本发明涉及微生物领域，特别涉及活性微生物组合生物制剂用于治理蓝藻的方法。
背景技术：
湖泊等各类水体富营养化污染已经是一个世界性的问题和难题，全世界范围内的大小湖泊，因为农业面源污染、城市生活污染、工业化污染等原因，均出现了或出现过不同程度的富营养化问题，水体中氮、磷富营养化成分累积，超出水体自我净化能力，遇到合适的温度，便导致多种水体藻类，尤其是原生态的蓝藻大量爆发。
蓝藻是原核生物，又叫蓝绿藻，大多数蓝藻的细胞壁外面有胶质衣，蓝藻是最简单、最原始的一种。在一些营养丰富的水体中，蓝藻常于夏季大量繁殖，并在水面形成一层蓝绿色而有腥臭味的浮沫，称为水华。水华会引起水质恶化，严重时耗尽水中氧气而造成鱼类的死亡。蓝藻中有些种类(如微囊藻)还会产生微囊藻毒素，微囊藻毒素会直接对鱼类、人畜产生毒害。
对于蓝藻爆发水体的治理，国内外已经研究了多种治理方法，如化学法、机械法、生态修复法和微生物法。化学除藻法是基于化学试剂对藻类细胞发生破坏从而抑制生物活性来去除藻类，化学法杀藻速率快，但成本较高，有时还会带来二次污染等问题；机械法基于“取出”的思想，采用除藻设备对藻捕捞，可以减少水体内源污染，由于蓝藻细胞体积较小，在水体中分布均匀，捕集效率低、处理成本高；生态修复是利用营养竞争的原理，人为营造人造工程抑制蓝藻生长，投资大，见效慢。相对于其他方法，微生物除藻的优点是可以通过微生物的降解、吸收和转化作用将水体中的营养物质从水体中去除，不需要投入大量的人力物力就可以将水体中的污染物质清除。但是，为防止二次污染，现有技术的微生物法，多采用一种或少数几种微生物来进行水体修复，治理效果差、治理周期长。
技术实现要素：
为解决上述问题，本发明提供一种治理效率高、治理效果好、治理成本低、无二次污染、有利于环境保护的活性微生物组合生物制剂用于治理蓝藻的方法。
本发明所采用的技术方案是：活性微生物组合生物制剂用于治理蓝藻的方法，包括以下步骤，①测量目标水体的水质，②根据目标水体的水质，制备活性微生物组合生物制剂并配备活性微生物组合生物制剂的水溶液，③连续将步骤②中的水溶液投入到目标水体中。
对上述技术方案的进一步改进为，步骤①中，目标水体的水质包括水体透明度、ph、cod、bod、tp、氨氮、叶绿素a浓度。
对上述技术方案的进一步改进为，步骤②中，活性微生物组合生物制剂由以下组分混合而成，乳酸片球菌、戊糖片球菌、肠膜明串珠菌、植物乳杆菌、解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌、粉状毕赤酵母、膜醭毕赤酵母、德克酵母、布鲁塞尔德克氏酵母。
对上述技术方案的进一步改进为，所述乳酸片球菌的浓度为5.0x107cfu/gm-6.0x107cfu/gm，所述戊糖片球菌的浓度为8.0x107cfu/gm-9.0x107cfu/gm，所述肠膜明串珠菌的浓度为4.0x106cfu/gm-5.0x106cfu/gm，所述植物乳杆菌的浓度为3.0x107cfu/gm-4.0x107cfu/gm，所述解淀粉芽孢杆菌的浓度为4.0x106cfu/gm-5.0x106cfu/gm，所述枯草芽孢杆菌的浓度为5.0x107cfu/gm-6.0x107cfu/gm，所述嗜酸乳杆菌的浓度为3.0x106cfu/gm-4.0x106cfu/gm，所述粉状毕赤酵母的浓度为8.0x107cfu/gm-9.0x107cfu/gm，所述膜醭毕赤酵母的浓度为4.0x106cfu/gm-5.0x106cfu/gm，所述德克酵母的浓度为4.0x106cfu/gm-5.0x106cfu/gm，所述布鲁塞尔德克氏酵母的浓度为3.0x107cfu/gm-4.0x107cfu/gm。
