一种基于生物聚集膜的生态水修复方法

技术领域

本发明涉及生态水体修复技术领域，具体涉及一种基于生物聚集膜的生态水修复方法。

背景技术

随着社会的不断发展和人们生活条件的不断改善以及工农业的快速发展，公园、居住小区等的景观水体及城市内的湖泊等受到污染，水体富营养化，氮含量较高，藻类繁殖，如杭州西湖、云南滇池、南京玄武湖、江西九江堂湖、合肥巢湖、广州麓湖、流花湖及武汉东湖等均达到了富营养化程度。许多具有美学价值及旅游观光功能的水体,其生态环境效益和社会经济效益也正在逐步地削弱。尤其城市湖泊水体的污染问题比较严重，主要原因是大多数城区微污染水体为静止或者流动性差的缓流性水体,水体的自净能力差，极容易成为居民生活污水、工业废水、雨水、垃圾的受纳水体,导致不同程度的污染,最终导致水体的富营养化。

现有的水体修复技术，很难在低碳氮比的水体中进行脱氮反应，且水中除藻较难进行。氮元素超标后，会促进水体中藻类的生长，从而使得水中溶解氧的浓度降低，对水中生物造成致命性的灾难。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种基于生物聚集膜的生态水修复方法，采用生物聚集膜，通过将其投加到水体中和曝气装置的配合使用，从而达到脱氮与除藻的效果，从而净化水质，是一种高效修复生态水体、操作简单的处理方法。

为实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供一种基于生物聚集膜的生态水修复方法，包括如下步骤：

步骤一，污泥富集培养：

向污泥样品中加入弱碱性的富集培养基EM，不断更换弱碱性的富集培养基EM进行污泥周期富集培养，当液体培养液中氮的去除率达到要求后，收集富集污泥；

步骤二，生物菌剂制备：

按照质量比为1:1-1:1.5的比例将收集的富集污泥移至弱碱性的DBM培养基中，恒温培养，不断更换弱碱性的DBM培养基进行富集污泥周期培养，收集生物菌剂沉淀物；

步骤三，生物聚集膜制备：

按照质量比为1:1-1:1.5的比例将生物菌剂沉淀物置于弱碱性的DBM培养基和待处理水体水样的混合培养基中，恒温条件下培养，不断更换弱碱性的DBM培养基和待处理的水体水样的混合液，逐渐提高弱碱性的DBM培养基和待处理的水体水样的比例，保持该混合液呈弱碱性，分离得到生物聚集膜。

步骤四，反应装置运行：

将制成的生物聚集膜投加到待修复的水体中并曝气，进行生物聚集膜修复生态水过程。

对于上述技术方案，本发明还有进一步优选的方案：

所述弱碱性的富集培养基EM包括：CH

微量元素溶液Ⅰ按照质量比g/L计包括：1.0-1.5g/L EDTA，0.10-0.20g/L ZnSO

优选的，所述弱碱性的DBM培养基包括：CH

微量元素溶液Ⅱ以质量比g/L计包括：1.0-1.5g/L EDTA，0.10-0.20g/L ZnSO

优选的，所述步骤一中，污泥培养以5-7天为一个培养周期，每天摇床震荡若干次，不断更换弱碱性的富集培养基EM直至测定液体培养液。

优选的，所述步骤二中，生物菌剂的制备包括如下步骤：

21)将富集污泥转移至弱碱性的DBM培养基中混合，在25-30℃条件下恒温培养，用转速为120-140转/分的摇床，每天震荡3-5次，每次10-15分钟；

22)每隔5-7天更换一次DBM培养基，逐次更换的弱碱性的DBM培养基浓度不变，NaNO

优选的，所述步骤三中，生物聚集膜的制备包括如下步骤：

31)将弱碱性的DBM培养基和待处理水体水样按照4:1-3.5:1的比例混合，将步骤二得到的生物菌剂沉淀物置于该混合培养基中，25-30℃下恒温培养；

32)隔3-5天，将培养基中的上清液倒出，按照3:1-2.5:1的比例加入DBM培养液和待处理的水体水样的混合液；

33)逐渐提高弱碱性的DBM培养基和待处理的水体水样的比例至1:2.5-1:3；始终保持持混合液pH＝8.0-8.5，使菌剂可以在弱碱环境下高效产生生物聚集膜；

34)选取长势良好，形状完好的生物聚集膜，采用过滤法将其分离取出。

优选的，所述步骤四中，生物聚集膜投加量按照质量比占处理水体的0.3‰-0.5‰，并按照0.06V

优选的，所述曝气系统的运行步骤为：通过控制鼓风机的开关和功率，调节气泡的强弱和数量，使得气泡强度为0.06-0.08L/min，持续曝气5-8分钟，然后关闭曝气系统15分钟；当有自然风时，关闭鼓风机，依靠自然风实现生物聚集膜的沉浮。

