一种固定化生物填料及植物-枯草芽孢杆菌藕合的生态浮岛降解系统技术方案

本发明专利技术属于环保技术领域，提供了一种固定化生物填料及植物‑枯草芽孢杆菌藕合的生态浮岛降解系统。该固定化生物填料的制备包括：(1)枯草芽孢杆菌菌剂的培养：(2)炭素纤维生态草为载体的固定化生物填料的制备。该固定化生物填料能够将体积非常小的枯草芽孢杆菌细胞固定于流动的水体中，保证枯草芽孢杆菌的正常生长，使得枯草芽孢杆菌的作用效果不受影响。该生态浮岛降解系统包括：(1)在围隔区内设置复合生态浮岛，浮岛上种植水生植物；(2)浮岛下及浮岛周围悬挂固定化生物填料。该降解系统能够增强富营养化水体中氮、磷等元素的降解、去除，具有较好的生态效益和社会效益。

An Eco-floating Island Degradation System with Immobilized Biological Filler and Plant-Bacillus subtilis Coupling

The invention belongs to the field of environmental protection technology, and provides an ecological floating island degradation system with immobilized biological filler and plant Bacillus subtilis coupling. The preparation of the immobilized biological filler includes: (1) cultivation of Bacillus subtilis agent; (2) preparation of immobilized biological filler with carbon fiber ecological grass as carrier. The immobilized biological filler can immobilize very small Bacillus subtilis cells in flowing water to ensure the normal growth of Bacillus subtilis, so that the effect of Bacillus subtilis is not affected. The ecological floating island degradation system includes: (1) setting up composite ecological floating island in enclosure area, planting aquatic plants on floating island; (2) hanging immobilized biological filler under floating island and around floating island. The degradation system can enhance the degradation and removal of nitrogen and phosphorus in eutrophic water, and has good ecological and social benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种固定化生物填料及植物-枯草芽孢杆菌藕合的生态浮岛降解系统
本专利技术属于环保
，具体地说，涉及一种固定化生物填料及植物-枯草芽孢杆菌藕合的生态浮岛降解系统。
技术介绍
近现代以来，我国的工农业发展十分迅速，大量的氮磷物质进入到水体中，造成水体的富营养化严重，因此，对富营养水体的治理是一个急待解决的社会性的问题。富营养化水体的治理可以分为外源控制和内源控制，外源控制可以减少氮、磷元素的输入，但水体中的内源释放可以使水体富营养化的问题延续数十年。目前，对于水体富营养化治理方法包括化学法、物理法和生物法。但化学法和物理法不仅操作繁琐，造价高，而且具有二次污染的风险。生物法中常用的技术包括植被重建技术和微生物修复技术。植被重建技术主要是通过水生植物来调节水生态系统的物质循环和能量流动，以此来控制水体的富营养化程度。但是在水体富营养化程度严重的地区，进行植被重建非常困难。微生物修复技术主要是利用微生物可以吸附、吸收、降解等方式治理富营养化水体。微生物修复技术具有成本低、效率高、易操作、无二次污染等优点，因而受到越来越多的关注。但由于微生物细胞太小，不易于固定于流动的水体中，使得微生物的作用效果受到影响，应用范围也受到限制。
技术实现思路
针对现有技术中上述的不足，本专利技术的第一目的在于提供了一种固定化生物填料；该固定化生物填料能够将体积非常小的枯草芽孢杆菌细胞固定于流动的水体中，并保证枯草芽孢杆菌的正常生长，使得枯草芽孢杆菌的作用效果不受影响，应用范围更广。针对现有技术中上述的不足，本专利技术的第二目的在于提供了一种固定化生物填料及植物-枯草芽孢杆菌藕合的生态浮岛降解系统；该降解系统能够增强富营养化水体中氮、磷等元素的降解、去除，具有较好的生态效益和社会效益。