对上述技术方案的进一步改进为，步骤②中，活性微生物组合生物制剂的制备包括以下步骤，a准备液体培养基和菌种，b将菌种接种至液体培养基内进行液体发酵，得到发酵液，c取步骤b中的发酵液，向发酵液内加入干物料，进行固体发酵，得到活性微生物组合生物制剂，d将活性微生物组合生物制剂进行包装存储。
对上述技术方案的进一步改进为，步骤a中，液体培养基组分包括为豆粕、油、淀粉、全脂奶粉、nacl、znso4、cuso4、mgso4、mnso4、feso4、caso4、工业用水；菌种为乳酸片球菌、戊糖片球菌、肠膜明串珠菌、植物乳杆菌、解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌、粉状毕赤酵母、膜醭毕赤酵母、德克酵母、布鲁塞尔德克氏酵母的混合物。
对上述技术方案的进一步改进为，步骤b中，制备液体培养基时，菌种随液体培养基原料一起加入，且接种过程中温度为24℃-40℃，接种过程中要搅拌，使菌种与液体培养基混合均匀；步骤b中，液体发酵时，发酵温度为41±1℃，控制发酵通气比为0.3v/v.m-3v/v.m，搅拌转速150rpm-170rpm，发酵罐内罐压为零，发酵罐顶部安装白炽灯以对发酵罐内部进行光照；步骤b中，液体发酵时，发酵过程中前期通气量大于后期通气量，发酵罐内ph为5.0以下，待发酵罐内菌量达到5×108～9后发酵完成，液体发酵周期为42h-48h；步骤b中，加入的干物料为发酵液、米糠、糠粕、豆粕、食盐、碳酸钙、碳酸镁。
对上述技术方案的进一步改进为，步骤c中，固体发酵时，发酵环境温度为40℃-44℃，固体发酵过程中，每隔48h对发酵反应堆进行翻料，控制发酵反应堆中心温度小于55℃
对上述技术方案的进一步改进为，步骤③中，要连续若干天每天将步骤②中的水溶液投入到目标水体中；步骤③中，连续若干天向目标水体中投入水溶液时，投入量依次减小；步骤③中，在向目标水体中投入水溶液时，要通过曝气设备对目标水体进行曝气。
对上述技术方案的进一步改进为，步骤③中，将水溶液投入目标水体的入口或泵站处。
本发明的有益效果为：
1、一方面，本发明治理蓝藻的方法中，选用的活性微生物组合生物制剂，在酶的催化作用下，可杀死蓝藻细胞、中和蓝藻细胞内的毒素、消化失活的藻细胞以分解藻类，氧化或/和分解目标水体中的各种有机化合物和有机污染物以预防蓝藻爆发，治理效果好、治理效率高，有利于环境保护。第二方面，活性微生物组合生物制剂中的各类细菌以目标水体和死亡蓝藻细胞中的有机物质为食物，当环境净化后，这些细菌会随着污染物降低而逐渐减少，当蓝藻彻底除去时，细菌会因为缺乏食物供应而死亡，因此，本发明能彻底除去目标水体中的各类污染物和蓝藻，防止蓝藻复发、预防蓝藻爆发，治理效果好。第三方面，本发明采用的11种微生物，是7种益生菌和4种酵母，这11种微生物组成一个共生体系，不会相互抑制对方的生长，反而在7种益生菌和4种酵母共同存在时能产生不同的产物，如乳酸、醋酸、片球菌素、乳酸链球菌肽、杀手毒素等，一种微生物的代谢产物能作为酶，引发其他微生物的代谢反应，从而促进整个微生物组合生物制剂产生更多的对污染物有分解作用和灭菌作用的代谢产物。第四方面，活性微生物组合生物制剂对目标水体的蓝藻治理后，自身会死亡，因此不会产生二次污染。
