一种用于处理黑臭水体的缓释型复合微生物菌剂及制备方法与流程

本发明涉及微生物处理污水，特别涉及一种用于处理黑臭水体的缓释型复合微生物菌剂及制备方法。

背景技术：

1、近年来，随着经济的迅猛发展和人口数量的不断增加，工农畜牧业废水的排放以及生活污水的大量流入河湖和城市河道，已经导致水环境面临严重挑战。这些废水中含有大量的氮等营养物质，远超过水环境的承受容量，从而对水体环境造成了严重的污染问题。

2、水体黑臭是一种复杂的生物化学现象，其过程包括有机污染物在好氧微生物的催化作用下消耗水体中的溶氧，导致水体缺氧，同时促使厌氧微生物大量繁殖。与此同时，水体或底泥中的有机物分解会产生大量的恶臭气体，如硫化氢、氨气、硫醇等，这些气体会释放到大气中，形成难闻的恶臭。此外，黑臭水体还会生成fes、mns等黑色物质，导致水体的颜色变暗，使其丧失使用功能，影响周围景观，对人类生活和健康构成威胁。

3、目前，针对黑臭水体的治理方式通常包括单独投加菌剂和药剂，尽管这些方法工作量相对较小，但存在一些问题。首先，药剂和菌剂的投加对水体中下层的效果有限，难以全面解决问题；其次，过度使用药剂和菌剂可能会引起二次污染，对生态环境产生不利影响；此外，药剂和菌剂的驻留时间较短，需要定期反复投加，增加了治理的难度和成本。

4、综上，现有技术中缺少综合考虑生态修复、废水处理和污染源控制的有效手段，难以治理水体黑臭问题，无法减少有机污染物的输入和提高水体自净能力，从根本上改善水环境质量。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于处理黑臭水体的缓释型复合微生物菌剂，其能够在“恶劣条件”下繁殖，并迅速提升水体溶解氧，同时分解水体、底泥中的有机杂质及氨氮，提高水体透明度。

2、本发明的目的还在于提供一种用于处理黑臭水体的缓释型复合微生物菌剂的制备方法，其结合了好氧和厌氧微生物，适用于不同环境条件下的水体处理，使用氧化剂颗粒使微生物附着和培养更为高效，提高了菌剂的活性和持久性。

3、本发明的目的还在于提供一种缓释型复合微生物菌剂在处理黑臭水体中的应用，其能够生态立体的治理黑臭水体，通过缓释型复合微生物菌剂作用于上中下水层和底泥、控制缓释速度实现重度黑臭水体的快速混凝澄清和菌剂缓释，最终达到复合微生物菌剂一次投加，黑臭水体长效治理，水生态重建的目的。

4、本发明是这样实现的：

5、一种用于处理黑臭水体的缓释型复合微生物菌剂，包括如下质量百分含量的组分：

6、复合菌混合菌粉0.1％～1％，所述复合菌混合菌粉中包括好氧菌粉和厌氧菌粉中的至少一种；

7、氧化剂25％～35％；

8、微生物促进剂2％～5％；

9、缓释剂2％～30％，所述缓释剂中包括海藻酸钠、氯化钙和硬脂酸中的任意一种或几种的混合物；

10、余量均为蒸馏水。

11、在本发明中，上述用于处理黑臭水体的缓释型复合微生物菌剂的所述好氧菌粉包括如下质量百分含量的成分：

12、枯草芽孢杆菌20％～45％；

13、硝化细菌20％～35％；

14、固氮菌10％～20％；

15、沼泽红假单胞菌10％～20％。

16、其技术效果在于：采用上述配比的好氧菌粉，有助于提高缓释型复合微生物菌剂的治理效率；多种好氧菌协同作用有助于更全面、高效地降解有机废物、改善水体的氧气供应和氮循环，在应对不同水体环境和治理需求时表现出较强的适应性和灵活性，在处理黑臭水体时能够更全面地满足不同水质情况下的治理要求。

