一种黑臭河道底泥快速消减方法技术

本发明专利技术提供了一种黑臭河道底泥快速消减方法，具体包括如下步骤：S1、复合微生物菌剂的制备；S2、生物膜反应器的布置；S3、生物带水体净化装置的安装；S4、靶向曝气。本黑臭河道底泥快速消减方法通过筛选有效消减底泥的微生物菌株，配制复合菌制剂，釆用靶向微纳米曝气技术，结合微介质微生物投菌技术，促进底泥有机污染物的靶向原位降解，有效消减黑臭底泥，改善污染河涌上覆水的水质。

A fast method of sediment reduction in black and smelly river

【技术实现步骤摘要】
一种黑臭河道底泥快速消减方法
本专利技术涉及污泥净化
，具体涉及一种黑臭河道底泥快速消减方法。
技术介绍
在城市规模化发展过程中，城市水体的污染状况日益严峻，黑臭河道的污染问题突出。从城市黑臭河道的成因来看，底泥是河流产生黑臭现象的主要内源污染之一，底泥的污染与再悬浮都可能给上覆水水质带来严峻的威胁。对底泥的消减分为物理方法、化学方法和生物方法。物理化学方法，如换水、矿粉覆盖和撒施石灰等多为应急措施，并不能从根本上彻底改善底质，以利用功能微生物的生物净化方法具有针对强、效率高、费用低和环境友好等特点，具有广阔发展前景。目前，对于水域的处理往往只停留在水污染治理，忽略了底泥对上覆水的二次污染问题，没有从根本上将污染物从水体清除。而且，大多数研究多注重用单一微生物覆盖水或底泥的单一净化，采用物理与生物综合技术净化底泥并同时关注底泥和上覆水净化的研究还鲜有报道。公开号为：CN108128995A的中国专利技术申请公开了一种底泥改良与原位消减技术，可消除水体中因农业、工业造成的有毒有害污染，对底泥原位消减，解决内源性污染；效果持续时间长，无需工程清於；解决重复治理重复投入的问题，缩短水体治理修复周期；同时去除有机物氨氮磷，耐盐度高，具有多种酶体系，应用不同底泥环境；所有产品无腐蚀、无刺激，对水生动植物、人及动物安全环保，无残留、无污染；靶向微生物改良底栖生态，疏松活化底泥，提高泥水界面溶氧量；消除“水浑”、“水脏”、“水粘”、“水臭”、“水色差”等现象，有效去除底泥中磷、硫化物、油和多环芳烃等。但是该技术忽略了底泥对上覆水的二次污染问题，没有从根本上将污染物从水体清除。又如，公开号为：CN208603978U的中国技术专利公开了一种底泥消减装置，包括主支架，所述主支架四周均安装有浮体，所述主支架上表面安装有副支架，所述副支架另一端安装有平台，所述平台上表面一侧安装有鼓风机，所述鼓风机上的出气端通过接头与空气输送管连接，所述空气输送管的另一端依次穿过平台、主支架和气水导流器外壁与曝气盘管连接，所述曝气盘管设置在气水导流器内壁上，所述气水导流器顶部贯穿主支架，所述气水导流器外壁上安装有导流器高度微调器，所述平台上表面另一侧安装有副支架，所述副支架另一端安装有太阳能面板。本技术可广泛应用于水体增氧和消减底泥的水治理领域，设备安装简单，即装即用，十分方便，实用性强。但是，该装置容易伤及原生土，并容易对河道边坡和生态系统造成一定的影响。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种黑臭河道底泥快速消减方法，通过筛选有效消减底泥的微生物菌株，配制复合菌制剂，釆用靶向微纳米曝气技术，结合微介质微生物投菌技术，促进底泥有机污染物的靶向原位降解，有效消减黑臭底泥，改善污染河涌上覆水的水质。为实现上述技术方案，本专利技术提供了一种黑臭河道底泥快速消减方法，具体包括以下步骤：S1、复合微生物菌剂的制备：采集黑臭底泥样品，从黑臭底泥中分离具有消减底泥功能的本土微生物菌株，分析所筛微生物及其不同比例的复配对黑臭底泥的消减效果，设定不同的复合菌剂投加量，以底泥厚度、有机质含量、生物降解能力为检测指标，评价复合菌剂添加量对城市黑臭河道底泥消减效果的影响，确定适合黑臭底泥与水体的投菌量；S2、生物膜反应器的布置：生物膜反应器包括中空纤维曝气管和微生物膜，其中中空纤维曝气管安装在河床底部，条形状的微生物膜安装在中空纤维曝气管的曝气口处，利用中空纤维曝气管作为微生物膜附着的载体并为微生物膜曝气；S3、生物带水体净化装置的安装：以醛化纤纶为基本材料制作成条形状的生物带，采用沉水套件安装于涌底，生物带之间间隔安装并顺河涌布置；S4、靶向曝气：将多个微纳米曝气机均匀布置在河床底部，并将步骤S1中制得的复合微生物菌制剂加入至微纳米曝气机内，微纳米曝气机与生物膜反应器中的中空纤维曝气管连接，通过微纳米曝气机将水与空气高度相溶混合，并通过超声波空化弥散释放出高密度的、均匀的超微米气泡，形成气液混合体，将复合微生物菌制剂随气泡在水中均匀扩散，并且在靶向曝气的过程中将部分复合微生物菌制剂附着在微生物膜和生物带上。