[0001]
本发明涉及黑臭底泥降解相关领域，具体为一种高效降解水生态黑臭底泥生物制剂及其制备方法。
背景技术：
[0002]
城市人口的不断增长，导致各种环境问题越来越明显。从城市污染河道的角度分析，虽然我国一直加大对城市河道的治理，但是效果并不明显。城市污染河道不仅影响整个城市的市容市貌，同时对居民生活也有一定影响。河道中的黑臭底泥是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。污泥的主要特性是含水率高(可高达99%以上)，有机物含量高，容易腐化发臭，并且颗粒较细，比重较小，呈胶状液态，它是介于液体和固体之间的浓稠物。河道中黑臭底泥的治理不仅需要耗费大量的人力、物力与财力，还需要有丰富的经验、一定的技术。
[0003]
在对黑臭底泥的治理过程中一般利用化学药剂、物理曝气和生物投放三种方式中一种，其中对黑臭底泥处理的生物投放采用的方式基本为微生物投放，目前微生物投放技术已经基本成熟，但复合菌种间的配合关系弱，且黑臭底泥的光照不足、氧气含量少，很多微生物不能正常发挥作用，或者因为环境的不适宜而死亡；因此市场急需研制一种高效降解水生态黑臭底泥生物制剂来帮助人们解决现有的问题。
技术实现要素：
[0004]
本发明的目的在于提供一种高效降解水生态黑臭底泥生物制剂，以解决上述背景技术中提出的目前投放的复合菌液中微生物之间的配合作用弱，且黑臭底泥的环境会局限部分微生物进行生化反应，从而对黑臭底泥降解作用弱的问题。
[0005]
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高效降解水生态黑臭底泥生物制剂，所述的生物制剂包括脱氮硫杆菌、枯草芽孢杆菌、光合细菌、酵母菌、乳酸菌、蛋白酶、纤维素酶、脂肪酶、木质酶和粉煤灰；其中，脱氮硫杆菌、枯草芽孢杆菌、光合细菌、酵母菌和乳酸菌共同组成复合菌液；所述粉煤灰的质量占比为30%-38%，所述复合菌液的质量占比为38%-45%，所述蛋白酶的质量占比为4%-7%，所述纤维素酶的质量占比为6%-10%，所述脂肪酶的质量占比为4%-7%，所述木质酶的质量占比分别为4%-7%。
[0006]
优选的，所述生物制剂中各成分的具体占比以质量计，包括35%粉煤灰，42%复合菌液，5%蛋白酶，8%纤维素酶，5%脂肪酶，5%木质酶。
[0007]
优选的，所述脱氮硫杆菌、枯草芽孢杆菌、光合细菌、酵母菌和乳酸菌制备得到脱氮硫杆菌菌剂、枯草芽孢杆菌菌剂、光合细菌菌剂、酵母菌菌剂和乳酸菌菌剂的添加比例为1：1：1：1：1。
[0008]
优选的，所述脱氮硫杆菌在厌氧条件下，以硫化物作为电子供体，以no
3-作为电子受体，进行自养反硝化，去除黑臭底泥中硫化物和硝酸盐。
[0009]
优选的，所述枯草芽孢杆菌产生孢外酶类，消耗黑臭底泥中大分子有机质，为光合细菌提供营养，枯草芽孢杆菌产生的孢外酶与纤维素酶结合，协同降解纤维素、碳水化合物、脂肪和蛋白质。
[0010]
优选的，所述光合细菌为红螺菌科，红螺菌利用黑臭底泥中的有机物进行生长，消耗黑臭底泥中有机物。
[0011]
