專利名稱：用于凈化水質(zhì)的微生物復(fù)合制劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于凈化河道、湖泊、景觀水體水質(zhì)的微生物復(fù)合制劑，屬于微生物發(fā)酵領(lǐng)域，特別涉及一種用于凈化水質(zhì)的微生物縫合制劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著生活水平的不斷提高，人們對生活條件和居住環(huán)境提出了更高的要求。大量人工設(shè)計水景被應(yīng)用于新型公園、生活小區(qū)建設(shè)中，給人們增添了一道靚麗的風(fēng)景。由于這些景觀是人工營造的，要使其短時間內(nèi)具有自我凈化的能力，就必須快速建立一個動態(tài)平衡的生態(tài)系統(tǒng)來發(fā)揮作用，其中微生物發(fā)揮了舉足輕重的作用。同時，隨著人類活動的加強，各種水體包括河道、湖泊和各種景觀水體的污染越來越嚴重，甚至出現(xiàn)了發(fā)“綠”、發(fā)“臭”等現(xiàn)象，不僅影響了景觀水域的視覺效果，更影響了周圍居住環(huán)境和城市環(huán)境的改善。因此，行之有效的景觀水處理技術(shù)成為各大中小城市迫切要解決的課題。在現(xiàn)行處理景觀污水的方法中，絕大多數(shù)以物理、化學(xué)方法控制污水為主，這些方法不僅投資大、維護成本昂貴、而且難以達到長期治理效果。而通過構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)的方法來處理污水不僅能耗低、維護成本低且水質(zhì)穩(wěn)定效果長久，已廣泛被各界人士認可和接受。而在人工構(gòu)建的生態(tài)系統(tǒng)中，微生物在降解有機物含量(BOD)、除氮、除磷上都發(fā)揮了不可替代的作用?，F(xiàn)有的微生物制劑中，為了使微生物發(fā)揮其最大作用，同時會在微生物制劑和使用設(shè)備上改進，如加入活化酶活化微生物、在制劑中添加有凈化水質(zhì)的植物、利用設(shè)備噴灑增大微生物制劑與水體接觸面積等，這些方法有時不能使菌種充分生長，并且增加了培養(yǎng)周期，在制備和使用時也都大大增加了成本。在復(fù)合微生物制劑中，各菌種的菌數(shù)的提高才能使其得到最大功效的發(fā)揮。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于凈化水質(zhì)的微生物復(fù)合制劑及其制備方法，將各菌種分開培養(yǎng)，每種菌均可以充分生長，同時縮短培養(yǎng)周期，有效降低水中COD、 總氮、總磷和氨氮含量。本發(fā)明是通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn)的一種用于凈化水質(zhì)的微生物復(fù)合制劑及其制備方法，是通過以下的步驟實現(xiàn)的(1)微生物復(fù)合制劑中各菌種種子液單獨制備取1體積的地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)、枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)、環(huán)狀芽孢桿菌(Bacillus circulans)、黃原膠降解菌(Paenibacillus lautus) 和梭形桿菌(Lysinibacillus sphaericus)，分別接入到100倍體積的所述五種菌種各自的液體LB培養(yǎng)基中制成菌液，放入恒溫搖床過夜培養(yǎng)，第二日取0. 5倍所述菌液分別接種到液體培養(yǎng)基種子瓶中，恒溫振蕩培養(yǎng)10-1 1，得所述五種菌種各自的種子培養(yǎng)液；
(2)種子罐多菌種混合培養(yǎng)對種子罐進行高壓蒸汽滅菌，配置種子罐內(nèi)的培養(yǎng)基，加入培養(yǎng)基后再次進行高壓蒸汽滅菌，然后將所述五種菌種各自的種子培養(yǎng)液接種到所述種子罐中合并，恒溫培養(yǎng) 10-1池，得多菌種復(fù)合種子培養(yǎng)液；(3)發(fā)酵罐發(fā)酵培養(yǎng)對發(fā)酵罐進行高壓蒸汽滅菌，配置發(fā)酵罐內(nèi)的培養(yǎng)基，加入培養(yǎng)基后再次進行高壓蒸汽滅菌，將所述多菌種復(fù)合種子培養(yǎng)液通過移種管道，從所述種子罐中移種至發(fā)酵罐， 恒溫培養(yǎng)10-1池，得微生物復(fù)合制劑。