專利名稱：：一種微生物生態床及使用該微生物生態床治理河涌的方法
技術領域：
：本發明涉及江河的環境保護
技術領域：
，具體地說，本發明是一種微生物生態床及以該微生物生態床治理河涌的方法。
背景技術：
：目前，隨著工業技術的發展，人類的生產和生活對周邊環境的影響也越來越大。特別是對江河的污染，在很多地方，已經是對人類自身生活安全的嚴重威脅。中國專利申請第200610034724.3號(申請日2006年4月3日，公開日2007年10月10日)公開了一種以生物修復技術為主的河涌污染綜合治理方法。本發明利用生物修復技術治理城市黑臭河涌，通過上游河涌污染水體氧化塘預處理、河道底泥生物氧化修復、河道曝氣增氧、中游河段水體生物修復和下游河段生態恢復等步驟，對河涌黑臭水體進行生物治理。對于無法截污的城郊河涌，利用廢棄的魚塘、空地或適合地勢改造成氧化塘對河涌重污染水體進行預處理，并在此基礎上，通過底泥生物氧化控制河涌的內源污染，再經過河涌水體人工增氧、水體生物-生態修復等修復措施，能有效地消除水體黑臭、凈化河涌水質、提高河涌水體自凈能力。該方法可能會消耗大量的人工和電能，采用動能的方法將水體從受污染的河涌里注入到處理塘中，處理后再將水體重新輸回到河涌中，效果不明顯，并且消耗大量的能源。但目前對于河涌污染的治理，很少有比較有效的方法，但總的來說，技術手段并不豐富，有進一步革新和豐富的必要。
發明內容為了克服現有技術的缺點，解決某些河涌受潮汐影響，及南方地區雨水大、流量急，施用菌種水體流失的問題，本發明的目的是提供一種微生物生態床。本發明的另一目的是提供一種微生物生態床治理河涌的處理方法。為了實現上述的發明目的，本發明采用以下技術方案一種微生物生態床，設有可漂浮的活性菌載體，在該載體上栽培有植物；在該載體的下部，設有多個固定索；在每個固定索上設有懸浮式活性菌、懸掛式活性菌和底泥式活性菌。將微生物生態床漂浮固定在受污染的水面上，上面表層種植美觀的花草植物。花草植物與表面土壤的下面是活性菌載體。該活性菌載體是由序批式污水處理廠產生的活性污泥，在下述的活性菌馴化培養24小時而成。而懸浮式活性菌、懸掛式活性菌和底泥式活性菌也是采用同樣的方法得到。該三種活性菌可每二周更換一次。更換后的載體可重新培養馴化、重新使用。對于水體污染嚴重的河涌，微生物生態床還備有曝氧裝置和供氣裝置，可施行曝氧供氣措施。上述的活性菌載體、懸浮式活性菌、懸掛式活性菌和底泥式活性菌中，所述的活性菌，以重量百分比計，由以下材料組成賭質芽孢桿菌(bacilluscerens)5-10%溶纖維丁酸弧菌(Butyrivibriofibrisolvens)25%木霉(Trichodermaspp.)25%自冑貞胃(whiterotfungi)2—5%產堿桿菌(Alcaligenesfecalis)510%凝結芽孢桿菌(BacilluscoagulansHammer)5~10%枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)510%產甲燒菌(Methanogeniumcariaci)5~10%脫氮硫桿菌(Thiobacillusdenitrificans)510%腐植酸(HumicAcid)余量。活性菌中，各成分的來源及作用如下(1)賭質芽孢桿菌(bacilluscerens)(5-10%)通過菌體生長分解有機物，消耗硫化氫、氨等，可消除臭味，破壞河涌污水固有的穩定性，改變有機物的親水性能；(2)溶纖維丁酸弧菌(Butyrivibriofibrisolvens)(2-5%)通過菌體生長分解有機物，消耗硫化氫、氨等，可消除臭味，分解纖維素并溶解木質素，分解木材，各種秸稈可以產生烴類物質及其衍生物。(3)木霉(Trichodermaspp.)(2-5%)是一類廣泛存在于土壤、根圍、葉圍、種子和球莖等環境中的拮抗性真菌，降解纖維素使腐爛的植物能夠退化和降解。木霉可以產生大量的烴類物質及其衍生物，分泌纖維素酶，加快秸稈等有機物的分解和腐熟、降解有機磷農藥。(4)白腐真菌(whiterotfungi)(2-5%)絲狀真菌，因附生在樹木或木材上，引起木質白色腐爛而得此名。分類學上，白腐真菌屬于真菌門。在常溫常壓下把復雜的不溶性的聚合物轉化為水溶性含有苯環的簡單化合物，苯環最后破裂產生簡單的有機小分子。在微生物處理中，只有少數真菌能同時分解所有的植物聚合物。白腐真菌能以自由基為基礎的鏈反應過程對木質素進行降解。