优选的，所述步骤S1中具体包括如下步骤：S11、菌株筛选：采集底泥样品，置于经灭菌处理的容积为100ml的取样瓶中，放入冰盒内，用于细菌分离培养，将污泥用无菌水制成悬浮液，以300目筛绢网过滤，滤液6000r/min离心，弃去上清液，再以无菌水制成混悬液，在超净操作台中，取1ml混悬液样品，加入含9mlTSB液体培养基的试管中，按1∶10梯度制成6个梯度稀释液，分别取100μl均匀涂布于TSB固体培养基上，置于28℃恒温培养箱中培养72h，按照形态特征，挑取优势生长的单菌落置于TSB液体培养基中，28℃条件下培养24h，再分别以接种环平板划线的方式接种于TSB固体培养基上，28℃恒温培养72h，重复平板划线操作3次，直至培养基上存在单一菌落；S12、菌株对底泥和覆盖水净化能力的比较实验：将斜面菌种活化，加入2mL无菌水，刮下菌苔，倒入装有50mL无菌水的150mL三角瓶中，振荡混匀，制成菌悬液；在装有25mL牛肉膏蛋白胨液体培养基的150mL三角瓶中接入菌悬液0.5mL，28℃，200r·min-1摇床振荡培养24h，得发酵液，在柱形生物反应器内装20cm厚底泥和50cm高上覆水，环境温度22℃，实验组分别接种上述发酵液，接种量1.5％，活菌数量1×108cfu·mL-1，空白对照不加菌，每组3次重复，定期充气0.5h，3d时取上清液，取样前反应器静止0.55h以上，10d时取样检测底泥和覆盖水的指标，选取出消减能力较强的优势菌株；S13、分子鉴定：利用土壤基因组DNA提取试剂盒提取细菌总DNA，使用PCR扩增16SrRNA基因引物，电泳检测、切胶回收、连接、转化后，在LB平板涂布，37℃恒温培养，挑单菌落LB液体培养基扩培，以通用引物M13进行菌液PCR检测，将阳性克隆测序，将菌株测序结果进行BLAST检索，筛选同源性高的细菌16SrRNA基因序列，构建系统发育进化树；S14、筛选菌株的培养条件优化：在温度为30℃条件下，设置6.0、6.5、6.8、7.0共4个pH梯度，每个梯度设置3个平行，将菌液各20μl加入到不同pH的150mLTSB培养液中，150r/min、30℃培养48h，每2h取50μl培养液，比色皿中稀释至1ml，根据OD值绘制生长曲线，以最先进入生长平台期为基准确定最佳生长pH，在最佳生长pH条件下，设置30℃、33℃、36℃、39℃共4个温度，每个梯度设置3个平行，将菌液各20μl加入到不同温度的150mLTSB培养液中，150r/min、30℃培养48h，每2h取50μl培养液，在比色皿中稀释至1ml，根据OD值绘制生长曲线，确定最佳生长温度；S15、复合菌剂的制备：将各个培养48h的菌液分别于8000r/min离心15min后得到菌泥，向菌泥中加入保护剂后在-35℃预冻6h以上，然后将预冻好的菌粉在-55摄氏度、4-6Pa冷冻干燥机中干本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种黑臭河道底泥快速消减方法，其特征在于，具体包括以下步骤：/nS1、复合微生物菌剂的制备：采集黑臭底泥样品，从黑臭底泥中分离具有消减底泥功能的本土微生物菌株，分析所筛微生物及其不同比例的复配对黑臭底泥的消减效果，设定不同的复合菌剂投加量，以底泥厚度、有机质含量、生物降解能力为检测指标，评价复合菌剂添加量对城市黑臭河道底泥消减效果的影响，确定适合黑臭底泥与水体的投菌量；/nS2、生物膜反应器的布置：生物膜反应器包括中空纤维曝气管和微生物膜，其中中空纤维曝气管安装在河床底部，条形状的微生物膜安装在中空纤维曝气管的曝气口处，利用中空纤维曝气管作为微生物膜附着的载体并为微生物膜曝气。/nS3、生物带水体净化装置的安装：以醛化纤纶为基本材料制作成条形状的生物带，采用沉水套件安装于涌底，生物带之间间隔安装并顺河涌布置；/nS4、靶向曝气：将多个微纳米曝气机均匀布置在河床底部，并将步骤S1中制得的复合微生物菌制剂加入至微纳米曝气机内，微纳米曝气机与生物膜反应器中的中空纤维曝气管连接，通过微纳米曝气机将水与空气高度相溶混合，并通过超声波空化弥散释放出高密度的、均匀的超微米气泡，形成气液混合体，将复合微生物菌制剂随气泡在水中均匀扩散，并且在靶向曝气的过程中将部分复合微生物菌制剂附着在微生物膜和生物带上。/n...

