專利名稱::水生態(tài)物濾裝置的生產(chǎn)工藝及水生態(tài)物濾裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
:本發(fā)明涉及一種濾布的生產(chǎn)工藝,尤其是涉及一種用于治理水體富營(yíng)養(yǎng)化的水生態(tài)物濾裝置的生產(chǎn)工藝及利用該工藝加工成的物濾裝置。
背景技術(shù):
:在現(xiàn)代的生產(chǎn)、生活中,人類對(duì)環(huán)境資源的開(kāi)發(fā)利用日益頻繁,工農(nóng)業(yè)發(fā)展迅速,大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入水體并在其中積累,導(dǎo)致富營(yíng)養(yǎng)化在短期內(nèi)出現(xiàn),富營(yíng)養(yǎng)化是水體衰老的一種現(xiàn)象,它通常是指湖泊、水庫(kù)等封閉水體以及某些河流水體內(nèi)的氮、磷等植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量過(guò)多所引起的水質(zhì)污染現(xiàn)象。由于水體中氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的富集,引起某些特征性藻類(主要是藍(lán)藻、綠藻)及其他浮游生物的迅速繁殖,水體生產(chǎn)能力提高,使水體溶解氧含量下降,造成藻類、浮游生物、植物、水生生物和魚(yú)類衰亡甚至絕跡的水質(zhì)惡化污染現(xiàn)象。富營(yíng)養(yǎng)化具有緩慢、難以逆轉(zhuǎn)的特點(diǎn),因此水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題是當(dāng)今世界面臨的最主要水污染問(wèn)題之一。消除水體富營(yíng)養(yǎng)化的關(guān)鍵在于削減水體中的氮、磷以及沉積物中有機(jī)碳和氮、磷的負(fù)荷,消除水體中藻類瘋長(zhǎng)的基礎(chǔ),達(dá)到降低水體中藻類生物量,提高水體透明度的目的。目前主要應(yīng)用的有物理法、化學(xué)法和生物方法。其中,化學(xué)方法容易產(chǎn)生二次污染,且劑量難以掌握。物理方法(如底泥疏浚)費(fèi)用較高,并存在一些難以克服的弊病,利用生物方法治理富營(yíng)養(yǎng)化水體是目前研究的熱點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)以上問(wèn)題,本發(fā)明目的在于提供一種用于治理水體富營(yíng)養(yǎng)化的納米級(jí)的水生態(tài)物濾裝置的生產(chǎn)工藝及利用該工藝加工的物濾裝置。本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)的,一種水生態(tài)物濾裝置的生產(chǎn)工藝(1)、含礦物質(zhì)粉的無(wú)紡布的制備首先,在攪拌的條件下,將5%比例的礦物質(zhì)粉添加到溶解有親水高分子聚合物的有機(jī)溶劑中,形成紡絲液;然后,通過(guò)計(jì)量泵把上一步制成的紡絲液打入高壓靜電紡絲機(jī)的噴嘴中,其中紡絲機(jī)的設(shè)置參數(shù)為紡絲電壓1040kv,噴嘴直徑為420700μm,孔板距離為2030cm,加電后,孔板間形成高壓電場(chǎng),紡絲液在電場(chǎng)力的作用下從噴嘴中噴出,在高速運(yùn)動(dòng)中發(fā)生分裂,形成大量的細(xì)小纖維,同時(shí)由于溶劑的揮發(fā)形成納米纖維并被收集在銅板電極上,吸附在電極板上的超細(xì)纖維相互吸附纏繞,形成了含礦物質(zhì)粉纖維納米膜,該膜由直徑為85400nm的含礦物質(zhì)粉的超細(xì)纖維組成,膜的規(guī)格為50100g/m2;最后,由于自然積集的含礦物質(zhì)粉的纖維膜強(qiáng)度較差,通過(guò)加固法形成含礦物質(zhì)粉的無(wú)紡布,然后用卷繞機(jī)器將形成的含礦物質(zhì)粉的無(wú)紡布自動(dòng)纏繞成卷;(2)、半成品物濾裝置的加工首先,把上述所得無(wú)紡布展開(kāi),迭加至620層后,按規(guī)定尺寸裁剪成長(zhǎng)方形布料;其后,按設(shè)定好的程序,對(duì)每迭布料自下而上進(jìn)行開(kāi)口至規(guī)定位置,裁成條狀;最后,將每塊無(wú)紡布上端縫制成一定直徑