乳酸片球菌，拉丁名：pediococcusacidilactici，是片球菌属、乳酸片球菌种，具有产酸，调节胃肠道菌群，维持肠道微生态平衡的功能。乳酸片球菌的细菌素可抑制乳杆菌(lactobacilli)、明串珠菌(leuconostocs)、金黄色葡萄球菌、产气荚膜梭菌(clostridiumperfringens)、恶臭假单胞菌(pseudomonasputida)和单核细胞增生利斯特氏菌等微生物的生长。具有对蛋白分解酵素敏感、对热安定。
戊糖片球菌，拉丁名：pediococcuspentosaceus，是片球菌属、戊糖片球菌种，戊糖片球菌(pediococcuspentosaceous)所产生的细菌素能抑制革兰氏阳性的病原菌，如蜡状芽孢杆菌(bacilluscereus)、产气荚膜梭菌(clostridiumperfringenes)、金黄色葡萄球菌(staphylococcusaureus)和单核细胞增生利斯特氏菌。
肠膜明串珠菌，拉丁名：leuconostocmesenteroides，是乳酸菌中的明串珠菌属的重要菌种。肠膜明串珠菌能发酵糖类产生多种酸和醇，具有高产酸能力、抗氧化能力和拮抗致病菌等能力。
植物乳杆菌，拉丁名：lactobacillusplantarum，是乳酸菌的一种，在繁殖过程中能产出特有的乳酸杆菌素，乳酸杆菌素是一种生物型的防腐剂；具有净化水质，分解有机物，除臭，降解氨氮、亚硝酸盐等有害物质，维持澡相、菌相平滑，降低稳定水体ph等功能。
解淀粉芽孢杆菌，拉丁名：bacillusamyloliquefaciens，枯草芽孢杆菌属，可产生多种抑菌物质，包括多肽类、脂肽类及抑菌蛋白类等。其中，抑菌蛋白能作用于病原真菌的细胞壁，使病原真菌的膜通透性增加，从而抑制其生长。
枯草芽孢杆菌，拉丁名：bacillussubtilis，枯草芽孢杆菌菌体生长过程中产生的枯草菌素、多粘菌素、制霉菌素、短杆菌肽等活性物质，这些活性物质对致病菌或内源性感染的条件致病菌有明显的抑制作用，显著降解有机磷。可应用于市政和工业污水处理，工业循环水处理，腐化槽、化粪池等处理，畜牧养殖动物废料、臭味处理，粪便处理系统，垃圾、粪坑、粪池等处理。
嗜酸乳杆菌，拉丁名：lactobacillusacidophilus，对致病微生物具有拮抗作用。嗜酸乳杆菌能分泌抗生物素类物质(嗜酸乳菌素(acidolin)、嗜酸杆菌素(acidophilin)、乳酸菌素(1aetocidon)),对肠道致病菌产生的拮抗作用。
粉状毕赤酵母，拉丁名：pichiafarinose，膜醭毕赤酵母，拉丁名：pichiamembranaefaciens，德克酵母，拉丁名：dekkeraanomala，布鲁塞尔德克氏酵母，拉丁名：dekkerabruxellensis。一方面，这些酵母能有效分解各种碳水化合物、糖、淀粉及各种蛋白质氨基酸，为其他有效微生物提供增殖所需的营养物质。第二方面，酵母菌可分泌多种酶类，如纤维素酶、半纤维素酶、木聚糖酶、淀粉酶、果胶酶和木质酶等，可更有效地降解污染物的有机物质。第三方面，在碳源供应的情况下，粉状毕赤酵母能进行硝化反应，将氨氮分解为硝酸盐，从而达到降解氨氮，除臭的目的。
本发明的活性微生物组合生物制剂治理蓝藻的工作原理为：
a.杀死藻类：由于蓝藻为原核生物，活性微生物组合生物制剂中的戊糖片球菌，产生的片球菌素(抗菌剂)可损坏蓝藻细胞膜渗透性，使得细胞膜电位降低或消失，此膜电位一旦失去一些细胞就自行终止其行动，然后片球菌素和其他细菌素进入细胞并接触细胞质膜，引起功能扰动，使得蓝藻细胞失去活力，起到杀死蓝藻的作用。
b.中和毒素：藻类细胞能产生毒素，如微囊藻毒素，其会直接对鱼类、人畜产生毒害。活性微生物组合生物制剂中的酵母物种，毕赤酵母能产生一种号称“毒素杀手”的蛋白质，使得藻类毒素变性并中和毒素。