优选的，当待修复的水体中硝酸盐去除率低于75％时，需要向待修复的水体中重新投放生物聚集膜。

相对于现有技术，本发明的有益效果在于：

1、本发明可以实现在低碳氮比的自然水体中高效的脱氮反应，解决了在低碳氮比情况下传统的脱氮反应效率低且存在亚硝酸盐积累的问题。细菌生物通过利用自身分泌的EPS相互粘附，形成具有一定机械强度的生物聚集膜，在微气泡的作用下可以在水体中上下浮动，增大了与水体的接触面积，同时生物聚集膜为反硝化过程提供了相对封闭的厌氧环境和EPS碳源物质，脱氮效率较高且没有副产物的存在。

2、本发明可以实现自然水体中的除藻反应，由于生物聚集膜本身存在粘附性较强、密度较轻且有一定的机械强度，在曝气系统的间歇作用下，可以使得生物聚集膜上下移动吸附水中藻类，经重力作用沉到水底后，在没有阳光的条件下使得藻类死亡并被降解，可以达到除藻的效果。藻类降解也会为反硝化过程提供一定量的碳源，有利于反硝化过程进行。相对于传统的除藻工艺来说，具有设备简单、稳定性强、活性高、使用周期长，能耗低等优势。

3、本发明中使得菌剂固化，生物聚集膜为菌剂提供了较为固定的反应环境，降低了流失率，同时对水体环境的副作用较小。

附图说明

图1为本发明运行过程示意图；

图2(a)为实施例1、2、3氨氮去除效果示意图；

图2(b)为实施例1、2、3COD浓度前后对比示意图；

图3(a)为实施例4、5、6氨氮去除效果示意图；

图3(b)为实施例4、5、6COD浓度前后对比示意图；

图4(a)、(b)、(c)为生物聚集膜实物图。

图1中标号：1、鼓风机；2、曝气层；3、生物聚集膜；4、投菌装置。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1所示，本发明实施例提供的基于生物聚集膜的生态水修复方法采用的反应装置，反应腔底部为曝气层2，顶部侧壁设有鼓风机1，投菌装置4设在反应液面上方，生物聚集膜3投入于反应水体中。

本发明基于生物聚集膜的生态水修复方法，步骤如下：

步骤一，污泥的富集培养：

取适当底泥样品于250ml锥形瓶中，向其中加入200ml呈弱碱性的富集培养基EM，在瓶口处盖上封口膜以提供厌氧环境。将该锥形瓶摇晃使其中体系混匀后，置于恒温培养箱(25-30℃)内进行培养，收集富集污泥。

污泥培养以5-7天作为一个培养周期，待每个培养周期结束后，将锥形瓶内的上清液缓缓倒出，并加入新的200ml EM培养基，采用转速为30-60转/分的摇床，每天震荡3-5次，每次5-10分钟，确保反应装置中有能供细菌生长的营养物质。每个周期结束后，不断更换培养液直至测定液体培养液中氮的去除率达到75％以上时，表明富集污泥完成，可进行污泥收集。

其中，富集培养基(EM)的配方为：以质量浓度计(g/L)：0.10-0.30g/L CH

微量元素溶液Ⅰ包括：以质量浓度计(g/L)：1.0-1.5g/L EDTA，0.10-0.20g/LZnSO

步骤二，生物菌剂的制备：

将收集的富集污泥转移至高温高压灭菌的呈弱碱性的液体DBM培养基中，进行恒温培养，收集生物菌剂沉淀物。

生物菌剂的制备包括如下步骤：第一步，将富集污泥转移至液体DBM培养基中，其中富集污泥与DBM培养基按照质量比为1:1-1:1.5的比例进行混合，在25-30℃条件下进行恒温培养，用转速为120-140转/分的摇床，每天震荡3-5次，每次10-15分钟；第二步，每隔5-7天更换一次DBM培养基，逐次更换的DBM培养基浓度不变，NaNO