(5)產堿桿菌(Alcaligenesfecalis)(5-10%)無莢膜、有動力，為專性需氧的不發酵糖類的革蘭陰性短桿菌，成對或鏈狀排列，催化降解效果好，耐高濃度苯酚，降苯酚能力強，可高效降解苯酚，吞噬和降解石油烴分子，退化降解碳水化合物，脂肪，蛋白質，并最終降解為氧化碳和水。(6)疑結芽孢桿菌(BacilluscoagulansHammer)(5-10%)通過菌體生長分解有機物，消耗硫化氫、氨等，可消除臭味，可以降解各種復雜的碳水化合物，蛋白質和油脂質，并最終降解為氧化碳和水。(7)枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)(5-10%)有較強的淀粉酶和蛋白酶活力。能分解植物組織的果膠和多糖；也能迅速液化明膠。減少硫化氫，脫臭，可以減少各級硫化氫，加強生化需氧量B0D，化學需氧量C0D。(8)產甲烷菌(Methanogeniumcariaci)(5-10%)產氫產乙酸菌、耗氫產乙酸菌、食氫產甲烷菌、食乙酸產甲烷菌五大類群。減少硫化氫，脫臭。(9)脫氮硫桿菌(Thiobacillusdenitrificans)(5-10%)脫氮硫桿菌因具備生態幅寬、細胞外聚集單質硫和能夠在厭氧條件下還原硝酸鹽，好氧脫硫、厭氧脫硫、厭氧脫氮和同步脫氮、脫硫，脫氮脫硫效率高、啟動快。(10)腐植酸(HumicAcid)(余量)大分子芳香族羥基羧酸。廣泛存在于土壤有機質、泥炭、褐煤、風化煤以及湖泊和海洋沉積物中。腐植酸吸附重金屬離子，增強微生物的活性，提高凈化效率，大大降低二次污染，破壞河涌污水固有的穩定性。所述的活性菌載體可以由污水處理廠產生的污泥在所述的活性菌馴化培養24小時而成。該微生物生態床治理河涌的方法，具體采用下述的步驟A.將微生物生態床栽培在河涌的水面上；B.噴灑澆灌每周3次采用噴灑澆灌直接將生態床的活性菌植入到河涌水體中；如此處理至少5個月。經12月產生明顯的淤泥減量和水體變清的效果，經45個月能夠基本恢復水體的正常生態環境。對于污染水體較重的河涌，活性菌植入到河涌水體后，還采用曝氧處理，提高處理效果。該微生物生態床漂浮固定于水面上。形成類似浮橋或者島嶼的形態，也可以稱之為“活性菌復合生態島”。這樣做，可以與景觀綠化相結合。本發明不僅僅可以保護環境，而且還可以美化環境。經本發明處理30天后的河涌，其化學需氧量和生物需氧量都大大降低；經45個月處理后，能夠基本恢復水體的正常生態環境。圖1是本發明的微生物生態床的結構示意圖。附圖標記說明1.植物；2.活性菌載體；3.固定索；4.懸浮式活性菌；5.懸掛式活性菌；6.底泥式活性菌。具體實施例方式實施例1如圖1所示，該微生物生態床設有可漂浮的活性菌載體2，在該載體2上栽培有草本植物1；在活性菌載體2的下部，設有多個固定索3；在每個固定索上設有懸浮式活性菌、懸掛式活性菌和底泥式活性菌；在固定索3的底端部為底泥式活性菌，在固定索2的中部設有多個懸浮式活性菌4和懸掛式活性菌5。所述的活性菌，總重量為2公斤，以重量百分比計，由以下材料組成蠟質芽孢桿菌8%溶纖維丁酸弧菌3.5%木霉3.5%白腐真菌4%產堿桿菌8%凝結芽孢桿菌%枯草芽孢桿菌6%產甲烷菌7%脫氮硫桿菌6%腐植酸47%。所述的活性菌載體是由污水處理廠產生的污泥在所述的活性菌馴化培養24小時而成。懸浮式活性菌、懸掛式活性菌和底泥式活性菌也是采用同樣的方法得到。該三種活性菌可每二周更換一次。更換后的載體可重新培養馴化、重新使用。所述的污水處理廠是序批式污水處理廠。該微生物生態床漂浮固定于水面上，形成島嶼的形態，可以稱之為“活性菌復合生態島”。這樣做，可以與景觀綠化相結合。微生物生態床還設有曝氧裝置和供氣裝置。微生物生態床治理河涌的方法，采用以下步驟Α.將微生物生態床栽培在河涌的水面上；B.噴灑澆灌每周3次采用噴灑澆灌直接將生態床的活性菌植入到河涌水體中；如此處理至少5個月。處理30天后的各種性能指標對比，請參見表1。表1治理河涌30天前后的技術指標對比(單位mg/L)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實施例2實施例1的活性菌用于降解蛋白質在100毫升不含淀粉的礦物培養基中加入10毫升滅菌的鮮牛奶，蛋白質含量為60mg，作為被處理介質。在IlOml被處理液中加入Iml實施例1中的活性菌在25_35°C保溫，觀察生物大分子的降解。結果見表2。在25-35°C保溫反應，24小時后檢測。試驗組降解率較對照組高得多。經換算每cm2實施例1中的活性菌降解蛋白質的能力可達115mg/d/cm2。