高效修復(fù)復(fù)合菌劑及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及分生物領(lǐng)域，具體涉及高效修復(fù)復(fù)合菌劑及其應(yīng)用。本發(fā)明的復(fù)合菌劑包括菌株：紅球菌（Rhodococcus），保藏編號CGMCC?No.3276；假單胞菌（Pseudomonas），保藏編號CGMCC?No.3277；酵母菌（Saccharomyces），保藏編號CGMCC?No.3278；微球菌屬(Micrococcus?luteus)，保藏編號CGMCC?No.3903。所述復(fù)合菌劑水生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)、水華防治、除臭效果顯著外，同時對有機(jī)物等去除率均達(dá)到70%以上，更符合“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”、“節(jié)能減排”的國家政策。其能為各地水域節(jié)約大量的運行成本，實現(xiàn)廢水的資源化處理。
【專利說明】高效修復(fù)復(fù)合菌劑及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及分生物領(lǐng)域，具體涉及高效修復(fù)復(fù)合菌劑及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]水體生物鏈在形成和發(fā)展過程中，每個時期都有其特定的生態(tài)學(xué)特征和固定的結(jié)構(gòu)組成，從而表現(xiàn)出一定的物質(zhì)循環(huán)和能量流動等生態(tài)學(xué)過程。當(dāng)外來干擾較弱時，水體生物鏈會表現(xiàn)出一定的自我調(diào)節(jié)能力，以維持其固有的結(jié)構(gòu)和功能；當(dāng)干擾超過其自我調(diào)節(jié)能力時，生物鏈結(jié)構(gòu)和功能就會出現(xiàn)較大的變異，甚至出現(xiàn)斷鏈環(huán)節(jié)。出現(xiàn)斷鏈的水體生物鏈，其結(jié)構(gòu)和功能一般表現(xiàn)為物種多樣性下降、種群調(diào)節(jié)能力喪失、系統(tǒng)初級生產(chǎn)力下降、物質(zhì)循環(huán)過程受阻、群落結(jié)構(gòu)簡化以及物種組成比例失衡等。
[0003]污染水體修復(fù)、凈化高效復(fù)合菌劑技術(shù)存在的幾大難點:如何篩選、分離、選優(yōu)、組合培養(yǎng)菌劑以及生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的啟動、調(diào)試、擇機(jī)投放等?？茖W(xué)使用高效修復(fù)復(fù)合菌劑，通過生物鏈修補(bǔ)單元與濕地群落構(gòu)建的有機(jī)結(jié)合在河道水體污染控制與治理中的應(yīng)用，可有效地解決富營養(yǎng)化水體污染嚴(yán)重的環(huán)境問題，修復(fù)了水生態(tài)系統(tǒng)功能。
[0004]水體富營養(yǎng)化的治理方法概括起來無非是物理法、化學(xué)法和生物法。物理法和化學(xué)法中如截污、調(diào)水、清淤等，需要建筑大型的構(gòu)筑物，費用高，化學(xué)法絮凝雖然效果明顯，但化學(xué)污泥產(chǎn)量大，有一定的毒性，會造成二次污染。由于水體底泥營養(yǎng)物質(zhì)的不斷釋放，地面各種干濕沉降的增加，物理法和化學(xué)法不能夠從根本上解決水華及水體黑臭的問題。因此，隨著環(huán)保要求的提高和環(huán)境生物技術(shù)的不斷發(fā)展，生物修復(fù)作為一種低投資、高效益、運行操作方便靈活的水體污染治理技。目前，生物菌劑修復(fù)技術(shù)應(yīng)用研究已經(jīng)起步發(fā)展并應(yīng)用到生產(chǎn)實際當(dāng)中，已經(jīng)取得一些研究成果，但大多為國外進(jìn)口菌劑，如何充分利用我國土著生物而研制的修復(fù)、凈化菌劑技術(shù)在富營養(yǎng)化水體上的應(yīng)用研究，報道很少。
[0005]現(xiàn)有修復(fù)技術(shù)存在以下缺陷:
