本發明涉及生物凈化劑，具體涉及一種可持續清淤除黑臭水體的微生物菌劑制備方法。
背景技術：
城市河流不僅具備供水功能，同時也已成為城市工業廢水、居民生活污水的主要排放場所。隨著工業廢水和生活污水的大量排放，河體會呈現黑臭特點，黑臭的成因為：當大量的有機污染物進入水體，在好氧微生物的生化作用下，消耗了水體中大量的氧氣，使水體轉化成缺氧狀態,致使厭氧細菌大量繁殖，有機物腐敗、分解、發酵使水體變黑、變臭，有機污染、氨氮、總磷含量過高、重金屬污染、垃圾污染、工業廢水和生活污水、底泥污染等多種形式均可導致黑臭，因此目前河流的污染清淤處理是環境污染的治理的重要部分，清淤方法具有多種，但都不能達到良好的效果。如：
(1)傳統清淤方法，用清淤船和機械操作復雜，工程浩大，成本高，一次性操作，實際能夠撈起來的都是沙子和河涌實泥，無法真正把河涌底泥、淤泥和浮泥起撈起來清走，有時還需要配合人工截斷河涌，進行抽干水清淤，嚴重影響河涌水景，此方法多臨時起效，但不能持續清淤除臭；
(2)向河涌曝氣增氧的方式，需要鋪設大量的管道，氧氣量耗費巨大，每天都需要大量的電源維持，成本高，會對河道自身的結構產生影響，也會影響雨季排澇功能；
(3)噴灑微生物菌劑，操作簡單，相對于前兩種方式具有明顯的優勢，微生物會分解水中的有機質和無機質作為自身養分使用，從而達到凈化水質的作用，不會產生二次環境污染，因此是目前世界上最先進的水質凈化技術。但現有的微生物水質凈化劑存在以下一些缺點：
1)產品的形態通常為液體或是粉末狀固體。當投放到水深達到1米以上的場合時應用，容易隨著河涌的退漲潮或者雨水被沖走，從而達不到分解去除淤泥,凈化水質的目的；
2)通常使用的微生物都是好氧菌,所以在溶存氧很少的情況下必須使用曝氣裝置,因此無法對大范圍的環境污染進行凈化；
有鑒于此，急需要對現有的微生物凈化菌劑進行改進，使其可以應于很深的港灣、水壩、湖沼、河道、景觀池以及公園水溝等場所，并且適應性強,起效快。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是是微生物凈化菌劑應用場所有限、易被沖走的問題。
為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是提供了一種可持續清淤除黑臭水體的微生物菌劑制備方法，包括以下步驟：
步驟10，制備植物培養基：在施種綠葉類植物的土壤中添加100～300目的種植用礦石粉，將長出的綠葉類植物采集并和無菌純凈水混合，通過粉碎攪拌得到植物培養基，高溫消毒，降溫至30～40℃，備用，加入營養物質使植物培養基中的碳源濃度為1g/L～13g/L，氮源濃度為0.1g/L～1g/L；
步驟20，準備以下重量份數的原料：10.2～36.0份的100～300目的培養用礦石粉、0.5～5.5份的植物培養基、0.3～2.5份的植物源微生物和56.0～89.0份的培養用無菌純凈水，其中，所述植物源微生物包括枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、納豆菌、側孢芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、膠凍樣芽孢桿菌、光合細菌、多粘芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌、土壤短芽孢桿菌、酵母菌、EM菌、糞鏈球菌、海洋紅酵母、噬菌蛭弧菌、蠟樣芽孢桿菌、乳酸菌、植物乳桿菌、嗜酸乳桿菌、硝化細菌、反硝化細菌、放線菌、假單孢桿菌、黑曲霉、米曲霉、木霉菌、銅綠假單胞菌、解脂假絲酵母、脫氮副球菌、施氏假單胞菌、釀酒酵母、短小芽孢桿菌、積磷小月菌和俊片菌；
步驟30，利用步驟20中的原料制備微生物菌液，具體制備步驟如下：
