微生物复合物及其制备方法和采用其治理污染水体的方法

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种微生物复合物及其制备方法 和采用其治理污染水体的方法。

背景技术

水是生命之源，在人类的生产发展中起着重要的作用。但是，随着经济的 高速发展和城市化进程的加速，我国日趋严重的水环境污染问题对经济发展 和人们的生产生活产生了严重的制约。水环境污染的根源来自于工业排放的 废水、污水，城镇生活污水以及农业化肥、农药流失等。

污染水体的传统治理方法主要是物理方法和化学方法。物理方法如：①引 水换水，就是用“引水释污”方法对污染水体进行稀释，可以使水体污染指 标等有所下降。但对于蓄水量较大的水域，补水量太小起不到净化效果，而 提高补水量又造成水资源的大量浪费，且费用高昂。所以只是起到一个治标 不治本的暂缓效果。②底泥疏浚，也就是“清淤挖泥”，可减少河道内的大量 有机碳、氮、磷等营养物质，是减少内源性污染、减轻水体黑臭的有效途径 和措施。但是大规模清淤，可能会破坏原有的生物种群结构和生境，削弱其 自净功能。化学方法一般是使用化学絮凝剂，通过投加化学药剂去除水层污 染物，达到改善水质的目的，但是由于化学絮凝处理的效果容易受水体环境 变化的影响，持续性差，容易反复，且对生态系统有二次污染，对水生生物 有毒性。生物修复通常是指利用微生物的代谢活性降解有机污染物，目的是 去除环境中的污染物，使其浓度下降至环境标准规定的浓度，改善受污染的 环境，且不会造成二次污染，操作简单，费用低，又能很方便地与其它技术 组合综合处理污染，较之上述传统的方法，这些优点使其成为最具发展潜力 的修复方法。但是，单一的生物修复技术依然存在有缺陷，如营养消耗不完 全。

发明内容

基于现有技术的上述情况，本发明的目的在于提供一种菌植共生改善水 体污染的方法，能够更好地实现污染水体的治理，并且具有无毒、安全、高 效、无二次污染等特点。

为达到上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种微生物复合物，所 述微生物复合物包括不动杆菌、脱氮硫杆菌、假单胞菌和蜡状芽孢杆菌。

进一步的，所述微生物复合物中各菌种的菌数数量比为(0.8-1):(1.8- 2.2):(1.8-2.2):(1.8-2.2)。

进一步的，所述微生物复合物还包括氨基多糖螯合盐载体。

进一步的，所述微生物复合物中，所述菌种共占质量比为(70-80)％，所 述氨基多糖螯合盐占质量比为(20-30)％。

根据本发明的第二个方面，提供了一种治理污染水体的方法，包括步骤：

在水体中种植水生植物；

向所述水生植物投放如本发明第一个方面所述的微生物复合物，以使得微 生物在所述水生植物的表面以及根部形成菌植共生体。

进一步的，所述水生植物包括水葫芦。

根据本发明的第三个方面，提供了一种微生物复合物的制备方法，所述微 生物复合物包括如本发明第一个方面所述的微生物复合物，该方法包括步骤：

采集受污染水体的水生植物根部附着物，置入预定比例的无菌水振荡并静 置，得到10

将10

从10

冷却后倒置，于(28-30)℃培养(24-48)小时后观察，对分离出的菌株 进行筛选，获得分离纯化后的菌种纯培养体；

取所述分离纯化后的菌种，在缺磷的乙酸合成培养基中预培养后，令PH＝7, 在30℃140rpm的摇床上过夜培养；

将菌体细胞离心后洗涤、离心，重新悬浮于富磷培养基中，在30℃摇床 中进行扩大培养24h后，取10mL菌液，过滤后取澄清的无菌液体培养基，取 摄磷率高于92％的菌株重新接种于培养基中，以获得不动杆菌；

