一种微生物固定化载体、其制备方法及用其矿化河道底泥的方法技术

本发明专利技术“一种微生物固定化载体、其制备方法及用其矿化河道底泥的方法”，属于河道治理技术领域。所述微生物固定化载体包括吸附载体球；所述吸附载体球包括：空心多孔容器和可使微生物附着生长的吸附载体；所述吸附载体置于所述空心多孔容器内，且吸附载体大于所述空心多孔容器的孔径；所述吸附载体包括吸附载体A，和/或，吸附载体B，和/或，吸附载体C。本发明专利技术的微生物固定化载体有效防止河道底泥变黑变臭，减缓底泥增长速度。

A microbial immobilized carrier, its preparation method and its application in mineralizing river sediment

The invention relates to a microbial immobilization carrier, a preparation method thereof and a method for mineralizing river sediment thereof, belonging to the technical field of river treatment. The microbial immobilization carrier comprises an adsorption carrier ball; the adsorption carrier ball comprises a hollow porous container and an adsorption carrier capable of adhesion and growth of microorganisms; the adsorption carrier is placed in the hollow porous container and the adsorption carrier is larger than the pore size of the hollow porous container; the adsorption carrier comprises an adsorption carrier A, and/or, an adsorption carrier B, and/or, an adsorption carrier. C. The microbial immobilization carrier of the invention effectively prevents the river sediment from becoming black and smelly, and slows down the growth rate of the sediment.