c.分解藻类：活性微生物组合生物制剂中的各类细菌和酵母能快速消化非活性有机物质，迅速消化已死了的蓝藻细胞。通过各类细菌和酵母产生的酶将有机物分解成很小的物质，然后再由细菌将分解后的有机物完全消化成惰性产品。防止死亡的藻类细胞释放典型的挥发性有机化合物。
d.预防蓝藻：活性微生物组合生物制剂中的各类细菌和酵母能分解目标水体中的有机污染物，显著降低水中的养分从而防止蓝藻进一步爆发。由于藻类爆发的水体中，常见的营养来源是氨、氮和磷，枯草芽孢杆菌能有效降解有机磷，粉状毕赤酵母能进行硝化反应，将氨氮分解为硝酸盐，从而达到降解氨氮，活性微生物组合生物制剂能快速消化所有这些物质并转换为无害的产品，从而起到预防蓝藻爆发的作用。
2、本发明选用的活性微生物组合生物制剂，里面含有7种益生菌和4种酵母，各类微生物在代谢过程中，能充分以污染物中的各类有机物，如蛋白质、脂肪、碳水化合物、氨氮、磷等为原料，将其转化为二氧化碳、氧气、氮气、水、热能等最终产物，同时，益生菌产生的细菌素能抑制病原微生物的生长，从而发挥除臭、消毒、杀菌、脱脂等净化功能，将污染物彻底除去，不会产生二次污染，处理效率高，处理效果好，有利于环境保护和人体健康。
3、本发明选用的活性微生物组合生物制剂，其中，乳酸片球菌的浓度为5.5x107cfu/gm，所述戊糖片球菌的浓度为8.5x107cfu/gm，所述肠膜明串珠菌的浓度为4.5x106cfu/gm，所述植物乳杆菌的浓度为3.5x107cfu/gm，所述解淀粉芽孢杆菌的浓度为4.5x106cfu/gm，所述枯草芽孢杆菌的浓度为5.5x107cfu/gm，所述嗜酸乳杆菌的浓度为3.5x106cfu/gm，所述粉状毕赤酵母的浓度为8.5x107cfu/gm，所述膜醭毕赤酵母的浓度为4.5x106cfu/gm，所述德克酵母的浓度为4.5x106cfu/gm，所述布鲁塞尔德克氏酵母的浓度为3.5x107cfu/gm。由于戊糖片球菌的片球菌素能杀死蓝藻细胞，毕赤酵母能中和毒素，枯草芽孢杆菌的细菌素对致病菌或内源性感染的条件致病菌有明显的抑制作用，能有效降解有机磷，粉状毕赤酵母能进行硝化反应，将氨氮分解为硝酸盐，从而达到降解氨氮，因此这些微生物浓度较高，各微生物的浓度采用此组合，能有效彻底杀死蓝藻、分解目标水体中各类污染物，处理效果好。
4、步骤①中，目标水体的水质包括水体透明度、ph、cod、bod、tp、氨氮、叶绿素a浓度，这些指标能很好的反应目标水体的污染程度，叶绿素a能反应蓝藻浓度，这些指标选取合理，能全面评价目标水体污染情况。
5、步骤③中，将水溶液投入目标水体的入口或泵站处，在入口或泵站处投放，活性微生物组合生物制剂能随水流到达目标水体的任何位置，使得活性微生物组合生物制剂能与污染物和蓝藻充分接触，进一步有利于改善治理效果。
6、在制备活性微生物组合生物制剂时，液体培养基组分包括为豆粕、油、淀粉、全脂奶粉、nacl、znso4、cuso4、mgso4、mnso4、feso4、caso4、工业用水；各原料为天然原料或纯试剂，安全卫生，无污染。
7、在制备活性微生物组合生物制剂的液体培养基时，菌种随液体培养基原料一起加入，且不断搅拌，使得菌种能与液体培养基混合均匀，接种过程中温度为24℃-40℃，防止接种温度过高造成微生物灭活，或温度过低造成微生物代谢程度低。
8、在制备活性微生物组合生物制剂时，进行液体发酵时，发酵温度为41±1℃，控制发酵通气比为0.3v/v.m-1.3v/v.m，搅拌转速150rpm-170rpm，发酵罐内罐压为零，发酵罐顶部安装白炽灯以对发酵罐内部进行光照。温度的控制，是防止温度过高使菌种失活，防止温度过低使菌种生物活性较低，当温度为41±1℃时，此时菌种生化反应水平最高，菌种发酵反应最强烈。发酵过程中，不断搅拌，使得通入的无菌空气能均匀分布，提高发酵罐内的溶氧量。发酵过程中进行光照，可提高菌种的发酵速度。