将优势细菌接种于硝酸盐培养基中，并与等量的甲溶液、乙溶液混合后加 入培养基内，经过反硝化作用后，获得脱氮硫杆菌、蜡状芽孢杆菌和假单胞 菌；

将所述不动杆菌、脱氮硫杆菌、假单胞菌和蜡状芽孢杆菌分别单株发酵， 并按比例混合，以氨基多糖螯合盐为载体，得到所述微生物复合物。

进一步的，所述将10

将所述10

以此类推，连续稀释，制成10

进一步的，所述对分离出的菌株进行筛选，获得分离纯化后的菌种纯培养 体，包括步骤：

判断分离纯化的菌株是否为单菌落，若不是单菌落，则进一步进行分离纯 化直至得到单菌落菌株；

选取单菌落菌株做涂片检查，若纯度不满足要求，则挑取菌落进一步分离， 直至获得菌种纯培养体。

进一步的，所述甲溶液包括对氨基苯磺酸0.8g和5mol/L醋酸100ml；所 述乙溶液包括α-奈胺0.5g和5mol/L醋酸100ml。

综上所述，本发明提供了一种微生物复合物及其制备方法和采用其治理 污染水体的方法，采用菌植共生的方法来治理污染水体，将筛选的微生物复 合物和水生植物有效地结合在一起，水生植物及其发达的根系具有极高的生 物亲和性，经过超大的表面积可大量吸附微生物，其中采用的微生物是专门 针对性地对菌种进行筛选，采用不动杆菌、脱氮硫杆菌、假单胞菌、蜡状芽 孢杆菌配合制成，将上述菌种复配在一起发挥微生物的协同作用和增效功能； 这些微生物在水生植物表面及其根部形成附着型活性生物膜，通过自身的新 陈代谢作用吸收、降解水体中的有机污染物和氮、磷等，净化水体，有效治 理污染水体。

附图说明

图1是本发明微生物复合物的制备方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方 式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性 的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构 和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。根据本发明的一个实施 例，提供了一种微生物复合物，所述微生物复合物包括不动杆菌、脱氮硫杆 菌、假单胞菌和蜡状芽孢杆菌。其中，不动杆菌、脱氮硫杆菌、假单胞菌和 蜡状芽孢杆菌的菌数数量比为(0.8-1):(1.8-2.2):(1.8-2.2):(1.8- 2.2)，总菌数可以达到100亿/g。取以上4种微生物的复合物(70-80)％， 辅以(20-30)％氨基多糖螯合盐为载体，制成微生物复合物。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种采用该微生物复合物治理污染水 体的方法，包括步骤：

在水体中种植水生植物，该水生植物例如可以为水葫芦。水生植物通过植 物的吸收、吸附作用，富集氮、磷等元素，降解、富集其它有毒有害污染物， 同时由于水生植物生长对藻类的抑制作用，使水体中藻类数量降低，提高水 体透明度，达到净化水质的目的。除了上述利用水生植物直接吸收、固定、 分解污染物外，水生植物还可以通过对微生物的调控来进行环境修复。该水 生植物可以按水体的(20-30)％进行覆盖，优选覆盖量是30％。当水生植物覆 盖量少于20％时，无法取得有效改善的效果，当覆盖量超过30％时，会导致后 期维护难度加大。

向所述水生植物投放上述经过筛选的微生物复合物，以使得微生物在所述 水生植物的表面以及根部繁殖生长，在其表面和根部形成菌植共生体。所述 微生物复合物的使用量可以为(1-10)ppm，优选使用5ppm。当其用量少于 1ppm时，无法取得有效改善的效果，当用量超过10ppm时，会造成成本上的 浪费。

根据本发明的另一个实施例，提供了该微生物复合物的制备方法，该制备 方法的流程图如图1所示，包括如下步骤：

采集受污染水体的水生植物根部附着物，置入预定比例的无菌水振荡并静 置，该预定比例例如为附着物9倍体积的无菌水，得到10

将10

从10

冷却后倒置，于(28-30)℃培养(24-48)小时后观察，从固体平板上分 离出来的菌株若不是单个菌繁殖而成，则进一步进行分离纯化；在平板上选 择生长较好的有代表性的菌落接种斜面，同时做涂片检查，若发现不纯，挑 取菌落进一步分离，直至获得纯培养体。

选取分离纯化后的菌种，首先在缺磷的乙酸合成培养基(CH

准备甲液(对氨基苯磺酸0.8g+5mol/L醋酸100ml)、乙液(α-奈胺 0.5g+5mol/L醋酸100ml)，将纯化的优势细菌接种于硝酸盐培养基(牛肉膏 3g/L，蛋白胨5g/L，KNO3 1g/L，pH 7.4)中，于35℃培养1-2天，将甲、 乙液等量混合后(约0.1ml)加入培养基内，观察结果。有三株出现红色阳性 反应，即硝酸盐被还原，说明具有反硝化作用。取此3株菌株重新接种于培 养基中，根据细菌的形态特征和生理生化特征对3菌株进行鉴定，确定为脱 氮硫杆菌、蜡状芽孢杆菌和假单胞菌。

将此4种菌均进行单菌株发酵，不动杆菌、脱氮硫杆菌、假单胞菌、蜡状 芽孢杆菌按比例混合，菌数数量比0.8-1∶1.8-2.2∶1.8-2.2∶1.8-2.2，总 菌数达到100亿/g。取以上4种微生物的复合物70-80％，辅以20-30％氨基 多糖螯合盐为载体，制成微生物复合物。