优选的，所述酵母菌通过处理低分子有机物和易生物降解的基质进行黑臭底泥内有机物和基质的处理，所述酵母菌通过主动吸附和被动吸附两种方式对黑臭底泥中重金属离子进行吸附。
[0012]
优选的，所述乳酸菌代谢产生细菌素、有机酸、过氧化氢和双乙酰，细菌素、有机酸、过氧化氢和双乙酰对革兰氏阳性细菌、沙门氏菌、大肠埃希氏菌、志贺氏菌、部分腐败菌和病原菌的生长具有抑制作用。
[0013]
优选的，所述蛋白酶、纤维素酶、脂肪酶和木质酶协同分解难降解有机物，作为催化剂催化生化反应的进行。
[0014]
优选的，所述生物制剂的制备步骤如下：步骤一：分别取出脱氮硫杆菌、枯草芽孢杆菌、光合细菌、酵母菌和乳酸菌的菌种，在培养基上划平板进行复苏，挑取单个菌落接种，进行种子培养，得到各菌体种子液体；步骤二：将脱氮硫杆菌、枯草芽孢杆菌、光合细菌、酵母菌和乳酸菌的种子液体分别发酵培养，得到脱氮硫杆菌菌剂、枯草芽孢杆菌菌剂、光合细菌菌剂、酵母菌菌剂和乳酸菌菌剂，按1：1：1：1：1的比例混合制备得到复合菌液；步骤三：将复合菌液加入过筛后的粉煤灰内，混合搅拌成浆液；步骤四：向浆液中加入按比例加入蛋白酶、纤维素酶、脂肪酶和木质酶，混合搅拌，得到混合浆液；步骤五：使混合浆液吸附1-2d，风干，使微生物菌和催化酶固定在粉煤灰的多孔结构内，即得到降解水生态黑臭底泥生物制剂。
[0015]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、该发明中，脱氮硫杆菌在厌氧条件下，以硫化物作为电子供体，以no
3-作为电子受体，进行自养反硝化，去除黑臭底泥中硫化物和硝酸盐；枯草芽孢杆菌产生孢外酶类，消耗黑臭底泥中大分子有机质，为光合细菌提供营养，对光合细菌的生长有促进作用，枯草芽孢杆菌产生的孢外酶与纤维素酶结合，协同降解纤维素、碳水化合物、脂肪和蛋白质；光合细菌为红螺菌科，红螺菌利用黑臭底泥中的有机物进行生长，消耗黑臭底泥中有机物，在厌氧光照、黑暗好氧、明亮好氧的条件下均可降解有机物，所要求的条件不像一般的专属好氧菌和专属厌氧菌那样严格，在含氧量少的黑臭底泥内也能进行有机物的降解，在治理后期，含氧量提高，水体有明显光线照下，其依旧可以发挥作用，更适合用于黑臭底泥的降解处理；酵母菌通过处理低分子有机物和易生物降解的基质进行黑臭底泥内有机物和基质的处理，酵母菌通过主动吸附和被动吸附两种方式对黑臭底泥中重金属离子进行吸附；乳酸菌代谢产生细菌素、有机酸、过氧化氢和双乙酰，细菌素、有机酸、过氧化氢和双乙酰对革兰氏阳性细菌、沙门氏菌、大肠埃希氏菌、志贺氏菌、部分腐败菌和病原菌的生长具有抑制作用。通过对黑臭底泥内各种基质、有机物、重金属离子等对黑臭底泥进行处理，并抑制部分有害菌体的生长，具有处理工艺简单，高效等作用。
[0016]
2、该发明中，采用复合菌液作为处理的主要成分对黑臭底泥进行处理，由于菌液中的菌种在一定条件下是生长的，相比于化学药剂其污染性更小，治理过程中不容易反复，且利用多种生物酶作为催化剂催化生化反应，使菌液的处理效率高，生物酶与菌液生化反应的产物也能协同作用，共同改善黑臭底泥。
具体实施方式
[0017]
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0018]