的筒狀,并在下延一定距離以及開(kāi)口止位處橫縫二道加固后,清潔干凈,即為半成品;(3)、生物培養(yǎng)液的配制、成品水生態(tài)物濾裝置的加工首先,按重量取精細(xì)面粉1份,加水8份,加溫至50°C至80°C煮1_2小時(shí),后加入生物培養(yǎng)物質(zhì),配成生物培養(yǎng)液,冷卻后待用;而后,將第二步加工好的半成品物濾裝置平鋪,在汽體噴槍內(nèi)灌注上一步所得的生物培養(yǎng)液,并對(duì)半成品物濾裝置進(jìn)行生物培養(yǎng)液噴涂,噴涂量為50g/m2,單面噴涂后置于室內(nèi)晾6h,再噴另一面,在室內(nèi)晾12h后,用塑袋進(jìn)行單品密封包裝,標(biāo)準(zhǔn)成品水生態(tài)物濾裝置裝箱入庫(kù)。生產(chǎn)步驟(1)中所述親水高分子聚合物優(yōu)選聚酯纖維、聚酰胺纖維、聚乙烯醇、乙烯_乙烯醇共聚物中的任意一種或幾種的組合;礦物質(zhì)粉優(yōu)選電氣石粉;無(wú)紡布加固法優(yōu)選水刺法、熱合法、濕法、熔噴法或針刺法中的任意一種。生產(chǎn)步驟(3)中所述生物培養(yǎng)物質(zhì)優(yōu)選蛋白酶、葡萄糖、動(dòng)物瓊脂、可溶性淀粉、其它有利于微生物生長(zhǎng)的生物培養(yǎng)物質(zhì)中的任意一種或幾種的組合。本發(fā)明還公開(kāi)了一種利用上述工藝方法加工的水生態(tài)物濾裝置,由中間迭加620層含礦物質(zhì)粉的無(wú)紡布以及兩邊的培養(yǎng)層組成的布料加工成的裝置,包括設(shè)置在一端的筒狀部位、設(shè)置在另一端的條狀部位以及中間的塊狀部位。作為一種技術(shù)改進(jìn),本發(fā)明的物濾裝置的條狀部位與塊狀部位之間至少有一條橫縫線。本發(fā)明首先加工含礦物質(zhì)粉的無(wú)紡布并加工成半成品物濾裝置,在半成品物濾裝置上通過(guò)雙面噴涂生物培養(yǎng)液加工出有利于微生物生長(zhǎng)的成品物濾裝置。通過(guò)高壓靜電紡絲法制得的納米纖維表面存在納米氣孔,加上纖維直徑達(dá)到納米級(jí),因此具有極大比表面積,且纖維膜的纖維之間也形成了許多納米微孔結(jié)構(gòu),由此構(gòu)成的無(wú)紡布材料具有很強(qiáng)的吸附力以及良好的過(guò)濾性和保溫性,輔以礦物質(zhì)與無(wú)紡布混紡所產(chǎn)生的特殊功能,非常適合水體中菌種與藻類在這種無(wú)紡布材料人工基質(zhì)上繁殖與生長(zhǎng)。本發(fā)明以生態(tài)學(xué)理論為指導(dǎo),在富營(yíng)養(yǎng)化的水體中引入人工水生態(tài)物濾裝置,物濾裝置表面具有培養(yǎng)層,該培養(yǎng)層特別有利于抗寒抗污菌類的生長(zhǎng),水生態(tài)物濾裝置為土著菌藻提供良好的水生態(tài)環(huán)境,為硝化、反硝化作用的細(xì)菌群落繁殖以及藻類生長(zhǎng)創(chuàng)造適宜的條件,利用附著在水生態(tài)物濾裝置上的藻類和細(xì)菌兩類生物之間的生理功能協(xié)同作用來(lái)強(qiáng)化氮、磷的去除效果,并輔以其它治理措施,從而改善受污染水體的水質(zhì),進(jìn)而恢復(fù)水體的生態(tài)系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的治理方法相比,水生態(tài)物濾裝置治理法具有治理簡(jiǎn)單、工程量小、費(fèi)用低廉、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)了治理系統(tǒng)與自然環(huán)境的融合。圖1為本發(fā)明水生態(tài)物濾裝置剖面結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為本發(fā)明水生態(tài)物濾裝置結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例并對(duì)照附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。