反硝化基础培养基(DBM)：以质量浓度计(g/L)：0.10-0.15g/L CH

微量元素溶液Ⅱ包括：以质量浓度计(g/L)：1.0-1.5g/L EDTA，0.10-0.20g/LZnSO

步骤三，生物聚集膜的制备：

按照质量比为1:1-1:2将步骤二得到的生物菌剂沉淀物置于DBM和待处理水体水样的混合培养基中，在恒温条件下进行培养，分离得到生物聚集膜。

生物聚集膜的制备包括如下步骤：第一步，将DBM培养液和待处理水体水样按照4:1-3.5:1的比例混合，将步骤二得到的生物菌剂置于该混合培养基中，置于25-30℃条件下恒温培养；第二步，隔3-5天，将培养基中的上清液倒出，按照3：1-2.5:1的比例加入DBM培养液和待处理的水体水样的混合液；第三步，逐渐提高DBM培养液和待处理的水体水样的比例至1:2.5-1:3，始终保持该混合液呈现弱碱性，使菌剂可以在弱碱环境下高效产生生物聚集膜；第四步，选取长势良好，形状完好的生物聚集膜，采用过滤法将其分离取出。生物聚集膜实物见图4(a)、(b)、(c)。

步骤四，反应装置运行：

将制成的生物聚集膜利用投加装置投加到待修复的水体中并且启动曝气系统，使得生物聚集膜可以在水体中发生不断地上浮与下沉。

生物聚集膜的投加，投加量占处理水体的0.3‰-0.5‰，并按照0.06L V

曝气系统的运行步骤为：通过控制鼓风机的开关和功率，调节气泡的强弱和数量，工作时使得气泡强度为0.06-0.08L/min，持续曝气5-8分钟使得生物聚集膜上浮粘附藻类，然后关闭曝气系统15-20分钟使得黏有藻类的生物聚集膜不断下沉，最终使得藻类在没有阳光的水底死亡并发生降解。当遇到有自然风的时候，可关闭鼓风机，依靠自然风便可实现生物聚集膜的沉浮。

运行机理为：通过在弱碱性的富集培养基内富集污泥且在弱碱性的反硝化培养基内进行生物菌剂的制备，菌剂在弱碱性的反硝化培养基和待处理水体中释放生物聚集膜。通过收集该聚集膜并且向待处理水体中投加，生物聚集膜在其该水体中会进行高效的脱氮反应和除藻反应，修复该生态水体，具体表现在：该生物聚集膜本身存在粘附性较强、密度较轻且有一定的机械强度，在曝气系统的间歇作用下，可以使得生物聚集膜上下移动吸附水中藻类，经重力作用沉到水底后，在没有阳光的条件下使得藻类死亡并被降解，可以达到除藻的效果。同时生物聚集膜上的菌剂伴随着生物聚集膜在上下移动的过程中，与水体充分接触，同时菌剂利用生物聚集膜上的EPS物质和藻类降解所产生的碳源，以及生物聚集膜的相对密闭的环境，从而进行高效的反硝化脱氮反应，除去硝酸盐并且没有亚硝酸盐的积累。

反硝化反应过程如下

2NO

具体可分为如下两步：

NO

2NO

在多种菌群的作用下，水中氮类物质被还原成N

下面通过具体实施例来进一步说明本发明。

实施例1：

该实施例中治理的水体为宝鸡市某池塘水体，进行脱氮、除藻处理和净化。通过在该池塘采集污泥和待治理的水体，在实验室建立相应的的反应装置，该反应装置模拟天然池塘，底部无光照；设置对照组和实验组，空白组不添加生物聚集膜和菌剂，其他条件与实验组完全相同，实验组的反应方法与反应装置运行包括以下步骤：

1.污泥富集培养：

取在陕西省宝鸡市某池塘采集的300ml污泥样品于容器瓶中，向其中加入300ml呈弱碱性的富集培养基EM，在瓶口处盖上封口膜以提供厌氧环境。将该容器瓶摇晃使其中体系混匀后，置于恒温培养箱(25℃)内进行培养，以7天作为一个培养周期，待每个培养周期结束后，将锥形瓶内的上清液缓缓倒出，并加入新的300ml EM培养基，采用转速为30转/分的摇床，每天震荡5次，每次7分钟，确保反应装置中有能供细菌生长的营养物质。重复更换EM培养液直至用N-(1-萘基)-乙二胺二盐酸分光光度法和紫外分光光度法测定液体培养液中氮的去除率在75％以上时，富集污泥完成，收集污泥。