17、在本发明中，上述用于处理黑臭水体的缓释型复合微生物菌剂的所述厌氧菌粉包括如下质量百分含量的成分：

18、反硝化细菌20％～45％；

19、红螺菌20％～30％；

20、幽门螺旋杆菌10％～20％；

21、乳酸杆菌15％～25％。

22、其技术效果在于：上述厌氧菌粉中包括反硝化细菌、红螺菌、幽门螺旋杆菌和乳酸杆菌等多种菌群，这些菌群具有不同的生态功能，可应对水体中多种有机废物和复杂的环境条件。反硝化细菌能够将硝酸盐还原为氮气，从而有效去除水体中的氮源污染；红螺菌和乳酸杆菌则对有机物质降解具有良好的能力，有助于降低cod和其他有机废物的浓度；幽门螺旋杆菌在降解沉积有机物方面也发挥了积极作用。上述厌氧菌粉的多菌种含量配比有助于提高缓释型复合微生物菌剂的多功能性和适应性，使其能够更全面、高效地降解有机废物、改善水体质量，尤其在处理黑臭水体中发挥重要作用。

23、在本发明中，上述用于处理黑臭水体的缓释型复合微生物菌剂的所述氧化剂包括如下质量百分含量的成分：

24、过氧化钙80％～85％；

25、活性炭5％～10％；

26、海藻酸钠1％～5％；

27、碳酸钙1％～5％；

28、沸石粉1％～6％。

29、其技术效果在于：采用上述配比的氧化剂，其不同成分之间具有良好的协同作用，能够处理多种不同的污染物。过氧化钙作为氧化剂的主要成分，具有强大的氧化能力，可以有效降解和分解有机废物，包括有机物的恶臭物质，有助于改善水体的质量；活性炭具有出色的吸附能力，可以去除水体中的难以降解的有机物和恶臭气体，进一步提高了水体的净化效果；海藻酸钠、碳酸钙和沸石粉等缓释剂的加入使氧化剂缓慢释放，延长了氧化剂的作用时间，确保在较长时间内持续发挥氧化作用，从而有效提高了水体净化效能。

30、在本发明中，上述用于处理黑臭水体的缓释型复合微生物菌剂的所述微生物促进剂包括如下质量百分含量的成分：

31、纤维素b 20％～35％；

32、半胱氨酸20％～35％；

33、磷酸二氢钠30％～45％。

34、其技术效果在于：采用上述多成分含量配比的微生物促进剂，能够提高微生物的鲁棒性和抗逆性，使其更能适应复杂的水体环境条件；有助于优化微生物的生态平衡，鼓励有益微生物的生长，从而减少了有害微生物的滋生。纤维素b是一种生物多糖类物质，具有良好的微生物培养和生长促进作用；半胱氨酸是一种氨基酸，对微生物代谢和生长具有重要作用；磷酸二氢钠则提供了磷元素，是微生物生长的重要营养源。这些成分的协同作用有助于增加微生物数量和活性，从而促进了水体中的有机废物降解和净化过程。

35、在本发明中，上述用于处理黑臭水体的缓释型复合微生物菌剂的所述复合菌混合菌粉、所述氧化剂和所述微生物促进剂的表面均包覆所述缓释剂。

36、其技术效果在于：表面包覆缓释剂可以有效地延长这些组分的释放时间，使它们在水体中缓慢、持续地释放，有助于延长微生物菌剂的活性时间，增加氧化剂和微生物促进剂的稳定性，从而提高了缓释型复合微生物菌剂的持久性和效率；可以保护复合菌混合菌粉、氧化剂和微生物促进剂不受外界环境因素(如湿度或温度的变化)的影响，减少了这些组分的降解和失效风险。

37、在本发明中，上述用于处理黑臭水体的缓释型复合微生物菌剂的所述缓释剂中各成分的质量百分比为：

38、海藻酸钠10％～20％；

39、氯化钙50％～80％；

40、硬脂酸10％～20％。

41、其技术效果在于：海藻酸钠与氯化钙交联形成大分子网络结构，具有卓越的包埋特性，可以将氧化剂、生物促进剂、复合微生物菌剂包埋在其内部。硬脂酸起到粘结剂的作用，增加了缓释层与内部材料的粘合度。海藻酸钠、氯化钙和硬脂酸的相互配合可以形成一种缓慢释放的矩阵结构；海藻酸钠在水中逐渐溶解，释放微生物菌剂，而硬脂酸则形成较为均匀的固体颗粒，随着时间逐渐融化；氯化钙起到稳定剂的作用，控制释放速率。这种释放机制有助于延长微生物菌剂的有效作用时间，确保在相对较长的时间内持续释放微生物和其他治理成分。