把5%(重量比)的超細(xì)電氣石粉末加入丙醇的水溶液(丙醇水=73體積比),攪拌均勻后轉(zhuǎn)移到帶有加熱套的攪拌釜中,向攪拌釜中加入乙烯_乙烯醇的的共聚物,升溫至80°C并在攪拌的作用下使乙烯-乙烯醇的共聚物完全溶解,形成含電氣石粉紡絲液,紡絲液通過(guò)計(jì)量泵打入高壓靜電紡絲機(jī)的噴嘴中,調(diào)整噴嘴的直徑為450μm,紡絲電壓設(shè)為25kv,噴絲孔和電極板間的距離設(shè)為25cm,通電后,電極板件產(chǎn)生了強(qiáng)加速電場(chǎng),含超細(xì)電氣石粉的紡絲液在電場(chǎng)力的作用下從噴嘴中自動(dòng)噴出,噴出的紡絲液在高速運(yùn)動(dòng)中發(fā)生分裂,形成大量的細(xì)小纖維,同時(shí)由于溶劑的揮發(fā)形成納米纖維并被收集在銅板電極上,吸附在電極板上的超細(xì)纖維相互吸附纏繞,形成了含礦物質(zhì)粉纖維納米膜,該膜由直徑為100300nm的含電氣石粉的超細(xì)纖維組成,膜的規(guī)格為400g/m2。由于自然積集的纖維膜強(qiáng)度較差,利用水刺法加固形成無(wú)紡布,然后用卷繞機(jī)器將形成的無(wú)紡布自動(dòng)纏繞成卷。通過(guò)該工序生產(chǎn)的無(wú)紡布幅寬為2m長(zhǎng)度50m,重量為400g/m2。把上面制成的無(wú)紡布展開(kāi),疊加10層在全自動(dòng)裁床上,固定,然后裁剪成長(zhǎng)2m,寬1.9m的長(zhǎng)方形布料。按照已編好的程序,對(duì)布料進(jìn)行全自動(dòng)裁剪,按照?qǐng)D紙要求將每個(gè)無(wú)紡布上端裁制成直徑38mm的圓筒,在下延及開(kāi)口止位處橫縫兩道加固后,清洗干凈,就制成了半成品物濾裝置102。按重量取精細(xì)面粉1KG,加水8KG,加溫至80°C煮1_2小時(shí),后加入蛋白酶、葡萄糖和動(dòng)物瓊脂,配成生物培養(yǎng)液,冷卻后待用,將加工好的半成品物濾裝置102平鋪,用灌裝有生物培養(yǎng)液的汽體噴漆槍單面噴涂形成培養(yǎng)層101,噴涂量為50g/m2,置于室內(nèi)晾6h,后再噴另一面,在室內(nèi)晾12h后,就加工成了由筒狀部位2、條狀部位5、塊狀部位3和橫縫線4構(gòu)成的水生態(tài)物濾裝置1,用塑袋進(jìn)行單品密封包裝,標(biāo)準(zhǔn)裝箱入庫(kù)在某段河道使用本發(fā)明的水生態(tài)物濾裝置1進(jìn)行黑臭整治,河道工程段長(zhǎng)1000m、均寬Sm、深1.5m,整治前河道黑臭,水質(zhì)為劣V類水。整治時(shí),在河道中均勻投放IOOOm2的納米物濾裝置1,10天后物濾裝置1上開(kāi)始掛膜,3個(gè)月后水質(zhì)已提高到IV-V類水。該河道整治前后的水質(zhì)監(jiān)測(cè)見(jiàn)下表。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>以上是對(duì)本發(fā)明水生態(tài)物濾裝置的生產(chǎn)方法和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了闡述,用于幫助理解本發(fā)明,但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制。任何未背離本發(fā)明原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化,均應(yīng)為等效的置換方式,都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求一種水生態(tài)物濾裝置的生產(chǎn)工藝,其特征在于(1)、含礦物質(zhì)粉的無(wú)紡布的制備首先,在攪拌的條件下,將5%比例的礦物質(zhì)粉添加到溶解有親水高分子聚合物的有機(jī)溶劑中,形成紡絲液;然后,通過(guò)計(jì)量泵把上一步制成的紡絲液打入高壓靜電紡絲機(jī)的噴嘴中,其中紡絲機(jī)的設(shè)置參數(shù)為紡絲電壓10~40kv,噴嘴直徑為420~700μm,孔板距離為20~30cm,加電后,孔板間形成高壓電場(chǎng),紡絲液在電場(chǎng)力的作用下從噴嘴中噴出,在高速運(yùn)動(dòng)中發(fā)生分裂,形成大量的細(xì)小纖維,同時(shí)由于溶劑的揮發(fā)形成納米纖維并被收集在銅板電極上,吸附在電極板上的超細(xì)纖維相互吸附纏繞,形成了含礦物質(zhì)粉纖維納米膜,該膜由直徑為85~400nm的含礦物質(zhì)粉的超細(xì)纖維組成,膜的規(guī)格為50~100g/m2;最后,由于自然積集的含礦物質(zhì)粉的纖維膜強(qiáng)度較差,通過(guò)加固法形成含礦物質(zhì)粉的無(wú)紡布,然后用卷繞機(jī