在發酵容器中加入培養用無菌純凈水，并在發酵容器的底部鋪占總重量的培養用礦石粉，靜置15～30min；
加入植物源培養基，攪拌均勻，再加入植物源微生物，攪拌均勻，恒溫35℃發酵24～48h，發酵過程中每15～30min充氧曝氣一次，發酵容器中液體的pH值保持在5.0～6.5之間；
加入占總重量的培養用礦石粉,恒溫30℃發酵8～24h，發酵過程中每30～60min充氧曝氣一次，發酵容器中液體的pH值保持在5.0～6.5之間；
加入剩余的培養用礦石粉，自然發酵12～16h，發酵過程中每120～240min充氧曝氣一次，發酵容器中液體的pH值保持在5.0～6.5之間；
步驟40，利用待處理的原河涌中采集的水體樣本得到厭氧微生物和好氧微生物的重量份數比為1：1的馴化完成的植物源微生物菌液，將步驟30中得到的微生物菌液與馴化完成的植物源微生物菌液按照重量份數比為3:7的比例融合，制成可持續清除黑臭水體的微生物凈化菌液；
步驟50，將步驟40中得到的微生物凈化菌液與20～60目的礦石碎粒混合制成成品，其中微生物凈化菌液的質量比例范圍為
在上述方案中，步驟10中，綠葉類植物完成一個成長周期后進行采集，且植物培養基通過無損植物液生成的攪拌器的高速真空旋轉得到。
在上述方案中，所述綠葉類植物為空心菜和西洋菜。
在上述方案中，所述種植用礦石粉、所述培養用礦石粉和所述礦石碎粒的組分相同，包括陶粒、石英砂、火山石、火山巖、沸石、鵝卵石、麥飯石、電氣石、石榴石、稀土瓷砂、蛇紋石、高嶺土、納米二氧化鈦，納米銀，納米銅、石墨烯、磁鐵礦石中的至少三種。
在上述方案中，步驟30中，所述發酵容器中液體的pH值為6.0。
本發明制得的微生物凈化菌劑，可直接投放，操作簡單，即時沉降起效，能夠快速在河床底部定植擴繁，可在3～6個月的時間內持續生物除臭、清淤和凈水，生態環保，無需能源，成本低，適用于河涌黑臭水體的整治。
具體實施方式
本發明提供了一種一種可持續清淤除黑臭水體的微生物菌劑制備方法，采用此制備方法制得的菌劑，可直接投放入河，操作簡單，沉降起效，能夠重新快速繁殖，可在半年時間內持續除臭、清淤和凈水，適于有生活污水特別是化糞池污水、重金屬較多的河涌、工業廢水較多的河涌、氮氮和總氮超標的河涌等。下面結合具體實施例對本發明予以詳細說明。
注意：本發明中所指的植物源微生物是指以植物為養分的微生物。
本發明提供的一種可持續清淤除黑臭水體的微生物菌劑制備方法，包括以下步驟：
步驟10，制備植物培養基：在施種綠葉類植物的土壤中添加100～300目的種植用礦石粉，將長出的綠葉類植物采集并和無菌純凈水混合，通過粉碎攪拌得到植物培養基，高溫消毒，降溫至30～40℃，備用，其中植物培養基中的碳源濃度為1g/L～13g/L，氮源濃度為0.1g/L～1g/L。本發明采用礦石粉來種植綠葉類植物，可在植物的成長過程中使其富集較多的微量元素，而且微量元素的含量比例符合植物自身的需要，作為植物培養基，也更利于植物源微生物的培養和繁殖，無需人為額外加入微量元素，操作簡便。
優選地，綠葉類植物為空心菜和西洋菜，成長周期較短，節約試驗成本，并可富集較多的微量元素，也可以根據實際情況采用其他綠葉類的蔬菜植物。
優選地，綠葉類植物完成一個成長周期后進行采集，且植物培養基通過無損植物液生成的攪拌器的高速真空旋轉得到。
步驟20，準備以下重量份數的原料：10.2～36.0份的培養用礦石粉、0.5～5.5份的植物培養基、0.3～2.5份的植物源微生物和56.0～89.0份的培養用無菌純凈水。其中，植物源微生物包括枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、納豆菌、側孢芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、膠凍樣芽孢桿菌、光合細菌、多粘芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌、土壤短芽孢桿菌、酵母菌、EM菌、糞鏈球菌、海洋紅酵母、噬菌蛭弧菌、蠟樣芽孢桿菌、乳酸菌、植物乳桿菌、嗜酸乳桿菌、硝化細菌、反硝化細菌、放線菌、假單孢桿菌、黑曲霉、米曲霉、木霉菌、銅綠假單胞菌、解脂假絲酵母、脫氮副球菌、施氏假單胞菌、釀酒酵母、短小芽孢桿菌、積磷小月菌和俊片菌。
