控制，做好截污纳管工作;
B、将菌剂A组合和菌剂β组合混合，投放到黑臭河道中;
C、5～6个月之后，将菌剂γ组合投放入河道中，放养水生动植物，恢复水生态系统恢复水体自净能力;
D、之后对河道进行长期维护。
10.根据权利要求9所述的治理方法，其特征在于，菌剂A组合、菌剂β组合和菌剂γ组合的投放量均为20～50ppm。
说明书
一种复合微生物组合菌剂，其制备方法及应用、一种黑臭河道的污泥治理方法
技术领域
本发明属于污水治理领域，具体涉及一种复合微生物组合菌剂，其制备方法及应用、一种黑臭河道的污泥治理方法。
背景技术
河流等城市水体是城市生态系统的重要组成部分，其具有水环境容量小、水体自净能力差、易污染等特点，且常作为城市内的重要排污、纳污通道，水质更容易恶化。大量污染物的流入导致城市水体富营养化严重，造成水体溶解氧的急剧消耗，导致水体长期缺氧从而呈现黑臭状态。河流等城市水体出现黑臭，已成为我国城市的普遍现象，严重影响沿岸居民生活和城市形象。
河流等城市水体黑臭主要是由于过量纳污导致水体生态失衡，水体缺氧乃至厌氧条件下污染物转化并产生氨氮、硫化氢、挥发性有机酸等恶臭物质以及铁、锰硫化物等黑色物质。
目前，城市黑臭水体的治理方法有物理法、化学法和生物法。其中，生物法中常常应用微生物制剂治理城市黑臭水体，向水体中添加一定量的微生物制剂，加速水体中污染物降解，增强水体的自净功能。
单一微生物制剂在治理黑臭水体的应用过程中常常存在对氮、磷和有机物等污染物的降解能力弱、处理效率低，对黑臭水体中臭味气体硫化氢的消除作用不明显等问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种复合微生物组合菌剂，其制备方法及应用、一种黑臭河道的污泥治理方法。所述复合微生物组合菌剂中包含菌剂A组合、菌剂β组合和菌剂γ组合三种菌剂组合，该菌剂组合可用于黑臭河道的底泥治理，能够有效降低所述黑臭水体中的底泥厚度，同时可降低氮、磷和有机物等污染物成分，同时对所述黑臭水体中臭味气体硫化氢有明显消除作用，从而达到快速改善黑臭河道水质、恢复水体生态平衡的目的。
本发明采取的技术方案为：
一种复合微生物组合菌剂，包括菌剂A组合、菌剂β组合和菌剂γ组合;
所述菌剂A组合中包括凝结芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌、酱油曲霉和脱氮硫杆菌;
所述菌剂β组合中包括乳酸菌、枯草芽孢杆菌、光合细菌和酵母菌;
所述菌剂γ组合中包括乳酸菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌、地衣芽孢杆菌和凝结芽孢杆菌。
所述菌剂A组合中的各菌种的重量比为凝结芽孢杆菌：乳酸菌：酵母菌：酱油曲霉：脱氮硫杆菌=(2.7～3.3)：(1.8～2.2)：(0.45～0.55)：(1.35～1.65)：(2.7～3.3)。
所述菌剂β组合中的各菌种的重量比为乳酸菌：枯草芽孢杆菌：光合细菌：酵母菌=(3.6～4.4):(3.15～3.85):(1.8～2.2):(0.45～0.55)。
所述菌剂γ组合中的各菌种的重量比为乳酸菌：枯草芽孢杆菌：酵母菌：地衣芽孢杆菌：凝结芽孢杆菌=(3.15～3.85)：(1.8～2.2)：(0.45～0.55)：(1.35～1.65)：(2.25～2.75)。
各菌剂组合的制备方法包括以下步骤：
(1)分别将各菌种接种于液体培养基培养36～48h;