本发明提供的一种实施例：一种高效降解水生态黑臭底泥生物制剂，生物制剂包括脱氮硫杆菌、枯草芽孢杆菌、光合细菌、酵母菌、乳酸菌、蛋白酶、纤维素酶、脂肪酶、木质酶和粉煤灰；粉煤灰作为载体，且能够对废弃产物粉煤灰进行再利用，但不局限于粉煤灰一种，陶粒、沸石、硅藻土等均可以使用，也可以混合使用，打碎研磨成粉剂添加即可。
[0019]
其中，脱氮硫杆菌、枯草芽孢杆菌、光合细菌、酵母菌和乳酸菌共同组成复合菌液；这些菌种为主要菌种，在此基础上根据黑臭底泥中实际的各种物质增加部分菌种以降解黑臭底泥；粉煤灰的质量占比为30%-38%，复合菌液的质量占比为38%-45%，蛋白酶的质量占比为4%-7%，纤维素酶的质量占比为6%-10%，脂肪酶的质量占比为4%-7%，木质酶的质量占比分别为4%-7%。
[0020]
进一步，生物制剂中各成分的具体占比以质量计，包括35%粉煤灰，42%复合菌液，5%蛋白酶，8%纤维素酶，5%脂肪酶，5%木质酶。
[0021]
进一步，脱氮硫杆菌、枯草芽孢杆菌、光合细菌、酵母菌和乳酸菌制备得到脱氮硫杆菌菌剂、枯草芽孢杆菌菌剂、光合细菌菌剂、酵母菌菌剂和乳酸菌菌剂的添加比例为1：1：1：1：1。由于脱氮硫杆菌、枯草芽孢杆菌、光合细菌、酵母菌和乳酸菌在适宜环境中会继续繁殖，因此各个菌种平均配置。
[0022]
进一步，生物制剂的制备步骤如下：步骤一：分别取出脱氮硫杆菌、枯草芽孢杆菌、光合细菌、酵母菌和乳酸菌的菌种，在培养基上划平板进行复苏，挑取单个菌落接种，进行种子培养，得到各菌体种子液体；步骤二：将脱氮硫杆菌、枯草芽孢杆菌、光合细菌、酵母菌和乳酸菌的种子液体分别发酵培养，得到脱氮硫杆菌菌剂、枯草芽孢杆菌菌剂、光合细菌菌剂、酵母菌菌剂和乳酸菌菌剂，按1：1：1：1：1的比例混合制备得到复合菌液；步骤三：将复合菌液加入过筛后的粉煤灰内，混合搅拌成浆液；步骤四：向浆液中加入按比例加入蛋白酶、纤维素酶、脂肪酶和木质酶，混合搅拌，得到混合浆液；步骤五：使混合浆液吸附1-2d，风干，使微生物菌和催化酶固定在粉煤灰的多孔结构内，即得到降解水生态黑臭底泥生物制剂。
[0023]
进一步，脱氮硫杆菌在厌氧条件下，以硫化物作为电子供体，以no
3-作为电子受体，进行自养反硝化，去除黑臭底泥中硫化物和硝酸盐，主要是对除黑臭底泥中氮和硫的脱出处理。
[0024]
进一步，枯草芽孢杆菌产生孢外酶类，消耗黑臭底泥中大分子有机质，为光合细菌
提供营养，枯草芽孢杆菌产生的孢外酶与纤维素酶结合，协同降解纤维素、碳水化合物、脂肪和蛋白质，与其他成分之间具有配合性，能发挥更良好的降解作用。
[0025]
进一步，光合细菌为红螺菌科，红螺菌利用黑臭底泥中的有机物进行生长，消耗黑臭底泥中有机物，在厌氧光照、黑暗好氧、明亮好氧的条件下均可降解有机物，所要求的条件不像一般的专属好氧菌和专属厌氧菌那样严格，在含氧量少的黑臭底泥内也能进行有机物的降解。其在没有有机物的条件下，它可以利用光能，固定二氧化碳固定有机物；在有有机物的条件下，它又可以利用有机物进行生长。在治理前期，由于黑臭底泥于水体富营养化基本是共同存在的，黑臭底泥接收到的光能少，能够利用有机物进行生长，后期治理有一定效果的情况下，有光能存在，利用光能，固定二氧化碳固定有机物，在治理的前期、中期和后期都能准确发挥作用。