步驟30，利用上述原料制備微生物菌液，具體制備步驟如下：
在發酵容器中加入培養用無菌純凈水，并在發酵容器的底部鋪占總重量的培養用礦石粉，靜置15～30min；
加入植物源培養基，攪拌均勻，再加入植物源微生物，攪拌均勻，恒溫35℃發酵24～48h，發酵過程中每15～30min充氧曝氣一次，發酵容器中液體的pH值保持在5.0～6.5之間；
加入占總重量的培養用礦石粉,恒溫30℃發酵8～24h，發酵過程中每30～60min充氧曝氣一次，發酵容器中液體的pH值保持在5.0～6.5之間；
加入剩余的培養用礦石粉，自然發酵12～16h，發酵過程中每120～240min充氧曝氣一次，發酵容器中液體的pH值保持在5.0～6.5之間。
優選地，發酵容器中液體的pH值為6.0，更適宜微生物菌液中的微生物的繁殖。
步驟40，利用待處理的原河涌中采集的水體樣本得到厭氧微生物和好氧微生物的重量份數比為1：1的馴化完成的植物源微生物菌液，將步驟30中得到的微生物菌液與馴化完成的植物源微生物菌液按照重量份數比為3:7的比例融合，制成可持續清除黑臭水體的微生物凈化菌液。其中馴化完成的植物源微生物可由本專利申請人另外一個已經授權的專利得到，其專利號為201410114144.X，發明創造名稱為“污水凈化用動物源微生物馴化成植物源微生物的方法”，馴化完成的植物源微生物恢復了微生物原有的野性，可快速的生存、適應、擴繁。
步驟50，將步驟40中得到的微生物凈化菌液與20～60目的礦石碎粒混合制成成品，其中微生物菌液的質量比例范圍為
優選地，種植用礦石粉、培養用礦石粉和礦石碎粒的組分相同，包括陶粒、石英砂、火山石、火山巖、沸石、鵝卵石、麥飯石、電氣石、石榴石、稀土瓷砂、蛇紋石、高嶺土、納米二氧化鈦，納米銀，納米銅、石墨烯、磁鐵礦石中的至少三種。
下面通過幾個實施例來詳細說明步驟30中的微生物菌液的制備。各個實施例的原料的重量份數如下表所示：
實施例一
本實施例采用的原料組分為：10.2份的培養用礦石粉、0.5份的植物培養基、0.3份的植物源微生物和89.0份的無菌水。
在發酵容器中加入89.0份的培養用無菌純凈水，發酵容器的底部鋪3.4份的培養用礦石粉，靜置15～30min；加入0.5份的植物源培養基，攪拌均勻；加入0.3份的植物源微生物，攪拌均勻，恒溫35℃發酵24～48h，每15～30min充氧曝氣一次；發酵容器中液體的pH值保持在5.0～6.5之間。
加入4.2份的培養用礦石粉,恒溫30℃發酵8～24h，每30～60min充氧曝氣一次，發酵容器中液體的pH值保持在5.0～6.5之間。
加入余下2.6份的培養用礦石粉，自然發酵12～16h，每120～240min充氧曝氣一次，發酵容器中液體的pH值保持在5.0～6.5之間。
其中除了培養用礦石粉分了三次加入發酵容器中，其余原料均一次加入。
實施例二：
本實施例采用的原料組分為：15.0份的培養用礦石粉、1.0份的植物培養基、0.5份的植物源微生物和60.0份的培養用無菌純凈水。
與實施例一的不同之處在于，發酵容器的底部鋪5.0份的培養用礦石粉，然后加入6.0份的培養用礦石粉,最后加入余下4.0份的培養用礦石粉。
實施例三：
本實施例采用的原料組分為：21.0份的培養用礦石粉、2.0份的植物培養基、1.0份的植物源微生物和76.0份的培養用無菌純凈水。
與實施例一的不同之處在于，發酵容器的底部鋪7.0份的培養用礦石粉，然后加入8.5份的培養用礦石粉,最后加入余下5.5份的培養用礦石粉。