为了达到上述目的，本专利技术采用的解决方案是：一种固定化生物填料，采用以下步骤制备得到：(1)枯草芽孢杆菌菌剂的培养：将菌种从保藏状态恢复到室温状态，接种到固体培养基中，恒温37℃，培养16h后，挑取形状良好的单菌落接种到新的固体培养基中，重复此步骤2次，得到活化菌；将活化菌接种至第一培养液，恒温37℃，培养20h后得到种子液；按照发酵罐体积的60-70％装入第二培养液，调节pH值至6.8-7.2，然后将种子液按照第二培养液体积的2％接入发酵罐，控制温度为37℃，风量为2.5L/min，转速为160-200r/min，溶氧为70-80％，培养24h，得到发酵液；(2)炭素纤维生态草为载体的固定化生物填料的制备：将发酵液装入5L烧杯中，接着放入炭素纤维生态草40-50束，阳光照射8-10h/天，60-72h后炭素纤维生态草上的含菌量为1.2×106-2.8×107CFU/cm2，得到固定化生物填料。一种植物-枯草芽孢杆菌藕合的生态浮岛降解系统，包括：(1)在围隔区内设置复合生态浮岛，浮岛上种植水生植物；(2)浮岛下及浮岛周围悬挂炭素纤维生态草为载体的固定化生物填料。本专利技术提供的一种固定化生物填料及植物-枯草芽孢杆菌藕合的生态浮岛降解系统的有益效果是：(1)本专利技术提供的该种固定化生物填料，采用上述制备方法制备得到，可长期缓释枯草芽孢杆菌，能够将体积非常小的保证枯草芽孢杆菌细胞固定于流动的水体中，并保证枯草芽孢杆菌的正常生长，使得枯草芽孢杆菌的作用效果不受影响，应用范围更广。(2)本专利技术提供的该种植物-枯草芽孢杆菌藕合的生态浮岛降解系统，基于水生植物/微生物联合修复技术，充分利用水生植物和功能微生物的优势，构建植物/枯草芽孢杆菌联合修复体系，选择与其相适应的水生植物和微生物，将微生物固定化，从而对富营养化水体进行生态的修复，通过水生植物和微生物的联合作用增强富营养化水体中氮、磷等元素的降解、去除，从而达到对污染水体最有效的治理，适用于湖泊、河流等污染水体原位污染治理，构建的植物/枯草芽孢杆菌群落可在水体中较好的生长繁殖，具有较好的生态效益和社会效益，而且具有广阔的应用空间。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例提供的一种固定化生物填料及植物/枯草芽孢杆菌藕合的生态浮岛降解系统进行具体说明。一种固定化生物填料，采用以下步骤制备得到：准备固体培养基：胰蛋白胨1.0％，酵母提取物0.5％，氯化钠1.0％，琼脂1.5％，pH值为7.0-7.2。准备第一培养液：糖蜜1.0％，酵母粉0.8％，NaCl1.0％，K2HPO40.25‰，KH2PO40.25‰，MnSO4·H2O0.15‰，pH值为6.8-7.2。准备第二培养液：糖蜜1.0％，酵母粉0.8％，NaCl1.0％，K2HPO40.25‰，KH2PO40.25‰，MnSO4·H2O0.2‰，pH值为6.8-7.2。需要说明的是，在本实施例中，菌种选自枯草芽孢杆菌ATCC35021。生态炭纤维草每30束的规格是65cm×40cm(24000根/束，直径7μm/根)。(1)枯草芽孢杆菌菌剂的培养：(1)枯草芽孢杆菌菌剂的培养：将菌种从保藏状态恢复到室温状态，接种到固体培养基中，恒温37℃，培养16h后，挑取形状良好的单菌落接种到新的固体培养基中，重复此步骤2次，得到活化菌；将活化菌接种至第一培养液，恒温37℃，培养20h后得到种子液；按照发酵罐体积的60-70％装入第二培养液，调节pH值至6.8-7.2，然后将种子液按照第二培养液体积的2％接入发酵罐，控制温度为37℃，风量为2.5L/min，转速为160-200r/min，溶氧为70-80％，培养24h，得到发酵液；(2)炭素纤维生态草为载体的固定化生物填料的制备：将发酵液装入5L烧杯中，放入炭素纤维生态草40-50束，阳光照射8-10h/天，60-72h后炭素纤维生态草上的含菌量为1.2×106-2.8×107CFU/cm2，得到固定化生物填料。一种植物-枯草芽孢杆菌藕合的生态浮岛降解系统，包括：(1)在围隔区内设置复合生态浮岛，浮岛上种植水生植物；水生植物进一步地包括菖蒲、美人蕉、芦苇、水稻和水芹中的至少一种。水生植物的选取根据待处理水体水质的污染程度的不同，采用不同组合的水生植物。(2)浮岛下及浮岛周围悬挂固定化生物填料，生物填料以炭素纤维生态草为载体，固定枯草芽孢杆菌。综上所述，根据湖泊的宽度以及拟设置的浮岛宽度设置生态浮岛，种植水生植物。在生态浮岛的上部分种植水生植物，浮岛下及浮岛周围悬挂以炭素纤维生态草为载体的固定化填料，通过微生物的作用将水体中一些无机营养物质合成利于植物吸收的物质，降低水体污染物对植物的毒害作用，增强植物对N、P等无机盐的吸收，同时植物根际的分泌物能够为微生物提供生长所需的碳源和营养物质，维持微生物的稳定性，最终达到治理水体的目的。以下结合实施例对本专利技术的特征和性能作进一步的详细描述。实施例1本实施例提供了一种固定化生物填料，采用以下步骤制备得到：(1)枯草芽孢杆菌菌剂的培养：将菌种从保藏状态恢复到室温状态，接种到固体培养基中，恒温37℃，培养16h后，挑形状良好的单菌落接种到新的固体培养基中，重复此步骤2次，得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固定化生物填料，其特征在于：采用以下步骤制备得到：(1)枯草芽孢杆菌菌剂的培养：将菌种从保藏状态恢复到室温状态，接种到固体培养基中，恒温37℃，培养16h后，挑取形状良好的单菌落接种到新的所述固体培养基中，重复此步骤2次，得到活化菌；将所述活化菌接种至第一培养液，恒温37℃，培养20h后得到种子液；按照发酵罐体积的60‑70％装入第二培养液，调节pH值至6.8‑7.2，然后将所述种子液按照所述第二培养液体积的2％接入所述发酵罐，控制温度为37℃，风量为2.5L/min，转速为160‑200r/min，溶氧为70‑80％，培养24h，得到发酵液；(2)炭素纤维生态草为载体的固定化生物填料的制备：将所述发酵液装入5L烧杯中，接着放入炭素纤维生态草40‑50束，阳光照射8‑10h/天，60‑72h后所述炭素纤维生态草上的含菌量为1.2×106‑2.8×107CFU/cm2，得到固定化生物填料。