)器將形成的含礦物質(zhì)粉的無(wú)紡布自動(dòng)纏繞成卷;(2)、半成品物濾裝置的加工首先,把上述所得無(wú)紡布展開(kāi),迭加至6~20層后,按規(guī)定尺寸裁剪成長(zhǎng)方形布料;其后,按設(shè)定好的程序,對(duì)每迭布料自下而上進(jìn)行開(kāi)口至規(guī)定位置,裁成條狀;最后,將每塊無(wú)紡布上端縫制成一定直徑的筒狀,并在下延一定距離以及開(kāi)口止位處橫縫二道加固后,清潔干凈,即為半成品;(3)、生物培養(yǎng)液的配制、成品水生態(tài)物濾裝置的加工首先,按重量取精細(xì)面粉1份,加水8份,加溫至50℃至80℃煮1-2小時(shí),后加入生物培養(yǎng)物質(zhì),配成生物培養(yǎng)液,冷卻后待用;而后,將第二步加工好的半成品物濾裝置平鋪,在汽體噴槍內(nèi)灌注上一步所得的生物培養(yǎng)液,并對(duì)半成品物濾裝置進(jìn)行生物培養(yǎng)液噴涂,噴涂量為50g/m2,單面噴涂后置于室內(nèi)晾6h,再噴另一面,在室內(nèi)晾12h后,用塑袋進(jìn)行單品密封包裝,標(biāo)準(zhǔn)成品水生態(tài)物濾裝置裝箱入庫(kù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水生態(tài)物濾裝置的生產(chǎn)方法,其特征在于生產(chǎn)步驟(1)中所述親水高分子聚合物為聚酯纖維、聚酰胺纖維、聚乙烯醇、乙烯_乙烯醇共聚物中的任意一種或幾種的組合。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水生態(tài)物濾裝置的生產(chǎn)方法,其特征在于生產(chǎn)步驟(1)中所述礦物質(zhì)粉為電氣石粉。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水生態(tài)物濾裝置的生產(chǎn)方法,其特征在于生產(chǎn)步驟(1)中所述無(wú)紡布加固法為水刺法、熱合法、濕法、熔噴法或針刺法中的任意一種。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水生態(tài)物濾裝置的生產(chǎn)方法,其特征在于生產(chǎn)步驟(3)中所述生物培養(yǎng)物質(zhì)為蛋白酶、葡萄糖、動(dòng)物瓊脂、可溶性淀粉中的任意一種或幾種的組合。6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法所制作的一種水生態(tài)物濾裝置,其特征在于由中間迭加620層含礦物質(zhì)粉的無(wú)紡布以及兩邊的培養(yǎng)層組成的布料加工成的裝置,包括設(shè)置在一端的筒狀部位、設(shè)置在另一端的條狀部位以及中間的塊狀部位。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水生態(tài)物濾裝置,其特征在于所述條狀部位與塊狀部位之間至少有一條橫縫線。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種水生態(tài)物濾裝置的生產(chǎn)工藝,包括含礦物質(zhì)粉的無(wú)紡布的制備、半成品物濾裝置的加工和生物培養(yǎng)液的配制、成品水生態(tài)物濾裝置的加工;本發(fā)明還公開(kāi)了一種利用上述工藝方法加工的水生態(tài)物濾裝置。本發(fā)明以生態(tài)學(xué)理論為指導(dǎo),在富營(yíng)養(yǎng)化的水體中引入人工物濾裝置,物濾裝置表面具有培養(yǎng)層,該培養(yǎng)層特別有利于抗寒抗污菌類的生長(zhǎng),為土著菌藻提供良好的水生態(tài)環(huán)境,為硝化、反硝化作用的細(xì)菌群落繁殖以及藻類生長(zhǎng)創(chuàng)造適宜的條件,利用附著在物濾裝置上的藻類和細(xì)菌兩類生物之間的生理功能協(xié)同作用來(lái)強(qiáng)化氮、磷的去除效果,從而改善受污染水體的水質(zhì),進(jìn)而恢復(fù)水體的生態(tài)系統(tǒng)。文檔編號(hào)D01D5/00GK101805064SQ20101013288公開(kāi)日2010年8月18日申請(qǐng)日期2010年3月24日優(yōu)先權(quán)日2010年3月24日發(fā)明者葉文婷,岳瑞江,馬曉波申請(qǐng)人:深圳市格瑞斯特環(huán)保技術(shù)有限公司