一种高效改善城市黑臭水体的复合本土微生物驯化酶和治理城市黑臭水体的方法技术

本发明专利技术公开了一种高效改善城市黑臭水体的复合本土微生物驯化酶和治理城市黑臭水体的方法，复合本土微生物驯化酶包括乙酰CoA酰基转移酶、1‑磷酸果糖激酶、丙酮酸磷酸二激酶、β‑羟丁酰辅酶脱氢酶、3‑磷酸甘油酸激酶、NAD依赖性β‑羟丁基辅酶A脱氢酶和硫解酶。一种治理城市黑臭水体的方法，包括以下步骤：复合本土微生物驯化酶的准备和活化；将活化后的复合本土微生物驯化酶投放至黑臭水体一段时间；随后进行水生植物构建。本发明专利技术的复合本土微生物驯化酶具有高效改善黑臭污水水体质量的优点；另外，本发明专利技术的处理方法具有高效地净化水体、可持续性地调整并优化水体环境的优点。

An efficient method to improve the black and odorous water body of city

【技术实现步骤摘要】
一种高效改善城市黑臭水体的复合本土微生物驯化酶和治理城市黑臭水体的方法
本专利技术涉及污水处理的
，更具体地说，它涉及一种高效改善城市黑臭水体的复合本土微生物驯化酶和治理城市黑臭水体的方法。
技术介绍
城市河道不仅是城市防洪排涝的通道，也是城市景观和城市生态环境的重要因素，具有防洪排涝、供水排水、城市景观、生态平衡等多种功能。我国城市化进程发展的速度较快，河道长期受到污染源的污染，导致水体质量下降，而且随着污染的加剧，水体的自净功能丧失，城市河道表现为黑、臭等，成为名符其实的“臭水沟”。河湖水环境生态系统的治理与修复是个漫长的过程，由于目前城市管网不健全而引起的污水直排，面源污染严重，造成水体中营养物质过高，从而导致水体中的溶解氧含量过低，水体常年处于厌氧状态，进而引发水体的黑臭现象。水体中的污染物质常年的沉降积累造成底泥厚度增加，底泥厚度从0.5～2m不等，有的更厚。在受污染的水体中，水体中厌氧菌的菌落占主导作用，底泥中的厌氧菌主要有产酸细菌、甲烷菌、硫酸盐还原菌和亚硝酸菌等；其中产酸菌产生的酸类、醚类物质与水体中的硫酸盐还原菌分解产生的硫元素结合生成硫醇、硫醚等臭鸡蛋臭味的气体；当河道的氧化还原电位在-50～-200mV时，亚硝酸菌不能把亚硝酸盐转化为氮气排出，只能把亚硝酸盐转化为产生臭味的氨气；当河道的氧化还原电位低于-300mV或者重度黑臭的水体中产甲烷菌产生甲烷等沼气，这些都是使得水体出现黑臭现象的原因。而好氧菌，如硝化细菌、芽孢杆菌、丝状细菌、聚磷菌、光合菌等少量存在且对河道水体的生态调节不起主导作用。目前河道生态治理一般采用集成的生态治理措施，一般包括安装浮岛、曝气设备、投撒微生物制剂，种植水生植物等。授权公告号为108102955B的专利技术专利公开了用于黑臭水体治理的高效复合微生物菌剂及其制备方法，该复合微生物菌剂主要由枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、产朊假丝酵母、沼泽红假单胞菌、酶制剂和生物促生剂组成，所述将得到的微生物菌剂与纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶和生物促生剂进行复配。黑臭水体经上述方法处理的24h之后，黑臭水体的CODcr、氨氮、总磷的去除率能够达到32.78％、55.91％、50％以上，并且黑臭水体的透明度提高70％以上。申请号为2018100377044的专利技术专利公开了一种河道黑臭水体的治理方法，其具体方法为(1)截污纳管，(2)河底清淤，(3)第一次生态调水，(4)微生物好氧处理，(5)第二次生态调水，(6)水生植物构建等步骤。黑臭水体经上述方法处理的24h之后，其CODcr、氨氮、总磷的去除率能够达到31.97％、53.94％、45.83％。虽然上述针对黑臭水体的处理中均采用生物法进行处理，但是其中投撒的微生物制剂分为广谱微生物与专性微生物，广谱性微生物含有好氧微生物、兼性微生物、厌氧微生物，微生物种类多，但含量不大，投入水体后由于不适应水体环境或成为不了优势菌群而发挥不了作用，需要大量多次投加。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的第一个目的在于提供一种高效改善城市黑臭水体的复合本土微生物驯化酶，其具有只需要一次性投加复合本土微生物驯化酶之后实现对污水中的微生物生态的高效调节，进而高效改善城市黑臭污水水体质量的优点。本专利技术的第二个目的在于提供一种治理城市黑臭水体的方法，其利用酶制剂投加调整黑臭水体的微生物生态，并结合水生植物中种植进一步优化水体生态环境，具有高效地净化水体、可持续性地调整并优化水体环境的优点。