實施例四：
本實施例采用的原料組分為：27.0份的培養用礦石粉、3.5份的植物培養基、1.5份的植物源微生物和68.0份的培養用無菌純凈水。
與實施例一的不同之處在于，發酵容器的底部鋪9.0份的培養用礦石粉，然后加入11.0份的培養用礦石粉,最后加入余下7.0份的培養用礦石粉。
實施例五：
本實施例采用的原料組分為：30.0份的培養用礦石粉、5.0份的植物培養基、2.0份的植物源微生物和63.0份的培養用無菌純凈水。
與實施例一的不同之處在于，發酵容器的底部鋪10.0份的培養用礦石粉，然后加入13.0份的培養用礦石粉,最后加入余下7.0份的培養用礦石粉。
實施例六
本實施例采用的原料組分為：36.0份的培養用礦石粉、5.5份的植物培養基、2.5份的植物源微生物和56.0份的培養用無菌純凈水。
與實施例一的不同之處在于，發酵容器的底部鋪12.0份的培養用礦石粉，然后加入15.0份的培養用礦石粉,最后加入余下9.0份的培養用礦石粉。
上述實施例的試驗結果如下表所示：
其中后期一欄中“～”代表與前期的對應實驗數據相同。
由該表可看出，微生物菌液的pH在5.0～6.5之間均可生長，但最適生長的pH為6.0，參見后期一欄的PH可知。當pH控制在6.0、氧含量控制在5～21％之間，細胞密度可達1.8～2.1OD600，但活菌數比較低，但繼續培養24h后，活菌數可達20億cfu/ml～35億cuf/ml。
將步驟50中得到的本發明的持續清除黑臭水體的微生物凈化菌劑投放到待處理的河水中，進行整治獵德河涌試驗。
在黑臭水體中，水體中常見處于氧化態(溶氧充足的狀態)的物質有：O2(氧氣)；SO42–(硫酸根)、NO3–(硝酸根)、PO43–(磷酸根)和Fe3+(鐵離子)、Mn4+(錳離子)、Cu2+(銅離子)、Zn2+(鋅離子)等；常見處于還原態(缺氧狀態)的物質：cl-(氯離子)、N2(氮氣)、NH3(氨氮)、NO2-(亞硝酸鹽)、H2S(硫化氫)、CH4(甲烷)、Fe2+(亞鐵離子)、多數有機化合物(包括我們的殘餌、糞便、池底有機質淤泥)等。
氮在水體中存在的形式：一般未受污染的天然水域中，由于溶氧豐富，氮主要以NO3-(硝酸根)存在；在養殖池水中氮通常有4種存在形態：NO3-(硝酸根)、NO2-(亞硝酸鹽)、N2(氮氣)、NH3(氨氮)。
處于氧化態的物質在適當的條件(缺氧)下可以被還原，例如無毒的硝酸鹽被還原成有毒的亞硝酸鹽和氨氮；同樣處于還原態的物質在適當條件(富氧)下被氧化，例如硫化氫被氧化成硫酸根。
隨著氧化還原電位的降低(尤其是底泥中的)，底泥中各種微生物的活性隨之發生改變，首先表現在氮呼吸上，產生氨氮、亞硝酸鹽；繼續降低，進行鐵錳呼吸，原本干塘曬塘時鐵被氧化成三價鐵，這種情況下逐漸被還原成二價鐵，這個過程耗氧產酸，所以底泥PH下降；若繼續降低，進行硫呼吸，原本存在的硫酸根被還原成硫化氫，硫化氫跟亞鐵離子反應，土壤變黑；最后極度缺氧情況下，底泥中的有機質分解產生甲烷，有時候淤泥厚的池塘用竹竿捅一捅，水面都會冒氣泡。
由于河涌底泥是微生物的大本營，其中存在著豐富的具有分解河涌污染物能力的土著微生物。而菌劑中還存在利用河水樣本得到的馴化完成的植物源微生物，因此菌劑投放后，與河水中的土著微生物相結合，相互作用。本菌劑中存在多種微生物，具有除黑、除臭、降解有機物和吸收重金屬等多種作用，投放之后，可快速吸收分解水體和淤泥里含有的氨氮、硝酸鹽、亞硝酸鹽、硫化氫、硫化合物以及其它營養成分、致臭物，當有機物被完全吸收分解之后，底泥表面就是一層不被吸收分解的無機物(沙、石)，泥面變為灰白色，從而消除污泥，同時修復水生生態，提高水體的自凈自潔能力，迅速地改善水質。
將本發明的菌劑投放后的各主要階段表現如下：
第一階段：投放24h后，水表面及環境臭味降低50％左右。