[0006]1、單一的人工曝氣復(fù)氧技術(shù)，雖然在短期內(nèi)能有效的改善水體水質(zhì)，但是存在暫時性、不穩(wěn)定性以及治標(biāo)不治本等缺點，并且脫氮除磷效率較低。
[0007]2、單一的微生物修復(fù)技術(shù)。
[0008]通過本發(fā)明的復(fù)合生物修復(fù)技術(shù)，不僅解決了河水湖泊的水華及黑臭問題，并且極大改善了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了解決上述問題，本發(fā)明研究，利用找到優(yōu)勢微生物，逐步恢復(fù)已經(jīng)斷裂的生物鏈，充分利用大自然的生物自凈功能和科研中的微生物技術(shù)，讓當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)由目前的脆弱逐步變?yōu)榉€(wěn)定。
[0010]因此，本發(fā)明的目的是提供高效修復(fù)復(fù)合菌劑。
[0011]本發(fā)明的再一目的是提供上述高效修復(fù)復(fù)合菌劑的應(yīng)用。
[0012]高效修復(fù)復(fù)合菌劑以兼性微生物菌群為主，對氧的需求量不高，水環(huán)境底部溶解氧為零或很低時仍可快速地繁殖，并成為水體中的優(yōu)勢菌群。在此過程中，水體微生物群落發(fā)生了質(zhì)的變化，即由厭氧向兼性、好氧過渡。兼性菌及好氧菌群將水體中的有機(jī)污染物快速降解，水質(zhì)逐步得到改善。水體中的溶解氧含量逐步提高，有效抑制了厭氧菌的活性及其繁殖能力。水體表觀由黑色逐漸向黃褐色、淡黃色，直至向正常水體色過渡。復(fù)合菌劑攻克了水體溶解氧為零或極低時好氧菌增值慢的難點，成功實現(xiàn)了生物鏈修復(fù)技術(shù)在水生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)工程的快速啟動和穩(wěn)定運行。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的修復(fù)復(fù)合菌劑包括:紅球菌屬(Rhodococcus)(保藏編號 CGMCC N0.3276，CN101748091 中公開)、假單胞菌屬(Pseudomonas)(保藏編號CGMCC N0.3277CN101748091 中公開)、酵母菌屬(Saccharomyces)(保藏編號 CGMCCN0.3278CN101748091 中公開)、以及微球菌屬(Micrococcus Iuteus)(保藏編號 CGMCC No。3903CN102329744A中公開)，紅球菌屬(Rhodococcus)假單胞菌屬(Pseudomonas)酵母菌屬(Saccharomyces)微球菌屬(Micrococcus Iuteus)四株除臭優(yōu)勢菌在復(fù)合菌劑中的比例分別為3:3:2:2。他們?nèi)コ鼵OD分別為88.3%,83.1%、77.5%,76.2%四株菌組合后，處理效果為91.6% ;去除TN分別為72.4%,65.2%,55.3%,53.8%.四株菌組合后，處理效果為74.8%，由此可見，復(fù)合菌劑在除氮方面產(chǎn)生了協(xié)同增效的效果。
[0014]本發(fā)明使用上述復(fù)合菌劑處理黑臭河水，復(fù)合菌劑培養(yǎng)基:酵母浸膏10g/L，牛肉膏 5g 蛋白胨 10g/L,，MgSO4.7H2020g/L, KCL2g/L, NaCL5g/L, ρΗ7.0 ；25-35°C。
[0015]將復(fù)合菌劑在現(xiàn)場擴(kuò)大培養(yǎng)時，采用上述培養(yǎng)基，按現(xiàn)場所需要的量進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)。將現(xiàn)場所需要的復(fù)合菌劑投加于組合生物修復(fù)處理系統(tǒng)中。投加比例與污水的COD濃度及污水量有關(guān)。以下分三種情況a) COD濃度小于100mg/L時，按系統(tǒng)的1/100000 (十萬分之一)容積比進(jìn)行投加，即100000m3容積中投加Im3的高效修復(fù)復(fù)合菌劑。b) COD濃度小于1000mg/L大于100mg/L時，按系統(tǒng)的1/10000-5/10000 (萬分之一-萬分之五)容積比進(jìn)行投加，即1000Om3容積中投加lm3-5m3的高效修復(fù)復(fù)合菌劑。c)C0D濃度大于1000mg/L時，按系統(tǒng)的1/1000容積比進(jìn)行投加，即1000m3容積中投加Im3的高效修復(fù)復(fù)合菌劑。同時，定期加入復(fù)合菌劑培養(yǎng)基，使菌劑在生物系統(tǒng)能良好的生長并形成生物膜，則完成了啟動階段。
