本发明涉及河涌水污染治理,尤其是涉及一种用于河涌水污染治理的优势微生物驯化方法。
背景技术:
随着社会经济的发展,人们生活水平的提高,人口密集带来生活污水,小工厂散布带来工业废水,这些未经处理的生活污水、未经处理或处理不达标的工业生产废水排放亦随之增多,长时间不间断的排污,当有机污染物超出河涌水体所能容纳的自然净化的限度,水中的溶解氧会迅速被消耗而呈缺氧状态,河涌水体变得富营养化,水体便发黑发臭,由于缺氧,原生态生物的生存直接受到威胁,直至死亡、尸体腐败,进一步污染水体及出现恶臭,如此恶性循环不断,使河涌生态遭到彻底的破坏。此外,随着城乡建设速度的加速以及环境生态的日益破坏,大部分河涌已断流或接近断流,使得整条河涌变成死河涌,水质恶化进入恶性循环。若不加强处理,河涌将变为危害周围环境的巨大污染源,从而严重影响人们的身心健康。
因此,对河涌水污染进行治理,迫在眉睫。目前,河涌治理方法主要有截流、疏浚、活水循环(即引水增流)、河道人工增氧曝气、底泥覆盖、混凝、生态修复等方法。这些方法虽在一定程度上缓解了河涌水环境恶化的问题,但存在许多不足之处。
例如,疏浚工程可以在较短的时间内将河流底泥中的污染物转移出去,是一种较好的治理河流底泥污染的方法,但无法解决河流水质的应急净化;活水循环可以在较短的时间内通过稀释和转移的方式使得河流中的水质得以净化,但该方法所需要的条件比较特殊,需要利用特殊的河流水位差或者水泵提升的方法实现水的交换,不利于节约资源,且该方法只是让污染物向其他水体转移,无法去除污染物,治标不治本;河道曝气和生态工程的建设都是以恢复和强化河流本身的自净能力为主要目的,逐渐恢复和净化水质,需要较长的时间才能达到水质净化的效果,适合作为混凝快速改善的辅助措施,但是对于通常的缓流河道难以达到混凝所需的水力条件,从而使混凝效果大打折扣;混凝虽能够快速消除水体的“黑”,但除臭效果欠佳;河流底泥覆盖同样是一种针对河流底泥的污染治理方法,有一定的优点,但仍无法实现河流水质应急净化,见效慢,无法真正恢复河涌的自然生态。
在使用微生物治理水污染时,有一个关键环节是要对目的菌进行复制,不断扩大培养,以提高后续水污染治理的质量和效率。
技术实现要素:
为解决上述问题,本发明提供一种操作简单、针对性强、驯化效率和质量高、驯化后的目的菌含量高,占绝对优势的用于河涌水污染治理的优势微生物驯化方法。
本发明所采用的技术方案是:用于河涌水污染治理的优势微生物驯化方法,包括以下步骤:
(1)制备微生物驯化原液:采集待治理的河涌水样和底泥,按底泥(克):水样(ml)=1:2的比例混合均匀,并在锥形瓶中振荡5-15min得到驯化原液,将驯化原液静置备用;
(2)制备富集培养基;
(3)驯化微生物:取至少三个三角瓶,并在每个三角瓶中加入步骤(2)中的富集培养基100 ml,在第一个三角瓶中加入步骤(1)中制得的驯化原液中的上清液10 ml,在30℃下进行曝气培养,每过5天,用无菌吸管吸取第一个三角瓶中的溶液10 ml,移入第二个三角瓶中,并在30℃下进行曝气培养,曝气量为32~43ml/s,如此连续转移至少3次,最后得到富集培养目的菌占绝对优势的微生物混合培养物,取此微生物混合培养物,经10升、100升、1000升培养罐进行三级培养,得到吸附或包埋用的复合菌液;
对上述技术方案的进一步改进为,步骤(1)中采集待治理的河涌水样的方法为,沿水体长度方向,每1/5的总长度处设定一个采样断面,每个采样断面分别在水体与底泥交界面1/3水深处、2/3水深处、水面处、1/4水宽处、1/2水宽处设定采样点,每个采样点采集50ml水样,将各个采用断面采集到的水样混合均匀备用。
对上述技术方案的进一步改进为,步骤(1)中采集待治理的河涌底泥的方法为,沿水体总长度每1/5设定一个采样断面,每个采样断面分别在1/4水宽处、1/2水宽处设定采样点,每个采样点采集直径3cm、深度5 cm圆柱体的底泥,将各个采样点采集的底泥混合均匀备用。
对上述技术方案的进一步改进为,步骤(2)中富集培养基的制备方法为,取蛋白胨1~2.5 g,牛肉膏2.5~3.5g,葡萄糖4.0~7.0 g,KH2PO4 1.3~2.2 g,NaHPO4·12H2O 2.2~4.0 g,MgSO4·7H2O 0.1~0.3 g,FeC13·7H2O 0.005~0.015 g,目标污染物10~85 ml,混合均匀,加入无菌水稀释至1000ml,调节pH为7-9。
对上述技术方案的进一步改进为,步骤(3)中驯化微生物时,取六个三角瓶,连续转移5次,最后得到富集培养目的菌占绝对优势的微生物混合培养物。
对上述技术方案的进一步改进为,步骤(3)中驯化微生物时,曝气量为32~43ml/s。
对上述技术方案的进一步改进为,所述富集培养目的菌的粒径为1~3mm,密度为1.1~1.5g/cm3。
本发明的有益效果为:
1、本发明通过根据待治理的河涌水样和底泥的实际情况制备微生物驯化原液,再制作富集培养基,最后经多次连续培养驯化微生物,得到的微生物混合培养物,其中,富集培养目的菌占绝对优势。一方面,驯化工艺简单,易于操作且成本低,第二方面,目的菌能快速的生存、适应、扩繁,并且对环境要求低,因此驯化后的目的菌含量高,占绝对优势,河涌水污染治理效果好。
2、在制备微生物驯化原液时,采集待治理的河涌水样和底泥的方法均是沿河涌长度方向设置若干个采样断面,在每个采样断面沿河涌深度方向设定若干个采样点,再将各采样点采集的水样或底泥混合来制备微生物驯化原液,选择这几个部位的水体流速为代表,充分考虑了水体流速受河涌坡度度、宽度和深度等因素的影响,使得平均值最接近真实的水体流速,有利于后续步骤中参数的确定。
3、富集培养基中包含蛋白胨、牛肉膏、葡萄糖、钾盐、磷酸盐、钠盐、Mg2+、Fe3+等各类营养物质,且pH为7.3,使得微生物能在合适的温度、合适的pH条件下快速发酵,进一步调高微生物驯化的质量和效率。
4、在进行驯化微生物时,取六个三角瓶,连续转移5次,通过多级驯化培养,优胜劣汰,逐渐淘汰不需要的细菌,目的菌不断繁殖扩大,得到富集培养目的菌占绝对优势的微生物混合培养物,进一步调高微生物驯化的质量和效率。
5、曝气量为32~43ml/s,使得好氧微生物能充分繁殖,由于河涌中COD较高,需通过大量的好氧微生物进行氧化还原反应来分解河涌中的还原性物质,有利于提高河涌污染物的治理质量和效率。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明作进一步的说明。
用于河涌水污染治理的优势微生物驯化方法,包括以下步骤:
(1)制备微生物驯化原液:采集待治理的河涌水样和底泥,按底泥(克):水样(ml)=1:2的比例混合均匀,并在锥形瓶中振荡10min得到驯化原液,将驯化原液静置备用;
其中,采集待治理的河涌水样的方法为,沿水体长度方向,每1/10的总长度处设定一个采样断面,每个采样断面分别在水体与底泥交界面1/3水深处、2/3水深处、水面处、1/4水宽处、1/2水宽处设定采样点,每个采样点采集50ml水样,将各个采用断面采集到的水样混合均匀备用。
采集待治理的河涌底泥的方法为,沿水体总长度每1/10设定一个采样断面,每个采样断面分别在1/4水宽处、1/2水宽处设定采样点,每个采样点采集直径3cm、深度5 cm圆柱体的底泥,将各个采样点采集的底泥混合均匀备用。
(2)制备富集培养基:取蛋白胨2 g,牛肉膏3g,葡萄糖5.5 g,KH2PO4 1.7 g,NaHPO4·12H2O 3 g,MgSO4·7H2O 0.2 g,FeC13·7H2O 0.01 g,目标污染物40ml,混合均匀,加入无菌水稀释至1000ml,调节pH为7.3。
(3)驯化微生物:取六个三角瓶,并在每个三角瓶中加入步骤(2)中的富集培养基,在第一个三角瓶中加入步骤(1)中制得的驯化原液中的上清液10 ml,在30℃下进行曝气培养,曝气量为32~43ml/s,其中最佳为37 ml/s,每过5天,用无菌吸管吸取第一个三角瓶中的溶液10 ml,移入第二个三角瓶中,并在30℃下进行曝气培养,如此连续转移5次,最后得到富集培养目的菌占绝对优势的微生物混合培养物,富集培养目的菌的粒径为1~3mm,密度为1.1~1.5g/cm3,其中最佳粒径为2mm,最佳密度为1.3g/cm3。
本发明的有益效果为:
1、本发明通过根据待治理的河涌水样和底泥的实际情况制备微生物驯化原液,再制作富集培养基,最后经多次连续培养驯化微生物,得到的微生物混合培养物,其中,富集培养目的菌占绝对优势。一方面,驯化工艺简单,易于操作且成本低,第二方面,目的菌能快速的生存、适应、扩繁,并且对环境要求低,因此驯化后的目的菌含量高,占绝对优势,河涌水污染治理效果好。
2、在制备微生物驯化原液时,采集待治理的河涌水样和底泥的方法均是沿河涌长度方向设置若干个采样断面,在每个采样断面沿河涌深度方向设定若干个采样点,再将各采样点采集的水样或底泥混合来制备微生物驯化原液,驯化原液中包含了河涌中不同区域、不同深度的各类微生物,使得驯化后的微生物种类多,由于河涌中的污染物种类繁多,每类污染物需对应的微生物进行分解,按此方法驯化后的微生物能针对性的分解河涌中的各类污染物,进一步有利于提高河涌水污染的治理效果。
3、富集培养基中包含蛋白胨、牛肉膏、葡萄糖、钾盐、磷酸盐、钠盐、Mg2+、Fe3+等各类营养物质,且pH为7.3,使得微生物能在合适的温度、合适的pH条件下快速发酵,进一步调高微生物驯化的质量和效率。
4、在进行驯化微生物时,取六个三角瓶,连续转移5次,通过多次转移培养,优胜劣汰,逐渐淘汰不需要的细菌,目的菌不断繁殖扩大,得到富集培养目的菌占绝对优势的微生物混合培养物,进一步调高微生物驯化的质量和效率。
5、曝气量为37ml/s,使得好氧微生物能充分繁殖,由于河涌中COD较高,需通过大量的好氧微生物进行氧化还原反应来分解河涌中的还原性物质,有利于提高河涌污染物的治理质量和效率。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。