第二階段：投放72h后，河涌底淤泥像“面粉”一樣，在本發明的菌劑的作用下發酵成“饅頭”后浮起來，河涌淤浮泥層上浮水面，進入水體及底泥臭味消除和淤泥清除期。根據獵德涌底淤泥厚度及水流狀態,該階段的長短有差異，一般約14～20天，在此階段水體及底淤泥效惡臭逐漸消除,可見大量底部底淤浮泥層上浮水面，水體懸浮物增加。
第三階段：投放21～62天期間，初見成效,黑臭逐漸消除，河床水位變深，水體清透度提高,出現比較多的微型生物，水生動物在合適生存條件下會有所增加。
第四階段：投放63～90天期間，水質水體好轉，各種水生植物生物開始繁殖,各項水質指標變化率50％左右,底淤泥降低20cm左右。
第五階段：投放6個月，消減淤泥30～40cm，底泥中的有機質分解掉。
第六階段：投放3～6個月后補投，以后每年只需做簡易維護可。遇到下雨或其他突發污染情況，可根據需要及時補投。
根據《城市黑臭水體整治工作指南》附件3的黑臭水體參考評價指標及方法對本發明制得的菌劑進行試驗，參考標準：SPI≥70,差；45≤SPI＜70：較差；25≤SPI＜45：尚可；10≤SPI＜25：較好；SPI＜10：好。以下為本發明的試驗和檢測結果：
在8月份對一條污染河流的上游段進行本發明的菌劑的投放，9月份對這條污染河流的下游段進行本發明的菌劑的投放。投放之前，這條河流的上游段和下游段的污染情況均為：SPI＞80，水質差。
在9月份(上游段投放一個月后)對上游段進行水質檢測，在11月份(下游段投放兩個月后)對下游段進行水質檢測。
本發明的《環境檢測報告》由廣東省微生物分析檢測中心出具，其中9月份的報告編號為2016ES0553R01，于2016年09月18日采樣，于2016年09月20日完成監測，檢測結果如下:
可知，投放一個月后，上游段的表觀污染指標SPI已經從原來“差”，改善到級別“尚可”，水質改善明顯，在持續使用幾個月后可達到更好的效果。
11月份的報告編號為2016ES0655R01，于2016年11月03日采樣，于2016年11月07日完成監測，檢測結果如下:
可知，投放二個月后，下游段的表觀污染指標SPI已經從原來“差”，改善到級別“好”，水質改善明顯。
9月份對23類水質指標檢測的檢測結果，報告編號為2016ES0552R01，檢測結果如下：
由上表可知，除了4項(溶解氧、氨氮、總氮和糞大腸菌群)，共有19項指標達到V類水標準，本發明對改善水質具有顯著作用。
11月份對23類水質指標檢測的檢測結果，報告編號為2016ES0655R01，檢測結果如下：
由上表可知，11月份除了3項(氨氮、總氮和糞大腸菌群)，共有20項指標達V類水標準，本發明對改善水質具有顯著作用。
本發明的菌劑具有如下優點：
1.無須人工截斷河涌，不影響水景和河涌本身的功能；
2.可在岸上、船上或河涌中直接撒施，簡單易作，安全快速；
3.能夠快速生存、適應、擴繁，對環境要求低，沉降起效，河涌退漲潮或者雨水只能沖走部分，余下的菌劑能夠重新快速繁殖；
4.無需人工長時間監管，可在3～6個月時間內持續除臭、清淤和凈水；
5.河涌底淤泥經發酵后會浮起來，既降解減少河涌底泥，逐漸消除水體惡臭，又無需像傳統清淤方式一樣在河底打撈，節省人力物力，效果更好，成本更低；
6.河水在自然環境下引發的短暫污染，本發明的菌劑就能開始作用，如下雨時經雨污流進河涌的污泥、樹葉和其它生活垃圾，連續3～5生物固液分離，垃圾樹葉即時浮起，便于捕撈清走，避免在河床底下日積月累形成二次污染；
7.無需曝氣增氧，節能環保，成本更低，不會損害景觀，不需用電，撒后不需要任何的管理費；
8.適用范圍廣，適于整治所有的河涌黑臭水體，對河涌進行內源治理、修復河流生物棲息地和維護河流生態系統。
本發明不局限于上述最佳實施方式，任何人應該得知在本發明的啟示下作出的結構變化，凡是與本發明具有相同或相近的技術方案，均落入本發明的保護范圍之內。