所述步驟(1)中地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)液體LB培養(yǎng)基為1L 蒸餾水中加紅糖30克、胰蛋白胨10克、酵母5克、氯化鈉10克和磷酸二氫鈉2克，pH調(diào)至 7. 5-8.0之間，用高壓蒸汽滅菌。所述步驟(1)中枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)液體LB培養(yǎng)基為1L蒸餾水中加胰蛋白胨10克、酵母5克、氯化鈉10克、磷酸二氫鈉2克和硫酸銨2. 5克，PH調(diào)至 7. 5-8.0之間，用高壓蒸汽滅菌。所述步驟(1)中環(huán)狀芽孢桿菌(Bacillus circulans)液體LB培養(yǎng)基為1L蒸餾水中加胰蛋白胨10克、酵母5克、氯化鈉10克，pH調(diào)至7. 5-8. 0之間，用高壓蒸汽滅菌。所述步驟(1)中黃原膠降解菌(Paenikicillus lautus)液體LB培養(yǎng)基為1L蒸餾水中加胰蛋白胨10克、酵母5克、氯化鈉10克、黃原膠3克和七水硫酸鎂8克，pH調(diào)至 7. 5-8.0之間，用高壓蒸汽滅菌。所述步驟(1)中梭形桿菌(Lysinibacillus sphaericus)液體LB培養(yǎng)基為梭形桿菌所用的LB培養(yǎng)基為1L蒸餾水中加胰蛋白胨10克、酵母5克、氯化鈉10克，pH調(diào)至 7. 5-8.0之間，用高壓蒸汽滅菌。所述步驟(1)中五種菌種的菌液為菌數(shù)大于1. OX 109CfU/ml。所述步驟O)中的高壓蒸汽滅菌條件控制在真空度0. 102MPa,時間為30-40min， 溫度為37°C。所述步驟O)中的種子罐內(nèi)培養(yǎng)基為5L水中加25克牛肉膏、酵母12. 5克和氯化鈉25克。所述步驟⑵中恒溫培養(yǎng)期間用氫氧化鈉控制pH在7. 5-8. 0之間，DO控制在5mg/ L以上。所述步驟(3)中的高壓蒸汽滅菌條件控制在真空度0. 102MPa,時間為30-40min， 溫度為37°C。所述步驟(3)中的發(fā)酵罐內(nèi)培養(yǎng)基為50L水中加250克牛肉膏、酵母125克和氯化鈉250克。所述步驟(3)中恒溫培養(yǎng)期間用氫氧化鈉控制pH在7. 5-8. 0之間，DO控制在5mg/ L以上。所述步驟(3)中在移種以前對移種管道進行高壓蒸汽滅菌，條件為真空度 0. 102MPa,時間為 30-40min。本發(fā)明所制備的微生物復(fù)合制劑，在投入水體后，所選用的菌種的功能分別如下
地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)能夠消化由蛋白質(zhì)構(gòu)成的污物，有效降低水質(zhì)中的化學(xué)需氧量(COD)，并且有良好的除氮去磷效果，并能夠抑制水生動物致病菌的生長和繁殖。枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)能大量消耗水中的有機物，可迅速有效降解氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮，維持水體的PH值。環(huán)狀芽孢桿菌(Bacillus circulans)能夠分解蛋白質(zhì)、復(fù)雜多糖，降低水中有機物含量，并有很強的反硝化作用，能有效去除水中的氮源污染物。黃原膠降解菌(Paenikicillus lautus)能夠?qū)Ｒ恍缘亟到恻S原膠，從而降低水體的黏度和濁度，增加水體的流動性和透明度。梭形桿菌(Lysinibacillus sphaericus)能夠有效降低水中脂肪族化合物的含量。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明將不同特性的菌種分別培養(yǎng)得到種子培養(yǎng)液，等其達到指數(shù)生長期再接種于同一培養(yǎng)基中混合培養(yǎng)。用此方法可使各菌種都充分生長，在不降低各菌種的效用下大大縮短培養(yǎng)周期。將此發(fā)明制備的微生物復(fù)合制劑應(yīng)用到新建的人工生態(tài)系統(tǒng)或受污的水質(zhì)環(huán)境后，各菌種能各司其職、協(xié)同作用，從而能有效降低水中的 COD、總氮、總磷、氨氮含量。