(2)将步骤(1)培养后的菌种分别置于发酵罐中，量产培养36～48h，菌种与发酵培养基的重量之比为1：9～15;
(3)将步骤(2)量产培养后的菌种按照各菌剂组合中的菌种的重量配比混合，交叉拮抗培养36～48h，至活菌数为1～7×1010cfu/ml，分别获得菌剂A组合、菌剂β组合和菌剂γ组合。
所述步骤(2)中，发酵过程中每8小时搅拌通无菌空气2分钟，搅拌的转速为70rpm/min。所述无菌空气的流量为90L/min。
所述菌剂A组合的制备方法为：
(1)分别将凝结芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌、酱油曲霉和脱氮硫杆菌接种于液体培养基，28～32℃培养48h;所述液体培养基为每升培养基中含有的成分如下：牛肉膏7.2～8.8g、蛋白胨9～11g、酵母膏2.7～3.3g、氯化钠4.5～5.5g、磷酸二氢钾0.9～1.1g、微量元素0.09～0.11g、蔗糖27～33g、其余为蒸馏水，酸碱度为6.8～7.2;所述微量元素为Mn2+、Mg2+或者Fe2+，所使用的均为它们的硫酸盐;
(2)将步骤(1)培养后的菌种分别置于发酵罐中，28～32℃量产培养48h，发酵过程中每8小时搅拌通无菌空气2分钟，所述无菌空气的流量为90L/min，转速70rpm/min，菌种与发酵培养基的重量之比为1：9～15;所述发酵培养基为每升培养基中含有的成分如下：牛肉膏7.2～8.8g、蛋白胨9～11g、酵母膏2.7～3.3g、氯化钠4.5～5.5g、磷酸二氢钾0.9～1.1g、微量元素0.09～0.11g、蔗糖27～33g、其余为蒸馏水，酸碱度为6.8～7.2;所述微量元素为Mn2+、Mg2+或者Fe2+，所使用的均为它们的硫酸盐;
(3)将步骤(2)量产培养后的菌种按照重量比凝结芽孢杆菌：乳酸菌：酵母菌：酱油曲霉：脱氮硫杆菌=(2.7～3.3)：(1.8～2.2)：(0.45～0.55)：(1.35～1.65)：(2.7～3.3)混合，交叉拮抗培养48h，培养过程中每8小时搅拌通无菌空气2分钟，搅拌转速70rpm/min，所述无菌空气的流量为90L/min，混合菌种与交叉拮抗培养基的重量之比为1：15～20，获得菌剂A组合，其活菌数为4～6×1010cfu/ml。所述交叉拮抗培养基为每升培养基中含有的成分如下：牛肉膏7.2～8.8g、蛋白胨9～11g、酵母膏2.7～3.3g、氯化钠4.5～5.5g、磷酸二氢钾0.9～1.1g、微量元素0.09～0.11g、蔗糖27～33g、其余为蒸馏水，酸碱度为6.8～7.2;所述微量元素为Mn2+、Mg2+或者Fe2+，所使用的均为它们的硫酸盐。
所述菌剂β组合的制备方法为：
(1)将乳酸菌、枯草芽孢杆菌、光合细菌和酵母菌分别接种于液体培养基，28～30℃培养36h;所述液体培养基为每升培养基中含有的成分如下：牛肉膏7.2～8.8g、蛋白胨3.258～3.982g、酵母膏3.6～4.4g、碳乙酸钠4.5～5.5g、葡萄糖18～22g、吐温80 0.9～1.1ml、七水硫酸镁1.35～1.65g/L、蔗糖45～55g/L，其余为蒸馏水，酸碱度为6.8～7.2;
(2)将步骤(1)培养后的菌种分别置于发酵罐中，28～30℃量产培养36h，发酵过程中每8小时搅拌通无菌空气2分钟，所述无菌空气的流量为90L/min，转速70rpm/min，菌种与发酵培养基的重量之比为1：9～15;所述发酵培养基为每升培养基中含有的成分如下：牛肉膏7.2～8.8g、蛋白胨3.258～3.982g、酵母膏3.6～4.4g、碳乙酸钠4.5～5.5g、葡萄糖18～22g、吐温80 0.9～1.1ml、七水硫酸镁1.35～1.65g、蔗糖45～55g，其余为蒸馏水，酸碱度为6.8～7.2;