将上述物质进行组合配伍，对治理污染水体而言，明显优于缺少任何其中 一种的组合，也明显优于再添加其他物质(非指不可清除的杂质)后的组合 物。而且，当上述4种微生物的复合物少于70％或大于80％，氨基多糖螯合盐 少于20％或大于30％，均无法取得如本发明实施例在改善污染水体的优异效 果。根据本发明实施例提供的方案，不动杆菌能超量的将污水中的磷吸入体 内，使体内的含磷量超过一般细菌体内的含磷量的数倍，可被用于生物除磷。 脱氮硫杆菌，能利用一些无机物在氧化过程中释放出来的能量将硝酸盐还原， 发挥反硝化作用。假单胞菌在好氧和异养条件下都能进行反硝化作用，能将 铵态氮直接转化为氮气去除，可实现同步实现硝化反硝化的脱氮过程。蜡状 芽孢杆菌可在好氧条件下以NO

以下提供具体实施例和对比例

实施例1

采集受污染严重水体的水葫芦根部附着物，取1mL放入装有9mL无菌水 并放有玻璃珠的50mL三角瓶中，置摇床上振荡20min使微生物细胞分散，静 置30s即成10

选取分离纯化后的菌种，首先在缺磷的乙酸合成培养基(CH

准备甲液(对氨基苯磺酸0.8g+5mol/L醋酸100ml)、乙液(α-奈胺 0.5g+5mol/L醋酸100ml)，将纯化的优势细菌接种于硝酸盐培养基(牛肉膏 3g/L，蛋白胨5g/L，KNO3 1g/L，pH 7.4)中，于35℃培养1-2天，将甲、 乙液等量混合后(约0.1ml)加入培养基内，观察结果。有三株出现红色阳性 反应，即硝酸盐被还原，说明具有反硝化作用。取此3株菌株重新接种于培 养基中，根据细菌的形态特征和生理生化特征对3菌株进行鉴定，确定为脱 氮硫杆菌、蜡状芽孢杆菌和假单胞菌。

按照如下菌数数量配比的组分：不动杆菌、脱氮硫杆菌、假单胞菌、蜡状 芽孢杆菌，菌数数量比为0.8∶2.2∶2.2∶1.8，取以上4种微生物的复合物 70％，辅以30％氨基多糖螯合盐为载体，制成微生物复合物1。种植水葫芦， 向所种水葫芦处投放微生物复合物1，使微生物在其表面及根部繁殖生长， 在其表面和根部形成菌植共生体。

实施例2

各菌种的制备过程同实施例1，按照如下菌数数量配比的组分：不动杆菌、 脱氮硫杆菌、假单胞菌、蜡状芽孢杆菌，菌数数量比为1∶1.8∶1.8∶2.2， 取以上4种微生物的复合物75％，辅以25％氨基多糖螯合盐为载体，制成微生 物复合物2。种植水葫芦，向所种水葫芦处投放微生物复合物2，使微生物在 其表面及根部繁殖生长，在其表面和根部形成菌植共生体。

实施例3

各菌种的制备过程同实施例1，按照如下菌数数量配比的组分：不动杆菌、 脱氮硫杆菌、假单胞菌、蜡状芽孢杆菌，菌数数量比为0.9∶2∶2∶2，取以 上4种微生物的复合物80％，辅以20％氨基多糖螯合盐为载体，制成微生物复 合物3。种植水葫芦，向所种水葫芦处投放微生物复合物3，使微生物在其表 面及根部繁殖生长，在其表面和根部形成菌植共生体。

对比例1

按照如下菌数数量配比的组分：脱氮硫杆菌、假单胞菌、蜡状芽孢杆菌， 菌数数量比为1∶1∶1，取以上3种微生物的复合物75％，辅以25％氨基多糖 螯合盐为载体，制成微生物复合物4。种植水葫芦，向所种水葫芦处投放微 生物复合物4，使微生物在其表面及根部繁殖生长，在其表面和根部形成菌 植共生体。

对比例2

按照如下菌数数量配比的组分：不动杆菌、假单胞菌、蜡状芽孢杆菌，菌 数数量比为1∶2∶2，取以上3种微生物的复合物70％，辅以30％氨基多糖螯 合盐为载体，制成微生物复合物5。种植水葫芦，向所种水葫芦处投放微生 物复合物5，使微生物在其表面及根部繁殖生长，在其表面和根部形成菌植 共生体。

对比例3

按照如下菌数数量配比的组分：不动杆菌、脱氮硫杆菌、蜡状芽孢杆菌， 菌数数量比为1∶2∶2，取以上3种微生物的复合物70％，辅以30％氨基多糖 螯合盐为载体，制成微生物复合物6。种植水葫芦，向所种水葫芦处投放微 生物复合物6，使微生物在其表面及根部繁殖生长，在其表面和根部形成菌 植共生体。