具體實施例方式以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明做進一步說明。一、微生物復(fù)合制劑的制備(1)微生物復(fù)合制劑中各菌種種子液單獨制備a、地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)種子培養(yǎng)液制備第一日晚上取10 μ 1地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)甘油保種菌接入到Iml液體LB培養(yǎng)基中，放入37°C恒溫搖床中，200r/min過夜培養(yǎng)，第二日早上取500 μ 1上述菌液接到50ml液體培養(yǎng)基種子瓶中，37°C，200r/min震蕩培養(yǎng)12小時，得到地衣芽孢桿菌菌數(shù)彡1. OX 109CfU/ml的種子培養(yǎng)液。所述的液體LB培養(yǎng)基為1L蒸餾水中加紅糖30克、胰蛋白胨10克、酵母5克、氯化鈉10克和磷酸二氫鈉2克，pH調(diào)至7. 5-8. 0之間，用高壓蒸汽滅菌。b、枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)種子培養(yǎng)液制備培養(yǎng)方法同前述地衣芽孢桿菌的培養(yǎng)方法，但所用培養(yǎng)基略有不同。枯草芽孢桿菌所用LB培養(yǎng)基為1L蒸餾水中加胰蛋白胨10克、酵母5克、氯化鈉10克、磷酸二氫鈉2克和硫酸銨2. 5克，pH調(diào)至7. 5-8. 0 之間，用高壓蒸汽滅菌。C、環(huán)狀芽孢桿菌(Bacillus circulans)種子培養(yǎng)液制備培養(yǎng)方法同前述地衣芽孢桿菌的培養(yǎng)方法，但所用培養(yǎng)基略有不同。環(huán)狀芽孢桿菌所用的LB培養(yǎng)基為1L蒸餾水中加胰蛋白胨10克、酵母5克、氯化鈉10克，pH調(diào)至7. 5-8. 0之間，用高壓蒸汽滅菌。d、黃原膠降解菌(Paenikicillus lautus)種子培養(yǎng)液制備培養(yǎng)方法同前述地衣芽孢桿菌的培養(yǎng)方法，但所用培養(yǎng)基略有不同。黃原膠降解菌所用的LB培養(yǎng)基為1L蒸餾水中加胰蛋白胨10克、酵母5克、氯化鈉10克、黃原膠3克和七水硫酸鎂8克，pH調(diào)至 7. 5-8.0之間，用高壓蒸汽滅菌。
e、梭形桿菌(Lysinibacillus sphaericus)種子培養(yǎng)液制備培養(yǎng)方法同前述地衣芽孢桿菌的培養(yǎng)方法，但所用培養(yǎng)基略有不同。梭形桿菌所用的LB培養(yǎng)基為1L蒸餾水中加胰蛋白胨10克、酵母5克、氯化鈉10克，pH調(diào)至7. 5-8. 0之間用高壓蒸汽滅菌。上述菌種高壓蒸汽滅菌條件是真空度0. 102MPa,時間是30-40min。(2)種子罐多菌種混合培養(yǎng)a、第二日白天對5L種子罐進行空消(高壓蒸汽滅菌，0. 102MPa) 40分鐘、配制種子罐內(nèi)的培養(yǎng)基、加培養(yǎng)基后進行實消(高壓蒸汽滅菌，0. 102MPa)40分鐘。所述的培養(yǎng)基為5L水中加25克牛肉膏、酵母12. 5克和氯化鈉25克。b、第二日晚上將培養(yǎng)好的50ml地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)種子培養(yǎng)液、50ml尼氏芽孢桿菌(Bacillusnealsonii)種子培養(yǎng)液、50ml黃原膠降解菌 (Paenibacillus lautus)禾中子培胃^夜、50ml {[Μ單Ifilif (Pseudomonas chloritidismutans) 種子培養(yǎng)液和50ml梭形桿菌(Lysinibacillus sphaericus)種子培養(yǎng)液在無菌條件下接種到種子罐中，攪拌機轉(zhuǎn)速200r/min，37°C恒溫培養(yǎng)12小時。其間用氫氧化鈉控制pH在 8. 0左右，DO控制在5mg/L以上。(3)發(fā)酵罐發(fā)酵培養(yǎng)a、第二日白天對50L發(fā)酵罐進行空消(高壓蒸汽滅菌，0. 102MPa)40分鐘、配制種子罐內(nèi)的培養(yǎng)基、實消(高壓蒸汽滅菌，0. 102MPa)40分鐘。所述的培養(yǎng)基為50L水中加 250克牛肉膏，酵母125克和氯化鈉250克。b、第三日移種前對移種管道進行空消(高壓蒸汽滅菌，0. 102MPa)40分鐘。C、將種子罐的菌液通過調(diào)節(jié)罐內(nèi)壓力差引種到發(fā)酵罐，罐內(nèi)攪拌機轉(zhuǎn)速控制在 200r/min左右，37°C培養(yǎng)至少12小時。其間用氫氧化鈉控制pH在7. 