其中富集培养基(EM)的配方为：以质量浓度计(g/L)：0.10 CH

2.生物菌剂制备：

将收集的富集污泥转移至高温高压灭菌的呈弱碱性的液体DBM培养基中，其中富集污泥与DBM培养基按照质量比为1:1的比例进行混合，在25℃条件下进行恒温培养，用转速为130转/分的摇床，每天震荡5次，每次15分钟；每隔6天更换一次DBM培养基，逐次更换的DBM培养基浓度不变，NaNO

反硝化基础培养基(DBM)：以质量浓度计(g/L)：0.12CH

3.生物聚集膜制备：

将得到的生物菌剂沉淀物置于DBM培养液和该池塘水体水样4:1比例混合混合培养基中，置于30℃条件下恒温培养，隔5天，将培养基中的上清液倒出，加入DBM培养液和该池塘水体水样按照3:1的比例混合的混合液，并且逐渐提高DBM培养液和该池塘水体水样的比例至1:3，始终保持该混合液呈弱碱性。选取长势良好，形状完好的生物聚集膜，采用过滤法将其分离取出。

4.反应装置运行：

向该反应装置中的池塘水体中投加约0.8L的生物聚集膜，投加量占处理水体的0.4‰，并按照0.06L/h的速率向反应装置中投加菌剂。

启动曝气系统，通过控制(1)鼓风机的开关和功率，调节(2)曝气层出来的气泡的强弱和数量，工作时使得曝气强度为0.08L/min，持续曝气7分钟使得生物聚集膜上浮粘附藻类，然后关闭曝气系统15分钟，使得黏有藻类的生物聚集膜不断下沉，最终使得藻类在没有阳光的反应装置底死亡并发生降解。当遇到外界气流较强时，关闭鼓风机，依靠自然风便可实现生物聚集膜的沉浮。在与水体接触的过程中，菌剂利用生物聚集膜上的EPS物质和藻类降解所产生的碳源，以及利用生物聚集膜的相对密闭的环境，从而进行高效的反硝化脱氮反应，除去硝酸盐并且没有亚硝酸盐的积累。每隔12h向该反应装置中添加0.40L的生物聚集膜。

根据图2(a)和2(b)，对照实验组和对照组的水质变化，可以看出，实验组的反应装置在整个运行周期内运行结果良好，反应一周后，处理水体的氨氮去除效率为86.5％，COD去除率为79.5％，整个周期内出水未出现亚硝酸盐积累，较好地说明了该反应装置中细菌生物聚集膜处理该池塘水的良好的脱氮、除藻性能。

实施例2：

该实施例中治理的水体为宝鸡市某池塘水体，进行脱氮、除藻处理和净化。通过在该池塘采集污泥和待治理的水体，在实验室建立相应的反应装置，该反应装置模拟天然池塘，底部无光照；设置对照组和实验组，空白组不添加生物聚集膜和菌剂，其他条件与实验组完全相同，实验组的反应方法与反应装置运行包括以下步骤：

1.污泥富集培养：

取在陕西省宝鸡市某池塘采集的300ml污泥样品于容器瓶中，向其中加入400ml弱碱性的富集培养基EM，在瓶口处盖上封口膜以提供厌氧环境。将该容器瓶摇晃使其中体系混匀后，置于恒温培养箱(27℃)内进行培养，以6天作为一个培养周期，待每个培养周期结束后，将锥形瓶内的上清液缓缓倒出，并加入新的400ml EM培养基，采用转速为45转/分的摇床，每天震荡4次，每次6分钟，确保反应装置中有能供细菌生长的营养物质。重复更换EM培养液直至用N-(1-萘基)-乙二胺二盐酸分光光度法和紫外分光光度法测定液体培养液中氮的去除率在75％以上时，富集污泥完成，收集污泥。