9、在制备活性微生物组合生物制剂时，进行液体发酵时，由于前期主要以有氧发酵为主，后期主要以厌氧发酵为主，因此发酵前期通气量大于后期通气量，能提高整体发酵速度；由于11种微生物中，嗜好酸类微生物为主，因此控制发酵罐内ph为5.0以下，维持发酵罐内的酸性环境，更有利于微生物发酵；待发酵罐内菌量达到5×108～9后发酵完成，液体发酵周期为42h-48h。
10、在制备活性微生物组合生物制剂，进行固体发酵时，发酵环境温度为40℃-44℃，固体发酵过程中，每隔48h对发酵反应堆进行翻料，控制发酵反应堆中心温度小于55℃。
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。
实施例1：活性微生物组合生物制剂的制备
a、准备液体培养基和菌种。
液体培养基的组成如表1所示。
其中，菌种为乳酸片球菌、戊糖片球菌、肠膜明串珠菌、植物乳杆菌、解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌、粉状毕赤酵母、膜醭毕赤酵母、德克酵母、布鲁塞尔德克氏酵母的混合物。其中，乳酸片球菌为购自中国普通微生物菌种保藏管理中心(cgmcc)编号为1.2696的乳酸片球菌，戊糖片球菌为购自cgmcc的编号为1.10999的戊糖片球菌，肠膜明串珠菌为购自cgmcc的编号为1.10327的肠膜明串珠菌，植物乳杆菌为购自cgmcc的编号为1.557的植物乳杆菌，解淀粉芽孢杆菌为购自cgmcc的编号为1.7463的解淀粉芽孢杆菌，枯草芽孢杆菌为购自cgmcc的编号为1.2162的枯草芽孢杆菌，嗜酸乳杆菌为购自cgmcc的编号为1.1854的嗜酸乳杆菌，粉状毕赤酵母为购自cgmcc的编号为2.707的粉状毕赤酵母、膜醭毕赤酵母为购自cgmcc的编号为2.4061膜醭毕赤酵母，德克酵母为购自atcc的保藏号为atcc10559的德克酵母，布鲁塞尔德克氏酵母为购自atcc的保藏号为atcc64276的布鲁塞尔德克氏酵母。
液体培养基的制备过程中为：
1.1将原料粉碎；
1.2对粉碎后的原料进行灭虫处理；
1.2.1磷化铝片剂：符合gb5452标准。
1.2.2熏蒸：原料输送入密闭的消毒柜中，按3-6g/m3的用量将磷化铝片剂分散投放在消毒柜各处，密闭熏蒸3-5天。熏蒸完毕后打开消毒柜，通风散毒至少24h。
1.3按表1中的组成和重量配置液体培养基。
b、将菌种接种至液体培养基内进行液体发酵，得到发酵液。
发酵过程包括：
2.1空罐准备
准备配料罐、发酵罐，对其进行清洁及消毒灭菌处理。
2.2分过滤器灭菌
消毒总蒸汽压力保持在0.3±0.1mpa，过滤器消毒压力为0.1mpa-0.15mpa，时间为30分钟，消毒时加蒸汽升压要缓慢，防止金属滤棒击穿，消毒结束，通入无菌空气吹干。
2.3进料
在配料罐中先加少量水，然后按表1中的原料种类和重量，将各原料加入到配料罐中，再加水到所需体积，搅拌均匀，打入发酵罐。发酵液装液量60％左右。
2.4接种
菌种为乳酸片球菌、戊糖片球菌、肠膜明串珠菌、植物乳杆菌、解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌、粉状毕赤酵母、膜醭毕赤酵母、德克酵母、布鲁塞尔德克氏酵母的混合物。
混合物菌种在进料过程中一起加入，菌种加入时温度为35℃，边接种边搅拌均匀。