【技术实现步骤摘要】
一种微生物固定化载体、其制备方法及用其矿化河道底泥的方法
本专利技术涉及城市河道治理
，具体涉及一种微生物固定化载体、其制备方法及用其矿化河道底泥的方法。
技术介绍
底泥是河湖的沉积物，是自然水域的重要组成部分。当水域受到污染后，水中部分污染物可通过沉淀或颗粒物吸附而蓄存在底泥中，适当条件下重新释放，成为二次污染源,这种污染称为底泥污染。目前，底泥污染的控制技术主要为底泥氧化、底泥疏浚和底泥封闭三大类，但投入费用较高，对水体的生态环境容易造成破坏。随着环境生物修复技术的发展，采用生物强化手段修复城市河道，已逐渐得到应用。该技术通过物理、化学或生物方法，提高水体中土著微生物的新陈代谢能力，从而有效地降解污染物，使河道重新恢复到良性的生态体系，对环境不会形成二次污染，费用较低，更加适用于大面积水体的修复治理。对于城市河道较浅的水体，往往在底泥表层形成一层生物膜，表层2cm左右的底泥一般呈好氧状态，以下呈厌氧状态。进入河道的有机污染物，易降解部分能够在上覆水中较快地被降解和转化，而难降解的有机物则沉积在底泥表层。在表层底泥的好氧环境中含氮、磷有机物可以被微生物矿化，进一步氨氮被转化为硝酸盐和亚硝酸盐，同时微生物利用磷合成新的细胞。在深层底泥的厌氧环境中，有机物将被厌氧分解产生有机酸、甲烷、二氧化碳和氨等，有机酸逐渐扩散到上层，甲烷、氨等还原性气体及二氧化碳也向上迁移或释放到水体中，被表层底泥或水体中的溶解氧氧化。因此，底泥表层的微生物在河道污染物降解和转化过程中发挥了重要作用，也是河道水体自净的不容忽视的组成部分，提高河道底泥中微生物的新陈代谢能力将有助于水体的生物修复效率。
技术实现思路
基于本领域存在的上述问题及河道底泥污染治理的需求，本专利技术提供了一种稳定、可靠、适用性强的用于河道底泥矿化的微生物固定化载体。本专利技术的技术方案如下：用于河道底泥矿化的微生物固定化载体，包括吸附载体球；所述吸附载体球包括：空心多孔容器和可使微生物附着生长的吸附载体；所述吸附载体置于所述空心多孔容器内，且吸附载体大于所述空心多孔容器的孔径；所述吸附载体包括吸附载体A，和/或，吸附载体B，和/或，吸附载体C，吸附载体A为平均粒径在2cm-5cm、密度在2.0g/cm3-2.4g/cm3的吸附载体；吸附载体B为平均粒径在1cm-2cm、密度在1.1g/cm3-2.3g/cm3的吸附载体；吸附载体C为平均粒径在2cm-5cm、密度在1.1g/cm3-2.7g/cm3的吸附载体；吸附载体A占空心多孔容器体积的20％-100％，吸附载体B占空心多孔容器体积的30％-40％，吸附载体C占空心多孔容器体积的30％-100％。用于河道底泥矿化的微生物固定化载体，还包括功能微生物；所述功能微生物附着在所述吸附载体球上；所述功能微生物指筛选自河道底泥的土著微生物；具体指：从原位筛选得到的高效降解有机物的有益微生物，如枯草芽孢杆菌，短小芽孢杆菌，巨大芽孢杆菌，地衣芽孢杆菌等降解菌。所述吸附载体球的吸附载体选自：由火山岩、沸石、麦饭石、陶粒组成的组；优选地，吸附载体A，吸附载体B和吸附载体C分别位于空心多孔容器内的底层、中层和顶层；所述吸附载体A为麦饭石，其所在底层的高度为空心多孔容器高度的三分之一、吸附载体B为沸石和陶粒按重量比例1:1的混合物，其所在中层的高度为空心多孔容器高度的三分之一、吸附载体C为火山岩，其所在顶层的高度为空心多孔容器高度的三分之一。所述吸附载体球的空心多孔容器为直径60-150mm的聚丙烯空心多孔容器。用于河道底泥矿化的微生物固定化载体的制备方法，其特征在于，包括：吸附载体球的制备：将可使微生物附着的吸附载体置于空心多孔容器内，制成吸附载体球；所述吸附载体的大小大于所述空心多孔容器的孔径；所述吸附载体包括吸附载体A，和/或，吸附载体B，和/或，吸附载体C，吸附载体A为平均粒径在2cm-5cm、密度在2.0g/cm3-2.4g/cm3的吸附载体；吸附载体B为平均粒径在1cm-2cm、密度在1.1g/cm3-2.3g/cm3的吸附载体；吸附载体C为平均粒径在2cm-5cm、密度在1.1g/cm3-2.7g/cm3的吸附载体；吸附载体A占空心多孔容器体积的20％-100％，吸附载体B占空心多孔容器体积的30％-40％，吸附载体C占空心多孔容器体积的30％-100％。所述的制备方法，还包括：将筛选自河道底泥的土著微生物发酵并制成液态菌剂，并将所述吸附载体球置于所述液体菌剂中培养。所述液态菌剂中微生物的浓度为107-1010CFU/mL；所述培养指：37℃继续培养18-24h。所述吸附载体球的空心多孔容器的材质选自聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯；优选地，所述空心多孔容器的材质为聚丙烯；优选地，所述空心多孔容器的直径为60-150mm，所述空心多孔容器的孔径为0.1cm-2cm。优选地，所述吸附载体球的吸附载体选自火山岩、沸石、麦饭石和陶粒中的一种或多种。优选地，所述土著微生物为从原位筛选得到的高效降解有机物的有益微生物，如枯草芽孢杆菌，短小芽孢杆菌，巨大芽孢杆菌，地衣芽孢杆菌等降解菌。一种矿化河道底泥的方法，包括：将述的微生物固定化载体，和/或，采用所述制备方法制备得到的微生物固定化载体置于河道内。所述的方法，还包括：通过网袋将所述微生物固定化载体固定在河道底部。河道底泥/水体黑臭的原因在于：随河道污染浓度的增加，导致大量微生物繁殖，微生物代谢过程中会大量消耗水中氧气。同时，由于有机污染破坏了水体原有的生态系统，水质透明度差，水生植物无法生长，最终导致水中的溶解氧下降，当溶解氧下降到一个过低水平时，为厌氧菌创造了生存条件，产生了硫化氢、胺、氨等有异味、易挥发物质，最终导致臭味。厌氧条件下，会形成硫化亚铁和硫化锰等黑色物质，加上底泥中产生的甲烷、氨气、硫化氢等气体的溶解度低，在上升过程中携带含有黑色物质的污泥漂浮于水面，使水体发黑。本专利技术微生物固定化载体矿化河道底泥的作用原理在于：水体底泥主要由粘土、泥沙、有机物及微生物组成，经过长时间水体传输、物理、化学、生物等作用沉积于水体底部，导致水体黑臭的原因是有机污泥沉积+厌氧发酵。随污染浓度的增加，导致大量微生物繁殖，微生物代谢过程中会大量消耗水中氧气。同时，由于有机污染破坏了水体原有的生态系统，水质透明度差，水生植物无法生长，最终导致水中的溶解氧就溶解氧下降，当溶解氧下降到一个过低水平时，为厌氧菌创造了生存条件，产生了产生硫化氢、胺、氨等有异味、易挥发物质，最终导致臭味。厌氧条件下，会形成硫化亚铁和硫化锰等黑色物质，加上底泥中产生的甲烷、氮气、硫化氢等气体，溶解度低，在上升过程中携带含有黑色物质的污泥漂浮于水面，使水体发黑。底泥矿化就是底泥黑臭的逆反应，功能微生物在适当的条件下抑制厌氧菌的生长，快速代谢有机物，将有机物变为无机物，视为矿化。无机物成为水生植物生长的营养，从而协同减少底泥。同理抑制底泥增长，逐渐降解底泥。为了防止河道有益微生物被流水冲走，稳定河道底泥有益微生物菌群结构，最大程度的消解底泥中的有机污染物，并使其降解为小分子的无机物，利于植物的吸收。针对河道流动性的特征，本专利技术的微生物固定化载体有效防止河道底泥变黑变臭，减缓底泥增长速度。附图说明图1为本专利技术微生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于河道底泥矿化的微生物固定化载体，包括吸附载体球；所述吸附载体球包括：空心多孔容器和可使微生物附着生长的吸附载体；所述吸附载体置于所述空心多孔容器内，且吸附载体大于所述空心多孔容器的孔径；所述吸附载体包括吸附载体A，和/或，吸附载体B，和/或，吸附载体C，吸附载体A为平均粒径在2cm‑5cm、密度在2.0g/cm