其中富集培养基(EM)的配方为：以质量浓度计(g/L)：0.15CH

2.生物菌剂制备：

将收集的富集污泥转移至高温高压灭菌的弱碱性的液体DBM培养基中，其中富集污泥与DBM培养基按照质量比为1:1.3的比例进行混合，在30℃条件下进行恒温培养，用转速为120转/分的摇床，每天震荡4次，每次10分钟；每隔7天更换一次DBM培养基，逐次更换的DBM培养基浓度不变，NaNO

反硝化基础培养基(DBM)：以质量浓度计(g/L)：0.10CH

3.生物聚集膜制备：

将得到的生物菌剂沉淀物置于DBM培养液和该池塘水体水样3.8:1比例混合混合培养基中，置于28℃条件下恒温培养，隔4天，将培养基中的上清液倒出，加入DBM培养液和该池塘水体水样按照2.8:1的比例混合的混合液，并且逐渐提高DBM培养液和该池塘水体水样的比例至1:2.8，始终保持该混合液呈弱碱性。选取长势良好，形状完好的生物聚集膜，采用过滤法将其分离取出。

4.反应装置运行：

向该反应装置中的池塘水体中投加约1.0L的生物聚集膜，投加量占处理水体的0.3‰，并按照0.08L/h的速率向反应装置中投加菌剂。

启动曝气系统，通过控制(1)鼓风机的开关和功率，调节(2)曝气层出来的气泡的强弱和数量，工作时使得曝气强度为0.08L/min，持续曝气8分钟使得生物聚集膜上浮粘附藻类，然后关闭曝气系统18分钟，使得黏有藻类的生物聚集膜不断下沉，最终使得藻类在没有阳光的反应装置底死亡并发生降解。当遇到外界气流较强时，关闭鼓风机，依靠自然风便可实现生物聚集膜的沉浮。在与水体接触的过程中，菌剂利用生物聚集膜上的EPS物质和藻类降解所产生的碳源，以及利用生物聚集膜的相对密闭的环境，从而进行高效的反硝化脱氮反应，除去硝酸盐并且没有亚硝酸盐的积累。每隔12h向该反应装置中添加0.48L的生物聚集膜。

根据图2(a)和2(b)，对照实验组和对照组的水质变化，可以看出，实验组的反应装置在整个运行周期内运行结果良好，反应一周后，处理水体的氨氮去除效率为88.7％，COD去除率为81.2％，整个周期内出水未出现亚硝酸盐积累，较好地说明了该反应装置中细菌生物聚集膜处理该池塘水的良好的脱氮、除藻性能。

实施例3：

该实施例中治理的水体为宝鸡市某池塘水体，进行脱氮、除藻处理和净化。通过在该池塘采集污泥和待治理的水体，在实验室建立相应的反应装置，该反应装置模拟天然池塘，底部无光照；设置对照组和实验组，空白组不添加生物聚集膜和菌剂，其他条件与实验组完全相同，实验组的反应方法与反应装置运行包括以下步骤：

1.污泥富集培养：

取在陕西省宝鸡市某池塘采集的300ml污泥样品于容器瓶中，向其中加入500ml弱碱性的富集培养基EM，在瓶口处盖上封口膜以提供厌氧环境。将该容器瓶摇晃使其中体系混匀后，置于恒温培养箱(30℃)内进行培养，以5天作为一个培养周期，待每个培养周期结束后，将锥形瓶内的上清液缓缓倒出，并加入新的400ml EM培养基，采用转速为60转/分的摇床，每天震荡3次，每次5分钟，确保反应装置中有能供细菌生长的营养物质。重复更换EM培养液直至用N-(1-萘基)-乙二胺二盐酸分光光度法和紫外分光光度法测定液体培养液中氮的去除率在75％以上时，富集污泥完成，收集污泥。

其中富集培养基(EM)的配方为：以质量浓度计(g/L)：0.30CH

2.生物菌剂制备：

将收集的富集污泥转移至高温高压灭菌的弱碱性的液体DBM培养基中，其中富集污泥与DBM培养基按照质量比为1:1.5的比例进行混合，在25℃条件下进行恒温培养，用转速为140转/分的摇床，每天震荡3次，每次10分钟；每隔5天更换一次DBM培养基，逐次更换的DBM培养基浓度不变，NaNO