5-8. 0，DO控制在5mg/ L以上。移種后對種子罐進行清洗、空消、實消，準備下一次的發(fā)酵。 d、第三日晚上收集發(fā)酵液，備用。二、微生物復(fù)合制劑的應(yīng)用實施例將上述制備的微生物應(yīng)用于不同的水體中，測量其改善水體水質(zhì)的能力。實施例1凈化河道水體水質(zhì)應(yīng)用于1萬立方米的劣V水體，應(yīng)用前取10個采樣點的平均水質(zhì)指標分別為C0D 為 178. 25mg/L，總氮為 14. 89mg/L，氨氮為 10. 31mg/L，總磷 6. 795mg/L。使用方法按照5ppm的濃度稀釋后全水體潑灑法，連用3天，每天1次。以后每周一次，全水體潑灑6次。試驗結(jié)果一個月后在同樣采樣點取水樣，測的平均水質(zhì)指標分別為C0D為 34. 95mg/L，降低了 80.4% ；總氮為 2. 21mg/L，降低了 85. 2% ；氨氮為 1. 37mg/L，降低了 86. 7% ；總磷1. 352mg/L,降低了 80. 1 %。所測水體指標基本上近V類水標準限值。實施例2凈化湖泊水體水質(zhì)應(yīng)用于5萬立方米的劣V水體，應(yīng)用前取20個采樣點的平均水質(zhì)指標分別為C0D 為 86. 70mg/L,總氮為 5. 31mg/L，氨氮為 3. 09mg/L,總磷 0. 773mg/L0使用方法按照5ppm的濃度稀釋后全水體潑灑法，連用3天，每天1次。以后每周一次，全水體潑灑6次。試驗結(jié)果一個月后在同樣采樣點取水樣，測的平均水質(zhì)指標分別為C0D為 15. 70mg/L,降低了 81.9% ；總氮為 1. 24mg/L,降低了 76. 7 % ；氨氮為 0. 89mg/L，降低了 71.2% ；總磷0. 170mg/L，降低了 78%，所測水體指標均低于IV類水標準限值。實施例3凈化景觀水體水質(zhì)應(yīng)用于小區(qū)內(nèi)景觀水體，應(yīng)用前取3個采樣點的平均水質(zhì)指標分別為C0D為 50. 50mg/L,總氮為 4. 95mg/L，氨氮為 2. 89mg/L，總磷 0. 866mg/L。使用方法按照5ppm的濃度稀釋后全水體潑灑法，連用3天，每天1次。以后每周一次，全水體潑灑6次。試驗結(jié)果一個月后在同樣采樣點取水樣，測的平均水質(zhì)指標分別為C0D為 8. 78mg/L，降低了 82.6% ；總氮為 0. 59mg/L，降低了 88. 1 % ；氨氮為 0. 32mg/L,降低了 88. 9% ；總磷0. 15mg/L,降低了 82. 7%，所測水體指標均低于III類水標準限值。
權(quán)利要求
1.一種用于凈化水質(zhì)的微生物復(fù)合制劑及其制備方法，其特征在于是通過以下的步驟實現(xiàn)的(1)微生物復(fù)合制劑中各菌種種子液單獨制備取1體積的地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)、枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)、環(huán)狀芽孢桿菌(Bacillus circulans)、黃原膠降解菌(Paenibacillus lautus) 和梭形桿菌(Lysinibacillus sphaericus)，分別接入到100倍體積的所述五種菌種各自的液體LB培養(yǎng)基中制成菌液，放入恒溫搖床過夜培養(yǎng)，第二日取0. 5倍所述菌液分別接種到液體培養(yǎng)基種子瓶中，恒溫振蕩培養(yǎng)10-1 1，得所述五種菌種各自的種子培養(yǎng)液；(2)種子罐多菌種混合培養(yǎng)對種子罐進行高壓蒸汽滅菌，配置種子罐內(nèi)的培養(yǎng)基，加入培養(yǎng)基后再次進行高壓蒸汽滅菌，然后將所述五種菌種各自的種子培養(yǎng)液接種到所述種子罐中合并，恒溫培養(yǎng) 10-1池，得多菌種復(fù)合種子培養(yǎng)液；(3)發(fā)酵罐發(fā)酵培養(yǎng) 對發(fā)酵罐進行高壓蒸汽滅菌，配置發(fā)酵罐內(nèi)的培養(yǎng)基，加入培養(yǎng)基后再次進行高壓蒸汽滅菌，將所述多菌種復(fù)合種子培養(yǎng)液通過移種管道，從所述種子罐中移種至發(fā)酵罐，恒溫培養(yǎng)10-1池，得微生物復(fù)合制劑。