[0026]
进一步，酵母菌通过处理低分子有机物和易生物降解的基质进行黑臭底泥内有机物和基质的处理，酵母菌通过主动吸附和被动吸附两种方式对黑臭底泥中重金属离子进行吸附。
[0027]
进一步，乳酸菌代谢产生细菌素、有机酸、过氧化氢和双乙酰，细菌素、有机酸、过氧化氢和双乙酰对革兰氏阳性细菌、沙门氏菌、大肠埃希氏菌、志贺氏菌、部分腐败菌和病原菌的生长具有抑制作用。
[0028]
进一步，蛋白酶、纤维素酶、脂肪酶和木质酶协同分解难降解有机物，作为催化剂催化生化反应的进行。由于水体内的动植物吞食会减少微生物的含量，微生物投放会被水体中原本的微生物影响，微生物在水体内的存货状态、作用状态不稳定，因此生物酶的使用能够加快微生物进行生化反应，快速作用，使微生物快速生长繁殖，从而提高处理效率。
[0029]
实施例11. 所述粉煤灰的质量占比为30%，所述复合菌液的质量占比为42%，所述蛋白酶的质量占比为5%，所述纤维素酶的质量占比为8%，所述脂肪酶的质量占比为5%，所述木质酶的质量占比分别为5%。所述脱氮硫杆菌、枯草芽孢杆菌、光合细菌、酵母菌和乳酸菌制备得到脱氮硫杆菌菌剂、枯草芽孢杆菌菌剂、光合细菌菌剂、酵母菌菌剂和乳酸菌菌剂的添加比例为1：1：1：1：1。
[0030]
2. 所述生物制剂的制备步骤如下：步骤一：分别取出脱氮硫杆菌、枯草芽孢杆菌、光合细菌、酵母菌和乳酸菌的菌种，在培养基上划平板进行复苏，挑取单个菌落接种，进行种子培养，得到各菌体种子液体；步骤二：将脱氮硫杆菌、枯草芽孢杆菌、光合细菌、酵母菌和乳酸菌的种子液体分别发酵培养，得到脱氮硫杆菌菌剂、枯草芽孢杆菌菌剂、光合细菌菌剂、酵母菌菌剂和乳酸菌菌剂，按1：1：1：1：1的比例混合制备得到复合菌液；步骤三：将复合菌液加入过筛后的粉煤灰内，混合搅拌成浆液；步骤四：向浆液中加入按比例加入蛋白酶、纤维素酶、脂肪酶和木质酶，混合搅拌，得到混合浆液；步骤五：使混合浆液吸附1-2d，风干，使微生物菌和催化酶固定在粉煤灰的多孔结构内，即得到降解水生态黑臭底泥生物制剂。
[0031]
实施例2本实施例与实施例1的不同之处在于：所述粉煤灰的质量占比为30%，所述复合菌液的
质量占比为45%，所述蛋白酶的质量占比为4%，所述纤维素酶的质量占比为10%，所述脂肪酶的质量占比为4%%，所述木质酶的质量占比分别为7%。其他均与实施例1相同。
[0032]
实施例3本实施例与实施例1的不同之处在于：所述粉煤灰的质量占比为38%，所述复合菌液的质量占比为38%，所述蛋白酶的质量占比为7%，所述纤维素酶的质量占比为6%，所述脂肪酶的质量占比为4%，所述木质酶的质量占比分别为7%。其他均与实施例1相同。
[0033]
实施例4本实施例与实施例1的不同之处在于：所述粉煤灰的质量占比为36%，所述复合菌液的质量占比为42%，所述蛋白酶的质量占比为5%，所述纤维素酶的质量占比为7%，所述脂肪酶的质量占比为6%，所述木质酶的质量占比分别为4%。其他均与实施例1相同。
[0034]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。