河道污水净化的复合微生物净化剂工艺技术研究

一、立项依据

（一） 国内外状况、水平和发展趋势

城市“因水而生、因水而兴”，然而随着经济的快速发展和城市化进程的加快，我国许多城市河流水质污染和生态退化问题十分突出，耗氧性有机污染物和氮磷营养盐含量居高不下，甚至出现了季节性和常年性水体黑臭现象。因此，解决城市河流的污染、恢复河流的生态和社会功能问题仍然是许多城市可持续发展过程中亟待解决的关键任务之一。

城市河流作为城市的命脉，不仅有水体循环、水土保持、贮水调洪、水质涵养等功能，而且还能调节温湿度、改善城市小气候，健康的城市水体环境是城市可持续发展的重要保障。由于长期的外源污染输入，尤其是合流制系统雨天溢流、分流制系统雨污混接及降雨初期污染径流等重要的外源污染，底质生境恶化，生态系统退化，无法完成污染物的输出、转移和净化作用，导致污染物严重积累且恶性循环，水质恶化并产生黑臭现象；同时，城市河流由于长期的滞流，大量含有有机物、氮、磷、重金属等污染物质的底泥沉积也形成了内源污染。另外，城市河流特别是中心城区河道沿岸人水争地、人绿争地使得河流渠道化，自然护岸逐步退化为硬化和直立的防汛墙，这就人为地割断了河流的自然生态链，使滨岸带在污染截留和控制等方面的重要功能几乎消失殆尽，进一步加剧了城市河流的环境恶化。

（二）项目研究开发目的和意义

河流等城市水体是城市生态系统的重要组成部分，其具有水环境容量小、水体自净能力差、易污染等特点，且常作为城市内的重要排污、纳污通道，水质更容易恶化。大量污染物的流入导致城市水体富营养化严重，造成水体溶解氧的急剧消耗，导致水体长期缺氧从而呈现黑臭状态。河流等城市水体出现黑臭，已成为我国城市的普遍现象，严重影响沿岸居民生活和城市形象。

近几十年来，我国城市化进程发展迅速，且伴随着工业化的快速发展，导致人们对水资源的需求量越来越大，而河道水污染事件频频发生，城市建成区中黑臭水体的数量有增无减，使水资源供给变得更为紧张。其中由于有机质、氮、磷的过度排放导致水体富营养化的问题尤为突出。

微生物作为水生态系统中的重要分解者，其在河道水体中自净过程中具有重要的作用，可快速有效的降解有机质、氮、磷等污染物，最终产物为简单、稳定的无机物，不产生二次污染。

一般来说，河道污水中本身所具有降解污染物功能的微生物数量较少，而且现有技术中的污水净化剂制备复杂，运行成本高，效果不明显，无法实现全面快速有效地净化水体。

本项目研究的目的是为解决上述存在的河道污水处理的问题，以及当前的治理方式的成效不高，稳定性和持续性不足的等问题，通过研究实现的河道污水净化复合微生物净化剂及其相关技术，可以有效的进行治理，并且成本低，稳定性高，符合我国河道治理要求和环境保护要求，并且不会带来其他危害。

（三）项目达到的技术水平及市场前景

河道的污水净化处理本身是一个系统性的工程，不能简单的进行污染物处理或者对其中某个环节进行处理就可以实现的，并且不可能是简单的一项事物，是需要长期进行跟踪解决的。河道污水净化采用传统的治理技术，其效率低，持续性差，时间周期长，并且成本高。

本项目实现的用于河道污水净化的复合微生物净化剂，其适合当前河道治理的客观和环境要求，本项目的实施可以有效的提升治理的持续性，并且其治理效果好，成效快，符合我国生态治理要求和环境保护要求，具有较高的适应性，其应用前景广阔。

二、研究开发内容和目标

（一） 项目主要内容及关键技术

为了克服现有技术上存在的不足，本项目研究提供一种用于河道污水净化的复合微生物生物净化剂，包含复合菌、硅藻土、微量元素营养液、秸秆渣粉、玉米粉以及鱼粉，复合菌包含枯草芽孢杆菌、光合细菌-沼泽红假单胞菌、施氏假单胞菌、硝化交替单胞菌属以及亚硝化单胞菌属。

