一种用于治理农村黑臭水体的固体微生物制剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于环境微生物技术领域，具体涉及一种用于治理农村黑臭水体的固体微生物制剂及其制备方法与应用。本发明专利技术的技术方案如下：一种用于治理农村黑臭水体的固体微生物制剂，包括固定化微生物体和生物促生剂，所述固定化微生物体包括微生物和改性生物炭(固定化载体)，所述微生物包括东洋芽孢杆菌、阿氏芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌，所述改性生物炭为由5.5mol/L HNO3改性的废弃核桃壳；所述生物促生剂包括碳源、营养蛋白、氨基酸和生物酶。本发明专利技术具有工艺流程短、操作方法简单、投资低、见效快等特点，特别适用于农村黑臭水体的治理。特别适用于农村黑臭水体的治理。特别适用于农村黑臭水体的治理。

【技术实现步骤摘要】
一种用于治理农村黑臭水体的固体微生物制剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于环境微生物
，具体涉及一种用于治理农村黑臭水体的固体微生物制剂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]随着我国经济社会的不断发展，民众对于生态环境质量改善的需求也越来越强烈。在“水十条”关于在全国范围内开展城市黑臭水体治理工作要求的推动下，目前城市黑臭水体已经得到了有效的治理。但我国农村黑臭水体分布量多面广，污染源多而杂，对生态环境影响更为深远却尚未得到有效整治。
[0003]由于地理位置、经济水平、人民生产生活方式及市政措施完善程度不同，城市产生的黑臭水体与农村产生的黑臭水体也有很大的区别，具体包括：
[0004](1)污染源不同。城市黑臭水体以初期雨水、溢流污水、工业废水为主，而农村黑臭水体以生产肥料和生活垃圾随意丢弃、内源污染、农作物秸秆腐烂、小规模畜禽养殖废水造成的污染为主。
[0005](2)水质不同。由于污染源不同，市政措施完善程度不同，城市黑臭水体与农村黑臭水体的水质特点也不同。随着环保行业的不断发展，城市市政措施逐步完善，城市黑臭水体的污染源主要为初期雨水和内源污染。其中初期雨水包含雨水中溶解的空气中的大量酸性气体、汽车尾气、工厂废气等污染物气体。内源污染包括水中沉积的重金属元素(来自未处理的工业废水)等。而农村面积广、垃圾分散，收集难度大、成本高，导致垃圾收集的不彻底，造成生产肥料和生活垃圾随意丢弃。同时，农村生活污水收集处理率低导致生活污水和畜禽养殖污水直接进入水体。生产肥料和生活垃圾中包含大量的病原微生物，在堆放腐败过程中也会产生高浓度的弱酸性渗滤液；畜禽养殖废水主要是由畜禽养殖场产生的尿液、全部粪便或残余粪便及饲料残渣、冲洗水及工人生活、生产过程中产生的废水，其化学需氧量COD、氨氮NH3‑
N、总氮TN、总磷TP含量高。农村黑臭水体的内源污染也与城市黑臭水体不同，农村黑臭水体的内源污染一部分来源于水体内生长的水生植物的干枯、腐败分解，另一部分来源于水体中有机物和氮、磷化合物借由沉淀或吸附作用积累在沉积物中，在外力扰动的情况下底泥再悬浮，向水体释放污染物和CH4、H2S等气体物质。
[0006](3)河流流态不同。与城市黑臭水体相比，农村黑臭水体大多数都是封闭式的，小面积的，水系不流动或者流动缓慢不畅，水动力学条件不足，无法将氧气带入水中，自净能力差。
[0007](4)生态系统不同。城市黑臭水体的生态系统包括水岸乔木、水岸草木、水岸灌木、挺水植物、浮水植物和沉水植物等等，是一个庞大而复杂的绿化系统。而农村黑臭水体大多数都是封闭式的，小面积的水体，严重缺乏绿植和水生植物，因此生态系统特别脆弱，表现为自净能力差，对外来菌种的抵抗能力差。
[0008](5)需求技术不同。与城市黑臭水体相比，农村黑臭水体缺乏治理资金、缺乏专业
技术人员，缺乏专业管理人员，因此，农村黑臭水体的治理需要工艺流简单、操作简便、建设周期短、投资少的处理技术。
[0009]由于城市黑臭水体与农村黑臭水体有诸多不同之处，因此，城市黑臭水体常用处理技术应用在农村黑臭水体治理时也存在很多问题，具体包括：
[0010](1)物理法
[0011]物理法主要包括截污纳管、底泥清淤、人工曝气、调水冲污等。
[0012]截污纳管可以有效截留溢流污水及生活污水对城市黑臭水体的影响，在沿岸布置上截留干管，将沿岸的污水截留送至城市污水处理厂进行处理，可以有效地降低黑臭水体的污染。但是农村与城市不同，相比城市，农村分散性强，缺乏水处理设施，截污纳管的费用十分高昂，因此截污纳管在农村并不适用。
[0013]底泥清淤是城市黑臭水体中常用的处理措施，简单有效，该措施在农村黑臭水体实施过程中存在以下问题，首先，清淤会带走大量土著微生物，改变河流的生物群落结构，破坏水生态平衡，而农村生态系统又相对薄弱。其次，某些农村地处偏远，或者位于山区，清理出来的底泥安全处置也是一大难题。
[0014]人工曝气对曝气装置要求高，耗电量大，需要引水引电，长期运行还需要专门人员进行维修养护，其在农村实现广泛应用会受到经济条件的限制。
[0015]调水冲污是指通过水利设施引入清洁水源对黑臭河道进行稀释，加快水体交换，提升水体的流动性，其见效快，但需要高额的工程费用，特别是，农村黑臭水体部分为封闭水体，因此更不适用于这种方法。
[0016](2)化学法
[0017]药剂法是指直接向水体中投加药剂(混凝剂、氧化剂、沉淀剂等)去除污染物的方法，对于农村黑臭水体，生态系统脆弱，投加化学药剂不仅成本较高，有些化学药剂还会毒害水体中部分生物，降低水生生物多样性，破坏原本的生态系统。
[0018](3)生物生态法
[0019]是通过构建生态系统和生物多样性，修复河道物理、生物及生态系统，强化河道自净能力。通过投加微生物菌剂修复黑臭水体是生物法的一种，许多应用研究表明微生物技术治理黑臭水体有成效。但在农村黑臭水体的治理中也存在一定的问题，实验室研究或实际研究中大多使用外来功能性菌种，农村黑臭水体生态系统播过，外来菌种的安全性存疑，并且黑臭水体环境特殊，外来菌种适应性差会削弱自身的净化作用，因此菌种的选用尤为重要。
[0020]综上所述，农村黑臭水体与城市黑臭水体存在较大的差别，导致城市黑臭水体的处理技术并不适用于农村黑臭水体的治理。