(3)将步骤(2)量产培养后的菌种按照重量比乳酸菌：枯草芽孢杆菌：光合细菌：酵母菌=(3.6～4.4):(3.15～3.85):(1.8～2.2):(0.45～0.55)混合，28～30℃交叉拮抗培养36h，混合菌种与交叉拮抗培养基的重量之比为1：15～20，获得菌剂β组合，其活菌数为1～2×1010cfu/ml。所述交叉拮抗培养基为每升培养基中含有的成分如下：牛肉膏7.2～8.8g、蛋白胨3.258～3.982、酵母膏3.6～4.4g、碳乙酸钠4.5～5.5g、葡萄糖18～22g、吐温80 0.9～1.1ml、七水硫酸镁1.35～1.65g、蔗糖45～55g，其余为蒸馏水，酸碱度为6.8～7.2。
所述菌剂γ组合的制备方法为：
(1)将乳酸菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌、地衣芽孢杆菌和凝结芽孢杆菌分别接种于液体培养基，28～32℃培养36h;所述液体培养基为每升培养基中含有的成分如下：牛肉膏7.2～8.8g、蛋白胨2.7～3.3g、酵母膏3.15～3.85g、吐温800.9～1.1ml、七水硫酸镁1.35～1.65g、葡萄糖18～22g、蔗糖45～55g、其余为蒸馏水，酸碱度为6.8～7.2;
(2)将步骤(1)培养后的菌种分别置于发酵罐中，28～32℃量产培养36h，发酵过程中每8小时搅拌通无菌空气2分钟，所述无菌空气的流量为90L/min，转速70rpm/min，菌种与发酵培养基的重量之比为1：9～15;所述发酵培养基为每升培养基中含有的成分如下：牛肉膏7.2～8.8g、蛋白胨2.7～3.3g、酵母膏3.15～3.85g、吐温80 0.9～1.1ml、七水硫酸镁1.35～1.65g、葡萄糖18～22g、蔗糖45～55g、其余为蒸馏水，酸碱度为6.8～7.2;
(3)将步骤(2)量产培养后的菌种按照重量比乳酸菌：枯草芽孢杆菌：酵母菌：地衣芽孢杆菌：凝结芽孢杆菌=(3.15～3.85)：(1.8～2.2)：(0.45～0.55)：(1.35～1.65)：(2.25～2.75)混合，交叉拮抗培养36h，混合菌种与交叉拮抗培养基的重量之比为1：15～20，获得菌剂γ组合，其活菌数为4～7×1010cfu/ml。所述交叉拮抗培养基为每升培养基中含有的成分如下：牛肉膏7.2～8.8g、蛋白胨2.7～3.3g、酵母膏3.15～3.85g、吐温80 0.9～1.1ml、七水硫酸镁1.35～1.65g、葡萄糖18～22g、蔗糖45～55g、其余为蒸馏水，酸碱度为6.8～7.2。
本发明还提供了所述复合微生物组合菌剂在黑臭河道治理上的应用。
一种黑臭河道的污泥治理方法，所述治理方法包括以下步骤：
A、对黑臭河道的外源污染进行控制，做好截污纳管工作;
β、将菌剂A组合和菌剂β组合混合，投放到黑臭河道中;
C、5～6个月之后，将菌剂γ组合投放入河道中，放养水生动植物，恢复水生态系统恢复水体自净能力;
D、之后对河道进行长期维护。
所述菌剂A组合、菌剂β组合和菌剂γ组合的投放量均为20～50ppm。此投放剂量的范围内，菌种可以快速生长起来，以菌群优势抑制有害菌的生长，可快速的分解污染物，进而使得效果快速明显。投放剂量过少菌种生长繁殖慢不会有菌群优势，治理效果不理想，投放过多和投放此剂量的效果一样，因此投放过多会造成浪费。