反硝化基础培养基(DBM)：以质量浓度计(g/L)：0.15CH

3.生物聚集膜制备：

将得到的生物菌剂沉淀物置于DBM培养液和该池塘水体水样3.5:1比例混合混合培养基中，置于25℃条件下恒温培养，隔3天，将培养基中的上清液倒出，加入DBM培养液和该池塘水体水样按照2.5:1的比例混合的混合液，并且逐渐提高DBM培养液和该池塘水体水样的比例至1:2.5，始终保持该混合液呈弱碱性。选取长势良好，形状完好的生物聚集膜，采用过滤法将其分离取出。

4.反应装置运行：

向该反应装置中的池塘水体中投加约1.1L的生物聚集膜，投加量占处理水体的0.5‰，并按照0.08L/h的速率向反应装置中投加菌剂。

启动曝气系统，通过控制(1)鼓风机的开关和功率，调节(2)曝气层出来的气泡的强弱和数量，工作时使得曝气强度为0.06L/min，持续曝气5分钟使得生物聚集膜上浮粘附藻类，然后关闭曝气系统15分钟，使得黏有藻类的生物聚集膜不断下沉，最终使得藻类在没有阳光的反应装置底死亡并发生降解。当遇到外界气流较强时，关闭鼓风机，依靠自然风便可实现生物聚集膜的沉浮。在与水体接触的过程中，菌剂利用生物聚集膜上的EPS物质和藻类降解所产生的碳源，以及利用生物聚集膜的相对密闭的环境，从而进行高效的反硝化脱氮反应，除去硝酸盐并且没有亚硝酸盐的积累。每隔12h向该反应装置中添加0.50L的生物聚集膜。

根据图2(a)和2(b)，对照实验组和对照组的水质变化，可以看出，实验组的反应装置在整个运行周期内运行结果良好，反应一周后，处理水体的氨氮去除效率为87.6％，COD去除率为80.7％，整个周期内出水未出现亚硝酸盐积累，较好地说明了该反应装置中细菌生物聚集膜处理该池塘水的良好的脱氮、除藻性能。

实施例4：

该例处理的是西安南郊某人工景观水体，遵从本发明的技术方案，对其进行进行脱氮和除藻处理。通过采集该人工景观水体水样和西安南郊某池塘污泥，同实施例1，在实验室建立相应的反应装置，其反应方法与反应装置运行包括以下步骤：

1.污泥富集培养：

取在西安南郊某池塘采集的300mL污泥于容器瓶中，向其中加入300mL弱碱性的富集培养基EM，在瓶口处盖上封口膜以提供厌氧环境。将该容器瓶摇晃使其中体系混匀后，置于恒温培养箱(25℃)内进行培养，以7天作为一个培养周期，待每个培养周期结束后，将锥形瓶内的上清液缓缓倒出，并加入新的400mL EM培养基，采用转速为30转/分的摇床，每天震荡3次，每次7分钟，确保反应装置中有能供细菌生长的营养物质。重复更换EM培养液直至用N-(1-萘基)-乙二胺二盐酸分光光度法和紫外分光光度法测定液体培养液中氮的去除率在75％以上时，富集污泥完成，收集污泥。

其中富集培养基(EM)的配方为：以质量浓度计(g/L)：0.12CH

2.生物菌剂制备：

将收集的富集污泥转移至高温高压灭菌的弱碱性的液体DBM培养基中，其中富集污泥与DBM培养基按照质量比为1:1的比例进行混合，在25℃条件下进行恒温培养，用转速为140转/分的摇床，每天震荡5次，每次15分钟；每隔5天更换一次DBM培养基，逐次更换的DBM培养基浓度不变，NaNO

反硝化基础培养基(DBM)：以质量浓度计(g/L)：0.12CH

3.生物聚集膜制备：

将得到的生物菌剂沉淀物置于DBM培养液和该人工景观水体水样4:1比例混合混合培养基中，置于25℃条件下恒温培养，隔5天，将培养基中的上清液倒出，加入DBM培养液和该人工景观水体水样按照3:1的比例混合的混合液，并且逐渐提高DBM培养液和该人工景观水体水样的比例至1:3，始终保持该混合液呈弱碱性。选取长势良好，形状完好的生物聚集膜，采用过滤法将其分离取出。