技术实现思路

[0021]本专利技术提供一种用于治理农村黑臭水体的固体微生物制剂及其制备方法与应用，土著微生物能够避免农村黑臭水体安全性问题，且本身对黑臭水体的适应性强，更适合用于黑臭水体的修复；能够快速制备固体微生物菌剂，减少菌剂的流失，实现菌剂的重复使用，工艺流程短、操作方法简单、投资低、见效快。
[0022]本专利技术的技术方案如下：
[0023]一种用于治理农村黑臭水体的固体微生物制剂，包括固定化微生物体和生物促生剂，所述固定化微生物体包括微生物和改性生物炭(固定化载体)，所述微生物包括东洋芽孢杆菌、阿氏芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌，所述改性生物炭为由5.5mol/L HNO3改性的废弃核桃壳；所述生物促生剂包括碳源、营养蛋白、氨基酸和生物酶。
[0024]进一步地，所述的用于治理农村黑臭水体的固体微生物制剂，所述东洋芽孢杆菌、阿氏芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌的菌悬液体积比为2：1：2；所述东洋芽孢杆菌、阿氏芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌的有效活菌数独立为(1～1.5)
×
105CFU/mL。
[0025]进一步地，所述的用于治理农村黑臭水体的固体微生物制剂，所述改性生物炭和微生物的比例为1：200，即1g改性生物炭吸附200ml菌悬液。
[0026]进一步地，所述的用于治理农村黑臭水体的固体微生物制剂，所述生物促生剂和固定化微生物体质量比为2：1。
[0027]上述用于治理农村黑臭水体的固体微生物制剂的制备方法，包括以下步骤：
[0028]步骤1.菌株的筛选
[0029本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
HNO3溶液中，浸泡12h得到改性生物炭；获得的改性生物炭用去离子水淋洗，放置105℃烘箱中干燥24h，备用；步骤5.固定化微生物体的制备称取1g改性生物炭，高压灭菌冷却后加入200ml复合菌液中，置于恒温振荡培养箱中振荡培养24h(30℃、150r/min)；取出后静置，无菌水淋洗过滤，得到固定化微生物体；步骤6.固体微生物制剂的制备称取2g生物促生剂与步骤5制备的1g固定化...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐玉兰，何亚婷，董畅，马悦，邵星焱，查曼丽，李继伟，
申请(专利权)人：沈阳建筑大学，
类型：发明
国别省市：