表2實施例1中的活性菌對蛋白質的降解(蛋白質量mg)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實施例3實施例1的活性菌用于降解植物油大分子在100毫升不含淀粉的礦物培養基中加入10毫升滅菌的食用植物油(Canolaoil)，在油含量(E.oil)為130mg，作為被處理介質。在IlOml被處理液中加入Iml實施例1中的活性菌在25-35°C保溫，觀察植物油大分子的降解。結果見表3。在25-35°C保溫反應，24小時后檢測。試驗組降解率較對照組高得多。經換算每cm2實施例1中的活性菌水解植物油大分子蛋白質的能力可達102mg/d/cm2。表3.實施例1中的活性菌對植物油大分子的降解(mg)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實施例4實施例1的活性菌用于降解淀粉大分子在100毫升含可溶性淀粉的礦物培養基中所含的200mg淀粉，作為被處理介質。在IOOml被處理液中加入Iml實施例1中的活性菌在25_35°C保溫，觀察淀粉大分子的降解。結果見表4。在25-35°C保溫反應，24小時后檢測，所含的200mg淀粉已被降解至接近零值，而對照組的淀粉未被降解。表4.實施例1中的活性菌對淀粉大分子的降解(mg)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實施例5實施例1的活性菌用于模擬廢水模擬廢水含有鮮牛奶、豆漿、淀粉、糖類和食用植物油等多種物質。加入施例1中的活性菌后，在25-35°C、靜置條件下反應24小時。然后分別檢測各組的蛋白質、淀粉的含量及生化需氧量，結果詳見表5。表5.實施例1中的活性菌降解模擬廢水有機物效果(24小時，mg/L)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>經過24小時后，實施例1中的活性菌的直觀效果是各處理組廢水已溶化透明，其中的蛋白質、淀粉含量、植物油和BOD都有大幅度的下降，效果非常顯著；而對照組廢水仍然混濁。隨時間的推移，處理組的BOD會進一步下降。以上對本發明所提供的微生物生態床進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。權利要求一種微生物生態床，其特征在于設有可漂浮的活性菌載體，在該載體上栽培有植物；在該載體的下部，設有多個固定索；在每個固定索上設有懸浮式活性菌、懸掛式活性菌和底泥式活性菌；上述的活性菌載體、懸浮式活性菌、懸掛式活性菌和底泥式活性菌中，所述的活性菌，以重量百分比計，由以下材料組成蠟質芽孢桿菌5-10％溶纖維丁酸弧菌2～5％木霉2～5％白腐真菌2～5％產堿桿菌5～10％凝結芽孢桿菌5～10％枯草芽孢桿菌5～10％產甲烷菌5～10％脫氮硫桿菌5～10％腐植酸余量。2.根據權利要求1所述的微生物生態床，其特征在于所述的活性菌載體是由污水處理廠產生的污泥在所述的活性菌馴化培養24小時而成。3.根據權利要求2所述的微生物生態床，其特征在于所述的污水處理廠是序批式污水處理廠。4.根據權利要求1所述的微生物生態床，其特征在于該微生物生態床漂浮固定于水面上。5.根據權利要求1所述的微生物生態床，其特征在于還設有曝氧裝置和供氣裝置。6.根據權利要求1所述的微生物生態床，其特征在于所述的懸浮式活性菌、懸掛式活性菌和底泥式活性菌每二周更換一次。7.使用權利要求1所述的微生物生態床治理河涌的方法，其特征在于，采用以下步驟A.將微生物生態床栽培在河涌的水面上；B.噴灑澆灌每周3次采用噴灑澆灌直接將生態床的活性菌植入到河涌水體中；如此處理至少5個月。8.根據權利要求7所述的微生物生態床治理河涌的方法，其特征在于在步驟B中，活性菌植入到河涌水體后，還采用曝氧處理。全文摘要本發明公開了一種微生物生態床。該微生物生態床設有可漂浮的活性菌載體，在該載體上栽培有植物；在該載體的下部，設有多個固定索；在每個固定索上設有懸浮式活性菌、懸掛式活性菌和底泥式活性菌。本發明還公開了一種使用該微生物生態床治理河涌的方法。經本發明處理30天后的河涌，其化學需氧量和生物需氧量都大大降低；經4～5個月處理后，能夠基本恢復水體的正常生態環境。文檔編號C02F3/12GK101817589SQ20091011990公開日2010年9月1日申請日期2009年2月26日優先權日2009年2月26日發明者張建洲申請人:張建洲