4.反应装置运行：

向反应装置中投加约0.8L的生物聚集膜，投加量占处理水体的0.4‰，并按照0.05L/h的速率向池塘中投加菌剂。

启动曝气系统，通过控制(1)鼓风机的开关和功率，调节(2)曝气层出来的气泡的强弱和数量，工作时使得气泡强度为0.08L/min，持续曝气5分钟使得生物聚集膜上浮粘附藻类，然后关闭曝气系统20分钟，使得黏有藻类的生物聚集膜不断下沉，最终使得藻类在没有阳光的反应装置底死亡并发生降解。当遇到外界气流较强时，关闭鼓风机，依靠自然风便可实现生物聚集膜的沉浮。同时菌剂利用生物聚集膜上的EPS物质和藻类降解所产生的碳源，以及利用生物聚集膜的相对密闭的环境，从而进行高效的反硝化脱氮反应，除去硝酸盐并且没有亚硝酸盐的积累。每隔12h向该反应装置中添加0.30L的生物聚集膜。

根据图3(a)和3(b)，对照实验组和对照组的水质变化，可以看出，实施例2反应装置在整个运行周期内运行结果良好，平均氨氮去除效率为84.1％,COD去除率为81.2％，整个周期内出水未出现亚硝酸盐积累，较好地说明了该反应装置中细菌生物聚集膜处理该人工景观水体的良好的脱氮、除藻性能。

实施例5：

该例处理的是西安南郊某人工景观水体，遵从本发明的技术方案，对其进行进行脱氮和除藻处理。通过采集该人工景观水体水样和西安南郊某池塘污泥，同实施例1，在实验室建立相应的反应装置，其反应方法与反应装置运行包括以下步骤：

1.污泥富集培养：

取在西安南郊某池塘采集的300mL污泥于容器瓶中，向其中加入400mL弱碱性的富集培养基EM，在瓶口处盖上封口膜以提供厌氧环境。将该容器瓶摇晃使其中体系混匀后，置于恒温培养箱(27℃)内进行培养，以6天作为一个培养周期，待每个培养周期结束后，将锥形瓶内的上清液缓缓倒出，并加入新的400mL EM培养基，采用转速为45转/分的摇床，每天震荡4次，每次6分钟，确保反应装置中有能供细菌生长的营养物质。重复更换EM培养液直至用N-(1-萘基)-乙二胺二盐酸分光光度法和紫外分光光度法测定液体培养液中氮的去除率在75％以上时，富集污泥完成，收集污泥。

其中富集培养基(EM)的配方为：以质量浓度计(g/L)：0.14CH

2.生物菌剂制备：

将收集的富集污泥转移至高温高压灭菌的弱碱性的液体DBM培养基中，其中富集污泥与DBM培养基按照质量比为1:3的比例进行混合，在27℃条件下进行恒温培养，用转速为130转/分的摇床，每天震荡4次，每次13分钟；每隔6天更换一次DBM培养基，逐次更换的DBM培养基浓度不变，NaNO

反硝化基础培养基(Denitrification Basal medium，DBM)(g/L)：0.12CH

3.生物聚集膜制备：

将得到的生物菌剂沉淀物置于DBM培养液和该人工景观水体水样3.8:1比例混合混合培养基中，置于28℃条件下恒温培养，隔4天，将培养基中的上清液倒出，加入DBM培养液和该人工景观水体水样按照2.8:1的比例混合的混合液，并且逐渐提高DBM培养液和该人工景观水体水样的比例至1:2.8，始终保持该混合液呈弱碱性。选取长势良好，形状完好的生物聚集膜，采用过滤法将其分离取出。

4.反应装置运行：

向反应装置中投加约1L的生物聚集膜，投加量占处理水体的0.3‰，并按照0.08L/h的速率向池塘中投加菌剂。

启动曝气系统，通过控制(1)鼓风机的开关和功率，调节(2)曝气层出来的气泡的强弱和数量，工作时使得气泡强度为0.08L/min，持续曝气6分钟使得生物聚集膜上浮粘附藻类，然后关闭曝气系统20分钟，使得黏有藻类的生物聚集膜不断下沉，最终使得藻类在没有阳光的反应装置底死亡并发生降解。当遇到外界气流较强时，关闭鼓风机，依靠自然风便可实现生物聚集膜的沉浮。同时菌剂利用生物聚集膜上的EPS物质和藻类降解所产生的碳源，以及利用生物聚集膜的相对密闭的环境，从而进行高效的反硝化脱氮反应，除去硝酸盐并且没有亚硝酸盐的积累。每隔12h向该反应装置中添加0.47L的生物聚集膜。