[0016]啟動階段完成后，進(jìn)入馴化階段。即:逐漸減少投加復(fù)合菌劑培養(yǎng)基并逐漸增加黑臭河水的量，直到復(fù)合菌劑培養(yǎng)基的投加量為0%，黑臭河水水的量增加到100%。
[0017]啟動及馴化完成后，就進(jìn)入整個生物系統(tǒng)與設(shè)備調(diào)試、運行，最終使出水水質(zhì)達(dá)到了景觀用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
[0018]本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點:
[0019](I)原位多點采樣法篩選出多株微生物，克服了單點采樣培養(yǎng)成的菌液穩(wěn)定性差、易受沖擊的難點，對整個黑臭河流治理在的研究起著至關(guān)重要作用，是水生態(tài)系統(tǒng)生物修復(fù)技術(shù)的核心。
[0020](2)通過大量的單因素以及正交實驗，實現(xiàn)了菌株的選優(yōu)并掌握了高效修復(fù)復(fù)合菌劑最佳的生長條件。
[0021](3)突破了用單一生物修復(fù)技術(shù)的，提出了直接投放到被污染的水體中；或與修建人工濕地、人工曝氣復(fù)氧等共同實施，使微生物菌種能長期附著繁衍，最終恢復(fù)被污染河道、湖泊水體的生態(tài)。并將此技術(shù)運用于實際水華防治及黑臭河流的治理。[0022](4)本發(fā)明的水華防治除臭效果顯著外，同時對有機(jī)物等去除率均達(dá)到70%以上?？傊c其他處理技術(shù)相比，更符合“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”、“節(jié)能減排”的國家政策。其能為各地水域節(jié)約大量的運行成本，實現(xiàn)廢水的資源化處理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1顯示高效修復(fù)復(fù)合菌劑制備及水生態(tài)系統(tǒng)水體修復(fù)、凈化工程應(yīng)用流程圖。
【具體實施方式】
[0024]實施例1
[0025](I)富集培養(yǎng)基:
[0026]①酵母菌:葡萄糖100g,蛋白胨7g,酵母膏7g,KH2P041g,MgS040.5,蒸懼水lL,pH為 4.0 ~6.5 ;
[0027]②光合細(xì)菌:NH4C10.lg, NaHCO30.1g (5%水溶液，過濾除菌取2ml加Λ ), K2HPO40.02g,乙酸鈉 0.3g，MgS047H200.02g，NaC10.2g，生長因子 lml，微量元素溶液Iml,蒸懼水 97ml, ρΗ7.0。
[0028]③異養(yǎng)型硝化菌:牛肉蛋白胨15g/L，NaCL5g/L, pH7.0:25-35°C。
[0029]分離培養(yǎng)基:
[0030]①酵母菌:馬鈴薯200g(去皮，挖芽眼，洗凈，切片，稱200g放入1000ml自來水中用文火煮沸30min，雙層紗布過濾，濾液`加水稀釋至1000ml)，葡萄糖20g，乳酸5ml，瓊脂20g，蒸懼水 1000ml, pH 為 4.0 ~6.5 ;
[0031]②光合細(xì)菌:NH4C10.lg, NaHCO30.1g (5%水溶液，過濾除菌取2ml加入)，K2HPO4, 0.02g,乙酸鈉 0.3g, MgS047H200.02g, NaCl0.2g,生長因子 lml,微量元素溶液Iml,蒸懼水 97ml,瓊脂 20g, ρΗ7.0。
[0032]③異養(yǎng)型硝化菌:牛肉蛋白胨15g/L，NaCL5g/L，pH7.0:瓊脂20g/L，25_35°C，pH為
7.0-7.2。
[0033](2)高效修復(fù)復(fù)合菌劑