对比例4

按照如下菌数数量配比的组分：不动杆菌、脱氮硫杆菌、假单胞菌，菌数 数量比为1∶2∶2，取以上3种微生物的复合物75％，辅以25％氨基多糖螯合 盐为载体，制成微生物复合物7。种植水葫芦，向所种水葫芦处投放微生物 复合物7，使微生物在其表面及根部繁殖生长，在其表面和根部形成菌植共 生体。

对比例5

按照如下菌数数量配比的组分：不动杆菌、脱氮硫杆菌、假单胞菌、蜡状 芽孢杆菌，菌数数量比为1∶2∶2：2，取以上4种微生物的复合物65％，辅 以35％氨基多糖螯合盐为载体，制成微生物复合物8。种植水葫芦，向所种水 葫芦处投放微生物复合物8，使微生物在其表面及根部繁殖生长，在其表面 和根部形成菌植共生体。

对比例6

仅向污染水体投放本发明所筛选的微生物，所述微生物包括如下菌数数量 配比的组分：不动杆菌、脱氮硫杆菌、假单胞菌、蜡状芽孢杆菌，菌数数量 比为1∶2∶2∶2，取以上4种微生物的复合物70％，辅以30％氨基多糖螯合 盐为载体，制成微生物复合物9。

对比例7

仅种植水葫芦。

试验例1：河北石家庄某污染水体

(1)设置三个组：空白组、对照组、本发明组。本发明的试验均是在7- 8月份完成，平均水温在28-30℃之间。

空白组不投放任何处理剂；

对照组1-7分别按照对比例1-7投放；

本发明组1-3分别按实施例1-3投放。

水葫芦按水体的30％进行覆盖，微生物复合物的使用量为5ppm。

(2)结果：本发明组的氨氮、总磷、COD的去除率明显高于空白组和对照 组，具体数值如表1所示。

表1试验例1氨氮、总磷、COD的去除率(指标去除率％)

其中，COD测定采用重铬酸钾法；氨氮测定采用纳氏试剂分光光度法；总 磷测定采用钼酸铵分光光度法。

试验例2：天津某污染水体一

(1)设置三个组：空白组、对照组、本发明组。本发明的试验均是在7- 8月份完成，平均水温在28-30℃之间。

空白组不投放任何处理剂；

对照组1-7分别按照对比例1-7投放；

本发明组1-3分别按实施例1-3投放。

水葫芦按水体的30％进行覆盖，微生物复合物的使用量为5ppm。

(2)结果：本发明组的氨氮、总磷、COD的去除率明显高于空白组和对照 组，具体数值如表2所示。

表2试验例2氨氮、总磷、COD的去除率(指标去除率％)

其中，COD测定采用重铬酸钾法；氨氮测定采用纳氏试剂分光光度法；总 磷测定采用钼酸铵分光光度法。

试验例3：天津某污染水体二

(1)设置三个组：空白组、对照组、本发明组。本发明的试验均是在7- 8月份完成，平均水温在28-30℃之间。

空白组不投放任何处理剂；

对照组1-7分别按照对比例1-7投放；

本发明组1-3分别按实施例1-3投放。

水葫芦按水体的30％进行覆盖，微生物复合物的使用量为5ppm。

(2)结果：本发明组的氨氮、总磷、COD的去除率明显高于空白组和对照 组，具体数值如表3所示。

表3试验例3氨氮、总磷、COD的去除率(指标去除率％)

其中，COD测定采用重铬酸钾法；氨氮测定采用纳氏试剂分光光度法；总 磷测定采用钼酸铵分光光度法。

从以上各试验例的结果可以看出，本发明实施例提供的技术方案是将筛 选的微生物复合物和水生植物有效地结合在一起，水生植物及其发达的根系 具有极高的生物亲和性，经过超大的表面积可大量吸附本发明筛选的复合微 生物，这些微生物在水生植物表面及其根部形成附着型活性生物膜，通过自 身的新陈代谢作用，改善水体污染指标，吸收、降解水体中的氮、磷等，净 化水体，能够达到非常好的治理效果。

综上所述，本发明涉及一种微生物复合物及其制备方法和采用其治理污染 水体的方法，采用菌植共生的方法来治理污染水体，将筛选的微生物复合物 和水生植物有效地结合在一起，水生植物及其发达的根系具有极高的生物亲 和性，经过超大的表面积可大量吸附微生物，其中采用的微生物是专门针对 性地对菌种进行筛选，采用不动杆菌、脱氮硫杆菌、假单胞菌、蜡状芽孢杆 菌配合制成，将上述菌种复配在一起发挥微生物的协同作用和增效功能；这 些微生物在水生植物表面及其根部形成附着型活性生物膜，通过自身的新陈 代谢作用吸收、降解水体中的有机污染物和氮、磷等，净化水体，有效治理 污染水体。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释 本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和 范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保 护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和 边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。