【技术特征摘要】
1.一种固定化生物填料，其特征在于：采用以下步骤制备得到：(1)枯草芽孢杆菌菌剂的培养：将菌种从保藏状态恢复到室温状态，接种到固体培养基中，恒温37℃，培养16h后，挑取形状良好的单菌落接种到新的所述固体培养基中，重复此步骤2次，得到活化菌；将所述活化菌接种至第一培养液，恒温37℃，培养20h后得到种子液；按照发酵罐体积的60-70％装入第二培养液，调节pH值至6.8-7.2，然后将所述种子液按照所述第二培养液体积的2％接入所述发酵罐，控制温度为37℃，风量为2.5L/min，转速为160-200r/min，溶氧为70-80％，培养24h，得到发酵液；(2)炭素纤维生态草为载体的固定化生物填料的制备：将所述发酵液装入5L烧杯中，接着放入炭素纤维生态草40-50束，阳光照射8-10h/天，60-72h后所述炭素纤维生态草上的含菌量为1.2×106-2.8×107CFU/cm2，得到固定化生物填料。2.根据权利要求1所述的固定化生物填料，其特征在于：步骤(1)中，所述固体培养基的条件包括：胰蛋白胨1.0％，酵母提取物0.5％，氯化钠1.0％，琼脂1.5％，pH值...

【专利技术属性】
技术研发人员：李正清，李建，黄东方，庞凯，任洁，
申请(专利权)人：四川清和科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51