2.5发酵培养
控制发酵温度为41±1℃，控制发酵通气比为0.3—1.3v/v.m，发酵时搅拌转速150rpm--170rpm，发酵罐内罐压为零。发酵罐顶部安装100w白炽灯，在发酵过程中打开，保证一定的光照。发酵过程中前期通气量大，随着泡沫的不断上升，逐渐降低通气量，控制ph在5.0以下，待发酵罐内菌量达到5×108～9后发酵完成，得到发酵液。发酵周期控制在42-48小时。(镜检有少量酵母菌---考察参考标准。)
c、取步骤b中的发酵液，向发酵液内加入干物料，进行固体发酵，得到活性微生物组合生物制剂。
3.1向发酵液内加入的干物料原料组成及各原料含量如表2所示，并搅拌混合均匀，得到湿料。
3.2固体发酵
将已经混合均匀的湿料，装入发酵槽，堆积高度不超过90cm，并用塑料薄膜将其表面完全覆盖；调整培养室内环境温度在40-44℃左右，开始固体发酵。
3.3翻料
固体发酵5-7天(减量菌)或14-15天(除臭菌)，在此过程中每隔48小时进行翻料，控制堆体中心温度不超过55℃，直到出成品，保证物料均匀，并取样，检测样品。
d、将活性微生物组合生物制剂进行包装存储。
在制备过程中，工艺控制项目及检测，如表3所示。
实施例2：活性微生物组合生物制剂
按照实施例1中的制备方法，制备实施例1：活性微生物组合生物制剂。
活性微生物组合生物制剂，其中，乳酸片球菌的浓度为5.5x107cfu/gm，所述戊糖片球菌的浓度为8.5x107cfu/gm，所述肠膜明串珠菌的浓度为4.5x106cfu/gm，所述植物乳杆菌的浓度为3.5x107cfu/gm，所述解淀粉芽孢杆菌的浓度为4.5x106cfu/gm，所述枯草芽孢杆菌的浓度为5.5x107cfu/gm，所述嗜酸乳杆菌的浓度为3.5x106cfu/gm，所述粉状毕赤酵母的浓度为8.5x107cfu/gm，所述膜醭毕赤酵母的浓度为4.5x106cfu/gm，所述德克酵母的浓度为4.5x106cfu/gm，所述布鲁塞尔德克氏酵母的浓度为3.5x107cfu/gm。
实施例3：活性微生物组合生物制剂的水溶液的配备
按重量份数比，活性微生物组合生物制剂：水＝1:1000(质量比)的比例，配置活性微生物组合生物制剂的水溶液，搅拌、混合均匀。
实施例4：使用实施例2中的活性微生物组合生物制剂的水溶液，对印度孟买的卡拉多湖泊进行蓝藻治理。
实验背景：
卡拉多湖泊(karavepond)位于硬度孟买，由于周围有工业区和生活区，各种各样的无机固体污染物和有机污染物都被排入水中，使得该湖泊散发出难闻的臭味，持续水污染导致水体富营养化，产生蓝藻，爆发水华。
实验过程：
①沿水流方向，将湖泊长度平均分成五段，分别进行水体取样，取样时取水体表层水样，测量五个水样的水质情况，取平均值，得到目标水体水质，②根据目标水体的水质，制备活性微生物组合生物制剂并配备活性微生物组合生物制剂的水溶液，③将步骤②中的水溶液投入到目标水体中，④每月向目标水体中投入步骤②中的水溶液。
2016年4月1日进行取样测试，测试完毕后向水体中加入活性微生物组合生物制剂的水溶液，后续每周加向水体中投一次水溶液。
实验结果：
实验前后，水质测量结果如表4所示。
结果分析：
由表4可看出，采用本发明的活性微生物生物制剂来进行蓝藻治理，治理效果好、治理效率高，有利于环境保护。且治理后的水体中未检测出致病菌、大肠杆菌、沙门氏菌等微生物，也未检测出本发明的11种微生物，说明本发明不会造成二次污染。
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。