42、一种用于处理黑臭水体的缓释型复合微生物菌剂的制备方法，所述缓释型复合微生物菌剂由复合菌混合菌粉、氧化剂、微生物促进剂、缓释剂和蒸馏水制备而成，其中各组分所占的质量百分含量如前所述，其制备步骤包括：

43、s100，取所述好氧菌粉，加入蒸馏水使浓度达到2g/l，曝气，加入葡萄糖溶液和微生物促进剂，做振荡处理，驯化4h后，得到好氧菌复合菌混合液；

44、s200，取所述厌氧菌粉，加入蒸馏水使浓度达到2g/l，曝气，加入葡萄糖溶液和微生物促进剂，做振荡处理，驯化4h后，得到厌氧菌复合菌混合液；

45、s300，将过氧化钙、活性炭、海藻酸钠、碳酸钙和沸石粉进行混合，制成颗粒，得到氧化剂颗粒；

46、s400，按照每100ml培养液中加入30g氧化剂颗粒的比例，分别在所述好氧菌复合菌混合液和所述厌氧菌复合菌混合液中加入所述氧化剂颗粒，继续培养3天，使所述好氧菌复合菌混合液和所述厌氧菌复合菌混合液中的微生物附着在所述氧化剂颗粒上，然后分别加入0.5g/l～1.5g/l的脱脂奶粉溶液，直至淹没附着微生物后的所述氧化剂颗粒，进行冷冻结冰，对冷冻结冰的混合物进行冷冻干燥，获得好氧菌复合菌颗粒和厌氧菌复合菌颗粒；

47、s500，取浓度2wt％的海藻酸钠水溶液、浓度5wt％的硬脂酸水溶液、浓度20wt％的氯化钙水溶液混合配制得到缓释剂溶液；

48、s600，将所述好氧菌复合菌颗粒和所述厌氧菌复合菌颗粒按照1:1的质量比，倒入所述缓释剂溶液中，搅拌混合均匀，制备得到所述缓释型复合微生物菌剂。

49、在本发明中，上述用于处理黑臭水体的缓释型复合微生物菌剂的制备方法的制备步骤还包括：

50、s700，将所述缓释型复合微生物菌剂压制成片或造粒，获得片状或粒状缓释型复合微生物菌剂粗品；

51、s800，将所述缓释型复合微生物菌剂粗品在35±2℃室温或烘箱中干燥7h～10h，获得片状或粒状缓释型复合微生物菌剂成品。

52、其技术效果在于：将制备成片或粒状的缓释型复合微生物菌剂成品投放到水体中，使得投放操作更加简单和精确，能够确保微生物菌剂均匀分布在治理区域；压制成片或造粒后，微生物菌剂在储存和运输过程中更容易保存和管理，减少了外部因素对其质量的影响，经过干燥处理后进一步提高了菌剂的稳定性，有助于延长其保质期。

53、一种缓释型复合微生物菌剂在处理黑臭水体中的应用，将如前所述的用于处理黑臭水体的缓释型复合微生物菌剂投入到待治理的黑臭水体中，定期检测水质。

54、本发明的有益效果是：

55、1.本发明通过将特定的微生物菌群与载体进行复合挂膜，然后制备成复合微生物菌剂，以应对黑臭水体治理挑战，引入了具有特殊功能的微生物群落，赋予了微生物菌剂缓释性的特性。将本发明的缓释型复合微生物菌剂投加到水体或底泥中，微生物菌剂可以逐渐释放微生物，延长了去除营养盐等有害物质的有效时间，从而显著提升了净化性能，在解决水体黑臭问题、改善水环境质量以及维护生态平衡方面发挥重要作用，为可持续的水资源管理提供了新的解决方案；

56、2.本发明剂型为颗粒或片剂，使得投放操作更加方便和实用，操作人员可以轻松携带和投放这些微生物菌剂到治理对象的水体或底泥中，无需复杂的操作步骤。颗粒或片剂的制备也有助于确保微生物菌剂的稳定性和长期保存，以便在需要时随时使用；

57、3.本发明能够显著提高水体的溶氧水平，增加水体的透明度，同时有效降低水体中的氨氮和cod等有害物质的含量，不仅提高了水体的整体水质，还大大提高了治理效率，使黑臭水体的治理更加简便和可行，为改善水环境、保护生态平衡和提升人类生活质量提供了一种高效而可持续的解决方案。