本发明公开的复合微生物组合菌剂中的各菌种的功能如下：
凝结芽孢杆菌：分泌淀粉酶和蛋白酶，有效抑制有害菌的生长;
乳酸菌：分解水体中蛋白质，为水生东植物提供营养;
酵母菌：分解水体中淀粉等多糖类;
酱油曲霉：吸收重金属，解磷，为水生植物提供营养;
脱氮硫杆菌：将硫化物转化为硫酸盐或单质硫，将硝酸盐，亚硝酸盐转化为氮气;
枯草芽孢杆菌：分泌淀粉酶，脂肪酶，蛋白酶，纤维素酶;
地衣芽孢杆菌：分解有机质，分泌淀粉酶;
光合细菌：分解有机物，提高水中溶解氧，调节PH，抑制有害菌生长。
菌剂A组合是由凝结芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌、酱油曲霉和脱氮硫杆菌按重量比为(2.7～3.3):(1.8～2.2):(0.45～0.55):(1.35～1.65):(2.7～3.3)交叉拮抗培养得到，这些菌种共同作用，使得菌剂A组合能够快速分解水中氨气、甲硫醇、硫化氢等黑臭物质。
菌剂β组合是由乳酸菌、枯草芽孢杆菌、光合细菌和酵母菌按重量比为(3.6～4.4):(3.15～3.85):(1.8～2.2):(0.45～0.55)交叉拮抗培养得到，这些菌种共同作用，使得菌剂β组合能够快速分解底泥中有机物，逐步减少淤泥总量。
菌剂γ组合是由乳酸菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌、地衣芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌按重量比为(3.15～3.85):(1.8～2.2):(0.45～0.55):(1.35～1.65):(2.25～2.75)交叉拮抗培养得到，这些菌种共同作用，使得菌剂γ组合具有调节水体PH值、调整水体微生物环境、提高水体透明度的作用，能够恢复水体生态，在向经菌剂A组合和菌剂β组合修复之后的黑臭水体中投放菌剂γ组合的同时，放养水生动植物对水体进行调控、监测、修整系统各组成单元，从而能优化河道指标，平衡水质及保持各生物菌群的和谐稳定，增加系统的生物多样性，恢复水生态系统，恢复水体自净能力。
以上各菌剂组合中的各菌种的剂量均需要严格控制在本发明公开的范围之内，此范围内可使各菌种之间既相互拮抗又能共同生长不会出现单个菌种死亡的情况，从而影响使用效果。在定培养过程中因拮抗作用促使菌体更快的分泌更多更有效的酶，使其效果要远大于单一菌种。
在黑臭河道的治理过程中，先使用菌剂A组合和菌剂β组合修复水体环境、消减河底的淤泥厚度，在水体各项指标均达到要求之后，再投放菌剂γ组合，以恢复水体中的生态平衡。
与现有技术相比，本发明具备以下优点：
1.每种菌剂组合中各菌种培养时均采用统一的培养基进行培养，在保证菌种最优繁殖条件的前提下，简化菌剂组合的制备步骤，节省成本;
2.每种菌剂组合均由多种菌种组成，各菌种在污水处理中发挥协同作用，快速形成优势菌群，快速分解黑臭水体各类富营养，消除异味，降解有害物质;
3.采用菌剂A组合、菌剂β组合和菌剂γ组合这三种菌剂组合来治理黑臭河道的污染问题，其治理周期短，可有效消减河底淤泥厚度，解决黑臭水体的氮磷超标、COD值过高问题，可有效消除水体中的臭味气体硫化氢;
4.在菌剂A组合和菌剂β组合混合修复黑臭河道的水质之后，投放菌剂γ组合来平衡水中的菌群，改善水质环境，恢复水体中的生态平衡;
5.本发明先采用微生物治理水体，后通过水体的自净能力来治理水体，达到治标治本的目的，不会产生二次污染;
6.具有安全、高效、成本低、投资省，操作简单等特点。