[0034]復(fù)合菌劑包含的菌株為:菌株為紅球菌屬(Rhodococcus)(保藏中心登記入冊編號CGMCC N0.3276CN101748091)、假單胞菌屬(Pseudomonas)(保藏中心登記入冊編號CGMCC N0.3277CN101748091)、酵母菌屬(Saccharomyces)(保藏中心登記入冊編號 CGMCCN0.3278CN101748091)、微球菌屬(Micrococcus Iuteus)(保藏中心登記入冊編號 CGMCCNo。3903CN102329744A)。他們?nèi)コ?COD 分別為 88.3%,83.1%、77.5%,76.2% 四株菌組合后，處理效果為91.6% ;去除TN分別為72.4%,65.2%,55.3%,53.8%.四株菌組合后，處理效果為74.8%，因此該復(fù)合菌劑具有協(xié)同增效作用。
[0035]因此在本研究中最終使用的是由將上述四株菌組合的復(fù)合菌劑處理黑臭河水。即為黑臭河流河水治理的復(fù)合菌劑。
[0036]紅球菌屬(RhodococcusCGMCC N0.3276)假單胞菌屬(PseudomonasCGMCCN0.3277)酵母菌屬(Saccharomyces CGMCC N0.3278)微球菌屬(MicrococcusIuteusCGMCC No。3903)四株除臭優(yōu)勢菌在復(fù)合菌劑中的比例分別為3:3:2:2。
[0037]復(fù)合菌劑培養(yǎng)基:酵母浸膏10g/L，牛肉膏5g蛋白胨10g/L，，MgSO4.7H2020g/L, KCL2g/L, NaCL5g/L, pH7.0 ； 25-35 °C。
[0038]3)高效修復(fù)復(fù)合菌劑的現(xiàn)場擴(kuò)大培養(yǎng)
[0039]將復(fù)合菌劑在現(xiàn)場擴(kuò)大培養(yǎng)時，采用(2)的培養(yǎng)基，按現(xiàn)場所需要的量進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)。
[0040](4)現(xiàn)場生物處理系統(tǒng)的啟動、馴化、調(diào)試，運行
[0041]將(3)中現(xiàn)場所需要的復(fù)合菌劑投加于組合生物修復(fù)處理系統(tǒng)中。投加比例與污水的COD濃度及污水量有關(guān)。以下分三種情況a)C0D濃度小于100mg/L時，按系統(tǒng)的1/100000 (十萬分之一)容積比進(jìn)行投加，即1000OOm3容積中投加Im3的高效修復(fù)復(fù)合菌劑。b) COD濃度小于1000mg/L大于100mg/L時，按系統(tǒng)的1/10000-5/10000(萬分之一-萬分之五)容積比進(jìn)行投加，即1000Om3容積中投加lm3-5m3的高效修復(fù)復(fù)合菌劑。c)C0D濃度大于1000mg/L時，按系統(tǒng)的1/1000容積比進(jìn)行投加，即1000m3容積中投加Im3的高效修復(fù)復(fù)合菌劑。同時，定期加入復(fù)合菌劑培養(yǎng)基，使菌劑在生物系統(tǒng)能良好的生長并形成生物膜，則完成了啟動階段。
[0042]啟動階段完成后，進(jìn)入馴化階段。即:逐漸減少投加復(fù)合菌劑培養(yǎng)基并逐漸增加黑臭河水的量，直到復(fù)合菌劑培養(yǎng)基的投加量為0%，黑臭河水的量增加到100%。
[0043]啟動及馴化完成后，就進(jìn)入整個生物系統(tǒng)與設(shè)備調(diào)試、運行，最終使出水水質(zhì)達(dá)到了景觀用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
[0044]實施例2
[0045]1、轉(zhuǎn)河(含太平湖)、北護(hù)城河(松林閘一造紙廠船閘)水華防治項目
[0046]轉(zhuǎn)河、北護(hù)城河水體中C0D、氮、磷等超標(biāo)，水華污染嚴(yán)重，為了解決這種類型污染治理，2012年，將實施例1擴(kuò)大培養(yǎng)的高效修復(fù)復(fù)合菌劑投加去除水體中超標(biāo)的C0D、氮、磷等(為投加前C0D、氮、磷、透明度分別為67mg/L、31.2mg/L、2.26mg/L、30cm，投加后COD、氮、磷、透明度分別為23mg/L、7.4mg/L,0.18mg/L、70cm)，使該水體水華得到了有效地控制。