【技术特征摘要】
1.用于河道底泥矿化的微生物固定化载体，包括吸附载体球；所述吸附载体球包括：空心多孔容器和可使微生物附着生长的吸附载体；所述吸附载体置于所述空心多孔容器内，且吸附载体大于所述空心多孔容器的孔径；所述吸附载体包括吸附载体A，和/或，吸附载体B，和/或，吸附载体C，吸附载体A为平均粒径在2cm-5cm、密度在2.0g/cm3-2.4g/cm3的吸附载体；吸附载体B为平均粒径在1cm-2cm、密度在1.1g/cm3-2.3g/cm3的吸附载体；吸附载体C为平均粒径在2cm-5cm、密度在1.1g/cm3-2.7g/cm3的吸附载体；吸附载体A占空心多孔容器体积的20％-100％，吸附载体B占空心多孔容器体积的30％-40％，吸附载体C占空心多孔容器体积的30％-100％。2.根据权利要求1所述的用于河道底泥矿化的微生物固定化载体，还包括功能微生物；所述功能微生物附着在所述吸附载体球上；所述功能微生物指筛选自河道底泥的土著微生物；具体指：从原位筛选得到的高效降解有机物的有益微生物，如枯草芽孢杆菌，短小芽孢杆菌，巨大芽孢杆菌，地衣芽孢杆菌等降解菌。3.根据权利要求1或2所述的用于河道底泥矿化的微生物固定化载体，所述吸附载体球的吸附载体选自：由火山岩、沸石、麦饭石、陶粒组成的组。4.根据权利要求1-3任一所述的用于河道底泥矿化的微生物固定化载体，所述吸附载体球的空心多孔容器为直径60-150...

【专利技术属性】
技术研发人员：任瑞霞，李楠，
申请(专利权)人：中林山水北京生态科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11