根据图3(a)和3(b)，对照实验组和对照组的水质变化，可以看出，实施例2反应装置在整个运行周期内运行结果良好，平均氨氮去除效率为85.9％,COD去除率为83.1％，整个周期内出水未出现亚硝酸盐积累，较好地说明了该反应装置中细菌生物聚集膜处理该人工景观水体的良好的脱氮、除藻性能。

实施例6：

该例处理的是西安南郊某人工景观水体，遵从本发明的技术方案，对其进行进行脱氮和除藻处理。通过采集该人工景观水体水样和西安南郊某池塘污泥，同实施例1，在实验室建立相应的反应装置，其反应方法与反应装置运行包括以下步骤：

1.污泥富集培养：

取在西安南郊某池塘采集的300mL污泥于容器瓶中，向其中加入500mL弱碱性的富集培养基EM，在瓶口处盖上封口膜以提供厌氧环境。将该容器瓶摇晃使其中体系混匀后，置于恒温培养箱(30℃)内进行培养，以5天作为一个培养周期，待每个培养周期结束后，将锥形瓶内的上清液缓缓倒出，并加入新的500mL EM培养基，采用转速为60转/分的摇床，每天震荡3次，每次10分钟，确保反应装置中有能供细菌生长的营养物质。重复更换EM培养液直至用N-(1-萘基)-乙二胺二盐酸分光光度法和紫外分光光度法测定液体培养液中氮的去除率在75％以上时，富集污泥完成，收集污泥。

其中富集培养基(EM)的配方为(g/L)：0.20CH

2.生物菌剂制备：

将收集的富集污泥转移至高温高压灭菌的弱碱性的液体DBM培养基中，其中富集污泥与DBM培养基按照质量比为1:1.5的比例进行混合，在30℃条件下进行恒温培养，用转速为140转/分的摇床，每天震荡3次，每次15分钟；每隔7天更换一次DBM培养基，逐次更换的DBM培养基浓度不变，NaNO

反硝化基础培养基(Denitrification Basal medium，DBM)(g/L)：0.15CH

3.生物聚集膜制备：

将得到的生物菌剂沉淀物置于DBM培养液和该人工景观水体水样3:1比例混合混合培养基中，置于30℃条件下恒温培养，隔3天，将培养基中的上清液倒出，加入DBM培养液和该人工景观水体水样按照2.5:1的比例混合的混合液，并且逐渐提高DBM培养液和该人工景观水体水样的比例至1:2.5，始终保持该混合液呈弱碱性。选取长势良好，形状完好的生物聚集膜，采用过滤法将其分离取出。

4.反应装置运行：

向反应装置中投加约1.1L的生物聚集膜，投加量占处理水体的0.5‰，并按照0.08L/h的速率向池塘中投加菌剂。

启动曝气系统，通过控制(1)鼓风机的开关和功率，调节(2)曝气层出来的气泡的强弱和数量，工作时使得气泡强度为0.08L/min，持续曝气7分钟使得生物聚集膜上浮粘附藻类，然后关闭曝气系统20分钟，使得黏有藻类的生物聚集膜不断下沉，最终使得藻类在没有阳光的反应装置底死亡并发生降解。当遇到外界气流较强时，关闭鼓风机，依靠自然风便可实现生物聚集膜的沉浮。同时菌剂利用生物聚集膜上的EPS物质和藻类降解所产生的碳源，以及利用生物聚集膜的相对密闭的环境，从而进行高效的反硝化脱氮反应，除去硝酸盐并且没有亚硝酸盐的积累。每隔12h向该反应装置中添加0.50L的生物聚集膜。

根据图3(a)和3(b)，对照实验组和对照组的水质变化，可以看出，实施例2反应装置在整个运行周期内运行结果良好，平均氨氮去除效率为87.1％,COD去除率为83.2％，整个周期内出水未出现亚硝酸盐积累，较好地说明了该反应装置中细菌生物聚集膜处理该人工景观水体的良好的脱氮、除藻性能。

从以上实施例可以看出，本发明对富营养化的低碳氮比污水中的氨氮和COD去除效果较好，对生态水的修复效果好。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。