2.如權(quán)利要求1所述的用于凈化水質(zhì)的微生物復(fù)合制劑及其制備方法，其特征在于所述步驟(1)中地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)液體LB培養(yǎng)基為1L蒸餾水中加紅糖30克、胰蛋白胨10克、酵母5克、氯化鈉10克和磷酸二氫鈉2克，pH調(diào)至7. 5-8. 0之間，用高壓蒸汽滅菌；所述步驟(1)中枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)液體LB培養(yǎng)基為1L蒸餾水中加胰蛋白胨10克、酵母5克、氯化鈉10克、磷酸二氫鈉2克和硫酸銨2. 5克，pH調(diào)至7. 5-8. 0 之間，用高壓蒸汽滅菌；所述步驟(1)中環(huán)狀芽孢桿菌(Bacillus circulans)液體LB培養(yǎng)基為1L蒸餾水中加胰蛋白胨10克、酵母5克、氯化鈉10克，pH調(diào)至7. 5-8. 0之間，用高壓蒸汽滅菌；所述步驟(1)中黃原膠降解菌(Paenibacillus lautus)液體LB培養(yǎng)基為1L蒸餾水中加胰蛋白胨10克、酵母5克、氯化鈉10克、黃原膠3克和七水硫酸鎂8克，pH調(diào)至7. 5-8. 0 之間，用高壓蒸汽滅菌；所述步驟(1)中梭形桿菌(Lysinibacillus sphaericus)液體LB培養(yǎng)基為梭形桿菌所用的LB培養(yǎng)基為1L蒸餾水中加胰蛋白胨10克、酵母5克、氯化鈉10克，pH調(diào)至7. 5-8.0 之間，用高壓蒸汽滅菌。
3.如權(quán)利要求1所述的用于凈化水質(zhì)的微生物復(fù)合制劑及其制備方法，其特征在于所述步驟(1)中五種菌種的菌液為菌數(shù)大于1.0X109cfu/ml。
4.如權(quán)利要求1所述的用于凈化水質(zhì)的微生物復(fù)合制劑及其制備方法，其特征在于所述步驟(2)中的高壓蒸汽滅菌條件控制在真空度0. 102MPa，時間為30-40min，溫度為37°C。
5.如權(quán)利要求1所述的用于凈化水質(zhì)的微生物復(fù)合制劑及其制備方法，其特征在于所述步驟O)中的種子罐內(nèi)培養(yǎng)基為5L水中加25克牛肉膏、酵母12. 5克和氯化鈉25克。
6.如權(quán)利要求1所述的用于凈化水質(zhì)的微生物復(fù)合制劑及其制備方法，其特征在于所述步驟O)中恒溫培養(yǎng)期間用氫氧化鈉控制PH在7. 5-8. 0之間，DO控制在5mg/L以上。
7.如權(quán)利要求1所述的用于凈化水質(zhì)的微生物復(fù)合制劑及其制備方法，其特征在于所述步驟(3)中的高壓蒸汽滅菌條件控制在真空度0. 102MPa，時間為30-40min，溫度為37°C。
8.如權(quán)利要求1所述的用于凈化水質(zhì)的微生物復(fù)合制劑及其制備方法，其特征在于所述步驟(3)中的發(fā)酵罐內(nèi)培養(yǎng)基為50L水中加250克牛肉膏、酵母125克和氯化鈉250克。
9.如權(quán)利要求1所述的用于凈化水質(zhì)的微生物復(fù)合制劑及其制備方法，其特征在于所述步驟(3)中恒溫培養(yǎng)期間用氫氧化鈉控制pH在7. 5-8. 0之間，DO控制在5mg/L以上。
10.如權(quán)利要求1所述的用于凈化水質(zhì)的微生物復(fù)合制劑及其制備方法，其特征在于所述步驟C3)中在移種以前對移種管道進行高壓蒸汽滅菌，條件為真空度0. 102MPa，時間為 30-40min。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于凈化水質(zhì)的微生物復(fù)合制劑及其制備方法，其特征在于，由地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、環(huán)狀芽孢桿菌、黃原膠降解菌和梭形桿菌分別進行單菌種培養(yǎng)，得到種子培養(yǎng)液后，接種于同一種培養(yǎng)基中，然后進行種子罐發(fā)酵和發(fā)酵罐發(fā)酵培養(yǎng)得到產(chǎn)品制劑；該制劑中所述的五種菌種的菌數(shù)均≥1.0×109cfu/ml。本發(fā)明的方法可以使各菌種都充分生長，在不降低各菌種效用的同時大大縮短培養(yǎng)周期；在投入受污染水體后，各菌種各司其職，協(xié)同作用，有效降低水中COD、總氮、總磷和氨氮含量。
文檔編號C12R1/125GK102206585SQ20111011192
公開日2011年10月5日 申請日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者謝平 申請人:上海水大環(huán)境工程有限公司