为实现上述第一个目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种高效改善城市高污染黑臭水体的复合本土微生物驯化酶，所述复合本土微生物驯化酶通过以下步骤驯化得到：S1-1：将梭菌属、芽孢杆菌属和产甲烷杆菌属的菌种取样于培养液中进行厌氧培氧24～72h，培养温度为25～30℃，得到的初级种子液中复合微生物菌含量为0.8～1g/L；S1-2：随后将上述培养液按照体积比为6～10％的接种量接种于新的培养液中进行二次厌氧培养72～120h，培养温度为25～30℃；S1-3：随后将上述培养液进行细胞破碎，随后进行膜过滤，滤去细胞碎片后得到上清液；S1-4：将得到的上清液真空冷冻干燥后得到复合本土微生物驯化酶；其中，所述梭菌属包括拜氏梭菌、丙酮丁醇梭菌、特氏梭菌、柔嫩梭菌以及杨氏梭菌；所述芽孢杆菌属包括耐盐芽孢杆菌、短小芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌；所述产甲烷杆菌属为甲酸甲烷杆菌。通过采用上述技术方案，通过厌氧培养的方式对上述复合本土微生物菌进行培养发酵，得到相应的代谢产物(主要以酶为主)，随后在对细胞破碎之后进一步将细胞内的物质释放出来，使得最终收集得到的复合本土微生物驯化酶的产量更高。进一步地，所述复合本土微生物驯化酶包含以下酶：乙酰CoA酰基转移酶(acetyl-CoAC-acetyltransferase)，1-磷酸果糖激酶(1-phosphofructokinase)，丙酮酸磷酸二激酶(pyruvatephosphatedikinase)19.25-26.75份，β-羟丁酰辅酶脱氢酶(β-hydroxybutyryl-coadehydrogenase)15-24份，3-磷酸甘油酸激酶(3-Phosphoglyceratekinase)，NAD依赖性β-羟丁基辅酶A脱氢酶(NAD-dependentbeta-hydroxybutyrylcoenzymeAdehydrogenase)，硫解酶(thiolase)。通过采用上述技术方案，其中，3-磷酸甘油酸激酶(3-Phosphoglyceratekinase，PGK)催化1，3-二磷酸甘油酸转变3-磷酸甘油酸，产生1分子ATP。这是无氧酵解过程中第一次生成ATP。由于是1分子葡萄糖产生2分子1，3-二磷酸甘油酸，所以在这一过程中，1分子葡萄糖可产生2分子ATP，为细胞代谢提供能量。乙酰辅酶A酰基转移酶(acetyl-CoAC-acetyltransferase，AACT)为萜类化合物生物合成甲羟戊酸(MVA)途径的起始酶，催化使2个分子的乙酰辅酶A缩合为乙酰乙酰辅酶A，参与脂肪酸的合成。而MVA途径普遍存在于高等真核生物和很多病毒中，对于酵母和霉菌等真核生物而言，其MVA途径的代谢产物主要包括麦角固醇、辅酶Q和β-胡萝卜素，而麦角固醇是真核生物细胞膜的成分；辅酶Q在细菌(如假单胞菌属，杆菌中的红色杆菌、土壤杆菌属、硫杆菌、脱氮极毛杆菌等)中存在，参与细胞代谢。硫解酶(thiolase)是转移酶：由巯基引起的键断裂(类似水解过程)催化脂肪酸β氧化反应中硫解作用的酶，在辅酶A存在下，将β酮酰基辅酶A硫解为乙酰辅酶A和酰基辅酶A，后者较原先的酰基辅酶A少两个碳原子。β-羟丁基辅酶A脱氢酶(β-hydroxybutyryl-coadehydrogenase)是一种转化β-羟丁基辅酶A和乙酰辅酶A的酶。NAD依赖性β-羟丁基辅酶A脱氢酶(NAD-dependentbeta-hydroxybutyrylcoenzymeAdehydro本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效改善城市黑臭水体的复合本土微生物驯化酶，其特征在于，所述复合本土微生物驯化酶通过以下步骤驯化得到：/nS1-1：将梭菌属、芽孢杆菌属和产甲烷杆菌属的菌种取样于培养液中进行厌氧培氧24~72 h，培养温度为25~30℃，得到的初级种子液中复合微生物菌含量为0.8~1 g/L；/nS1-2：随后将上述培养液按照体积比为6~10%的接种量接种于新的培养液中进行二次厌氧培养72~120 h，培养温度为25~30℃；/nS1-3：随后将上述培养液进行细胞破碎，随后进行膜过滤，滤去细胞碎片后得到上清液；/nS1-4：将得到的上清液真空冷冻干燥后得到复合本土微生物驯化酶；/n其中，所述梭菌属包括拜氏梭菌、丙酮丁醇梭菌、特氏梭菌、柔嫩梭菌以及杨氏梭菌；所述芽孢杆菌属包括耐盐芽孢杆菌、短小芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌；所述产甲烷杆菌属为甲酸甲烷杆菌。/n