【技术特征摘要】
1.一种黑臭河道底泥快速消减方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1、复合微生物菌剂的制备：采集黑臭底泥样品，从黑臭底泥中分离具有消减底泥功能的本土微生物菌株，分析所筛微生物及其不同比例的复配对黑臭底泥的消减效果，设定不同的复合菌剂投加量，以底泥厚度、有机质含量、生物降解能力为检测指标，评价复合菌剂添加量对城市黑臭河道底泥消减效果的影响，确定适合黑臭底泥与水体的投菌量；
S2、生物膜反应器的布置：生物膜反应器包括中空纤维曝气管和微生物膜，其中中空纤维曝气管安装在河床底部，条形状的微生物膜安装在中空纤维曝气管的曝气口处，利用中空纤维曝气管作为微生物膜附着的载体并为微生物膜曝气。
S3、生物带水体净化装置的安装：以醛化纤纶为基本材料制作成条形状的生物带，采用沉水套件安装于涌底，生物带之间间隔安装并顺河涌布置；
S4、靶向曝气：将多个微纳米曝气机均匀布置在河床底部，并将步骤S1中制得的复合微生物菌制剂加入至微纳米曝气机内，微纳米曝气机与生物膜反应器中的中空纤维曝气管连接，通过微纳米曝气机将水与空气高度相溶混合，并通过超声波空化弥散释放出高密度的、均匀的超微米气泡，形成气液混合体，将复合微生物菌制剂随气泡在水中均匀扩散，并且在靶向曝气的过程中将部分复合微生物菌制剂附着在微生物膜和生物带上。


2.根据权利要求1所述的黑臭河道底泥快速消减方法，其特征在于，所述步骤S1中具体包括如下步骤：
S11、菌株筛选：采集底泥样品，置于经灭菌处理的容积为100ml的取样瓶中，放入冰盒内，用于细菌分离培养，将污泥用无菌水制成悬浮液，以300目筛绢网过滤，滤液6000r/min离心，弃去上清液，再以无菌水制成混悬液，在超净操作台中，取1ml混悬液样品，加入含9mlTSB液体培养基的试管中，按1∶10梯度制成6个梯度稀释液，分别取100μl均匀涂布于TSB固体培养基上，置于28℃恒温培养箱中培养72h，按照形态特征，挑取优势生长的单菌落置于TSB液体培养基中，28℃条件下培养24h，再分别以接种环平板划线的方式接种于TSB固体培养基上，28℃恒温培养72h，重复平板划线操作3次，直至培养基上存在单一菌落；
S12、菌株对底泥和覆盖水净化能力的比较实验：将斜面菌种活化，加入2mL无菌水，刮下菌苔，倒入装有50mL无菌水的150mL三角瓶中，振荡混匀，制成菌悬液；在装有25mL牛肉膏蛋白胨液体培养基的150mL三角瓶中接入菌悬液0.5mL，28℃，200r·min-1摇床振荡培养24h，得发酵液，在柱形生物反应器内装20cm厚底泥和50cm高上覆水，环境温度22℃，实验组分别接种上述发酵液，接种量1.5％，活菌数量1×108cfu·mL-1，空白对照不加菌，每组3次重复，定期充气0.5h，3d时取上清液，取样前反应器静止0.55h以上，10d时取样检测底泥和覆盖水的指标，选取出消减能力较强的优势菌株。
S13、分子鉴定：利用土壤基因组DNA提取试剂盒提取细菌总DNA，使用PCR扩增16SrRNA基因引物，电泳检测、切胶回收、连接、转化后，在LB平板涂布，37℃恒温培养，挑单菌落LB液体培养基扩培，以通用引物M13进行菌液PCR检测，将阳性克隆测序，将菌株测序结果进行BLAST检索，筛选同源性高的细菌16SrRNA基因序列，构建系统发育进化树；
S14、筛选菌株的培养条件优化：在温度为30℃条件下，设置6.0、6.5、6.8、7.0共4个pH梯度，每个梯度设置3个平行，将菌液各20μl加入到不同pH的150mLTSB培养液中，150...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建林，陈栩迪，郑航桅，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44