复合微生物净化剂中，复合菌、硅藻土、微量元素营养液、秸秆渣粉、玉米粉和鱼粉的质量份数为：20-50份的复合菌、30-70份的硅藻土、0 .1-10份的微量元素营养液、1-15份的秸秆渣粉、1-15份的玉米粉、1-15份的鱼粉。

（二） 技术创新点

1、采用枯草芽孢杆菌、光合细菌-沼泽红假单胞菌、施氏假单胞菌、硝化交替单胞菌属和亚硝化单胞菌属进行混合培养富集，并以此为基础获得复合菌；

2、通过加入硅藻土、微量元素营养液、秸秆渣粉、玉米粉以及鱼粉，并与复合菌混合并搅拌均匀，烘干得到复合微生物净化剂；

3、可以快速降低河道污水中的COD、N、TP、色度，明显改善水体黑臭现象，提升效益。

（三）主要技术指标或经济指标

1、成分：包含复合菌、硅藻土、微量元素营养液、秸秆渣粉、玉米粉和鱼粉；

2、高纯度菌种：包括枯草芽孢杆菌、光合细菌-沼泽红假单胞菌、施氏假单胞菌、硝化交替单胞菌属和亚硝化单胞菌属；

3、接种菌数：2×109cfu/mL～3.5×109cfu/mL；

4、液体培养基组分：胰化蛋白胨8-12g/L、酵母提取物3-6g/L、 NaCl 8-12g/L；

5、培养菌种条件：温度是22℃～28℃，pH是6.7～7.3；

6、微量元素营养液： ZnSO4、CaCl2、MnCl2·4H2O、（NH4）6Mo7O24·4H2O、CuSO4·5H2O、CoCl2·6H2O以及FeCl2·4H2O；

7、净化剂微生物量：≥108cells/g；

8、低温烘干温度：30℃～35℃。

三、研究开发方法及技术路线

本项目体研发要解决的技术问题在于，针对建筑发展需要以及当前存在的不足问题，通过研究实现技术的提升和产品性能的提升，满足市场发展的要求，符合当前发展的需要。

复合微生物制剂通过以下方法制成：

1、在液体培养基中接种不同的高纯度菌种，包括枯草芽孢杆菌、光合细菌-沼泽红假单胞菌、施氏假单胞菌、硝化交替单胞菌属和亚硝化单胞菌属，混合培养并富集，以此为基础制成复合菌；

2、加入硅藻土、微量元素营养液、秸秆渣粉、玉米粉以及鱼粉，并与复合菌混合并搅拌均匀，烘干后得到复合微生物净化剂。

枯草芽孢杆菌、光合细菌-沼泽红假单胞菌、施氏假单胞菌、硝化交替单胞菌属以及亚硝化单胞菌属的接种菌数均为2×109cfu/mL～3.5×109cfu/mL。

本项目实现的用于河道污水净化的复合微生物净化剂制备方法简单，可以快速全面有效的净化水体，可快速有效降低河道污水中的COD、N、TP、色度，明显改善水体黑臭现象，效果明显，具有显著的生态效益，且适合于污染河道的原位修复，具有成本经济、使用简单等优势。

本项目研发的主要过程包含：

1、由于市场的反应，部分产品到客户上，客户根据实际的需要或者由于使用地区的特殊要求，对产品进功能和性能的要求。根据客户的要求和实际的情况，进行市场的调研，了解确切的市场状况和市场需求。市场调研并且收集数据，并且进行讨论总结。根据研发需要进行立项，并且组织人员组成项目组，进行项目工作的分工。进行研发过程的规划，制定研发总体进度表。

2、进行产品的设计，初步设计产品的整体性能要求，并根据此要求目标进行讨论执行方案，并且分工进行各个部分的设计工作。对确定的设计和执行方案进行综合的研讨确认方案的可行性，根据评审结果进行调整，最终敲定使用方案。各组跟进方案继续负责各方面的设计工作的执行，并进行设计资料图纸的制作，并且对资料图纸的综合讨论，确定可行性。

3、对本项目设计方案的进行制模，以及设计工作需要的物料的确定和准备。进行设计方案的研讨，并评审，以及样品的制作并测试得出结果，进行改善样品，制定临时的作业指导书以及初步的技术参数和资料的收集整理。

4、根据样品的结构进行产品的改善和工具的改良，以及产品的再测试，直到达到要求。以及各项安全要求的测试和认证。

5、收集设计和测试过程的所有数据，进行整理形成规范的操作指导书和技术资料的技术指标，并进行产品的批量试生产。