【技术特征摘要】
1.一种高效改善城市黑臭水体的复合本土微生物驯化酶，其特征在于，所述复合本土微生物驯化酶通过以下步骤驯化得到：
S1-1：将梭菌属、芽孢杆菌属和产甲烷杆菌属的菌种取样于培养液中进行厌氧培氧24~72h，培养温度为25~30℃，得到的初级种子液中复合微生物菌含量为0.8~1g/L；
S1-2：随后将上述培养液按照体积比为6~10%的接种量接种于新的培养液中进行二次厌氧培养72~120h，培养温度为25~30℃；
S1-3：随后将上述培养液进行细胞破碎，随后进行膜过滤，滤去细胞碎片后得到上清液；
S1-4：将得到的上清液真空冷冻干燥后得到复合本土微生物驯化酶；
其中，所述梭菌属包括拜氏梭菌、丙酮丁醇梭菌、特氏梭菌、柔嫩梭菌以及杨氏梭菌；所述芽孢杆菌属包括耐盐芽孢杆菌、短小芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌；所述产甲烷杆菌属为甲酸甲烷杆菌。


2.根据权利要求1所述的一种高效改善城市黑臭水体的复合本土微生物驯化酶，其特征在于，所述复合本土微生物驯化酶包含以下酶：
乙酰CoA酰基转移酶（acetyl-CoAC-acetyltransferase），1-磷酸果糖激酶（1-phosphofructokinase），丙酮酸磷酸二激酶（pyruvatephosphatedikinase）19.25-26.75份，β-羟丁酰辅酶脱氢酶（β-hydroxybutyryl-coadehydrogenase）15-24份，3-磷酸甘油酸激酶（3-Phosphoglyceratekinase），NAD依赖性β-羟丁基辅酶A脱氢酶（NAD-dependentbeta-hydroxybutyrylcoenzymeAdehydrogenase），硫解酶（thiolase）。


3.根据权利要求1所述的一种高效改善城市黑臭水体的复合本土微生物驯化酶，其特征在于，所述复合本土微生物驯化酶使用时的pH为2~13，温度为-5~40℃。


4.根据权利要求1所述的一种高效改善城市黑臭水体的复合本土微生物驯化酶，其特征在于，所述复合本土微生物驯化酶使用时的pH为5~9，温度为15~40℃。


5.一种采用权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍石磊，林绚丽，王丽妹，钟本帅，
申请(专利权)人：北京京阳环保工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11