[0047]2、北京市南沙河達(dá)標(biāo)治理項目
[0048]2011年北京市南沙河水體中超標(biāo)的C0D、氮、磷等嚴(yán)重超標(biāo)，水華嚴(yán)重并伴有黑臭現(xiàn)象。對于這種類型污染治理，將實施例1擴(kuò)大培養(yǎng)的修復(fù)復(fù)合菌劑投加去除水體中超標(biāo)的COD、氮、磷等(為投加前COD、氮、磷、透明度分別為130mg/L、41.3mg/L、3.8mg/L、20cm，投加后COD、氮、磷、透明度分別為35mg/L、9.8mg/L、0.22mg/L、60cm),同時增加水體的溶解
氧，使其生態(tài)系統(tǒng)得到快速修復(fù)。
[0049]3、秦皇島市賈河流域黑臭治理
[0050]于2009年6月10日-7月20日，開始投加實施例1擴(kuò)大培養(yǎng)的修復(fù)復(fù)合菌劑，I次投菌量為5噸。當(dāng)投加修復(fù)復(fù)合菌劑第4天后，黑色和臭味基本消失，并檢測到C0D、TN、TP均降低了 70%以上。河道水體在逐步恢復(fù)其自然自凈能力。
[0051]4、山東省聊城市茌中河的河流黑臭治理研究
[0052]聊城市茌中河是南水北調(diào)的通道，由于該地工業(yè)污水及生活污水大量的排入，直接影響到南水北調(diào)的水質(zhì)，為了解決荏中河的河流黑臭問題，2009年6月10日-7月20日，投加了實施例1擴(kuò)大培養(yǎng)的高效修復(fù)復(fù)合菌劑第7天后，黑臭河流也同樣發(fā)生了明顯變化，黑臭得到有效的的治理，水質(zhì)COD由223mg/L降低到70 ( mg/L,消減C0D0.453t/d，消減率68.6%，臭氣熏天的河道逐步恢復(fù)水體的自然自凈能力。
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)合菌劑，其特征在于，所述復(fù)合菌劑包括菌株: 紅球菌(Rhodococcus)，保藏編號 CGMCC N0.3276 ； 假單胞菌(Pseudomonas )，保藏編號 CGMCC N0.3277 ； 酵母菌(Saccharomyces)，保藏編號 CGMCC N0.3278 ； 微球菌屬(Micrococcus Iuteus),保藏編號 CGMCC N0.3903。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合菌劑，其特征在于，所述紅球菌、假單胞菌、酵母菌、微球菌在復(fù)合菌劑中的比例分別為3:3:2:2。
3.權(quán)利要求1所述復(fù)合菌劑在污染水體修復(fù)中的應(yīng)用。
4.一種污染水體水生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: (1)擴(kuò)大培養(yǎng)權(quán)利要求1所述的復(fù)合菌劑； (2)投入污染水體中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的污染水體修復(fù)方法，其特征在于，擴(kuò)大培養(yǎng)復(fù)合菌劑使用復(fù)合菌劑培養(yǎng)基:酵母浸膏10g/L，牛肉膏5g蛋白胨10g/L，，MgSO4.7H2020g/L, KCL2g/L, NaCL5g/L, ρΗ7.0。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的污染水體修復(fù)方法，其特征在于，在步驟(2)中， a)水體COD濃度小于100mg/L時，按系統(tǒng)的1/100000容積比進(jìn)行投加修復(fù)復(fù)合菌劑； b)水體COD濃度小于1000mg/L大于100mg/L時，按系統(tǒng)的1/10000-5/10000容積比進(jìn)行投加復(fù)合菌劑； c)水體COD濃度大于1000mg/L時，按系統(tǒng)的1/1000容積比進(jìn)行投加復(fù)合菌劑。
【文檔編號】C12R1/265GK103484404SQ201310430142
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月22日
【發(fā)明者】李捍東 申請人:中國環(huán)境科學(xué)研究院