修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水污染治理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種利用植物-微生物聯(lián)合修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前我國(guó)水體的富營(yíng)養(yǎng)化較為嚴(yán)重，尤其是水流流動(dòng)較小的湖泊、河道和濕地系統(tǒng)，主要原因?yàn)樗w中氨氮、磷、硫化氫、化學(xué)需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)等污染物超標(biāo)。與常規(guī)生物處理單元(集中處理式污水廠)相比，湖泊、河道和濕地等系統(tǒng)具有水量大、水里停留時(shí)間長(zhǎng)及分散區(qū)域廣等特點(diǎn)，亟需開(kāi)發(fā)低成本的生物修復(fù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)原位的污染物消減與水體生態(tài)功能恢復(fù)。
[0003]利用生態(tài)-生物修復(fù)技術(shù)是原位治理富營(yíng)養(yǎng)化水體的新技術(shù)，利用植物吸收或微生物的生命活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水中污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化及降解作用，主要包括生物膜法、水生植物系統(tǒng)、生物菌劑投放法和河道復(fù)氧法等，但是這些方法存在市場(chǎng)推廣難度大、微生物菌在水體中的存活時(shí)間短、使用成本較高等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提出一種修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體的裝置，以降低水體的凈化成本，提高水體的凈化效率。
[0005]基于上述目的，本發(fā)明提供的修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體的裝置包括兩個(gè)圓形支撐骨架和若干根串接有紅球菌載體的固定條，所述固定條的首尾分別與兩個(gè)圓形支撐骨架固定連接，所述一個(gè)圓形支撐架上布置若干根分割條，使該圓形支撐骨架被分割成多個(gè)方格，所述方格內(nèi)種植有水生植物；所述分布有分割條的圓形支撐骨架上還固定有浮漂。
[0006]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述紅球菌載體的制備過(guò)程包括:
[0007]將活菌數(shù)達(dá)到1.5 X 109CFU/ml以上的紅球菌發(fā)酵液噴到軟性微生物填料上，噴至填料的吸附量飽和，所述軟性微生物填料的比表面積為600?800m2/m3;
[0008]通過(guò)封閉輸送裝置將所述噴有紅球菌發(fā)酵液的軟性微生物填料送入真空干燥室，干燥室溫度35?40°C，干燥8?10小時(shí)，即制成紅球菌載體。
[0009]在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述軟性微生物填料選自聚丙烯填料束和/或聚丙烯填料束。
[0010]在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述軟性微生物填料為圓環(huán)狀，將醛化纖維或滌綸絲壓纏繞在環(huán)圈上，使纖維束均勻分布，模擬天然水草形態(tài)加工而成。
[0011 ] 在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，所述紅球菌保藏于中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏號(hào)為CGMCC N0.6924。
[0012]在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述紅球菌發(fā)酵液的制備過(guò)程包括以下步驟:
[0013]采用氫氧化鈉水溶液或石灰水調(diào)節(jié)甘薯淀粉廢水的pH到6.5?7.5，滅菌后得到經(jīng)過(guò)預(yù)處理的甘薯淀粉廢水；
[0014]向所述經(jīng)過(guò)預(yù)處理的甘薯淀粉廢水中接種斜面保藏的紅球菌，于25?37°C、100?200轉(zhuǎn)/分振蕩培養(yǎng)24?36小時(shí)，得到液體種子；
[0015]向所述經(jīng)過(guò)預(yù)處理的甘薯淀粉廢水中接種體積比為2?15%的所述液體種子，于25?37°C，通入無(wú)菌空氣，培養(yǎng)15?36小時(shí)，得到活菌數(shù)達(dá)到1.5X109CFU/ml以上的紅球菌發(fā)酵液。
[0016]在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述兩個(gè)圓形支撐骨架之間均勻固定8?10根固定條。
[0017]在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，每米固定條上串接6?8個(gè)紅球菌載體，所述圓形支撐骨架的半徑為50?80cm，所述方格的尺寸為2?4cmX2?4cm。
[0018]在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，所述水生植物選自狐尾藻、美人蕉、水葫蘆、水花生和菖蒲中的至少一種，所述圓形支撐骨架由竹子、藤條和柳條中的至少一種彎曲制成。
[0019]在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，所述水生植物在方格內(nèi)的種植密度為10?20株/
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[0020]從上面所述可以看出，本發(fā)明提供的修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體的裝置充分發(fā)揮微生物與植物修復(fù)的各自?xún)?yōu)勢(shì)，構(gòu)建微生物系統(tǒng)為核心(水下部分)并輔助植物修復(fù)系統(tǒng)(水面部分)的復(fù)合植物-微生物修復(fù)系統(tǒng)，滿負(fù)荷利用水體的立體結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體的高效凈化，且具有景觀生態(tài)功能。
[0021]本發(fā)明的微生物系統(tǒng)以農(nóng)業(yè)廢棄物生物轉(zhuǎn)化的高效脫氮菌劑紅球?yàn)橹?，并為其提供迅速定殖的軟性載體，植物修復(fù)系統(tǒng)以氮、磷高富集植物狐尾藻、美人蕉等為主，并為其提供可隨水位升降的支座，形成根孔凈化、水生植物配置與微生態(tài)原位凈化的多級(jí)脫氮除磷措施，對(duì)水流流動(dòng)較小富營(yíng)養(yǎng)化水體COD、氮和磷的去除率可穩(wěn)定在50%以上，實(shí)現(xiàn)功能微生物與植物通過(guò)物理、化學(xué)和生物組合條件下對(duì)水體污染物的快速吸收與降解。
[0022]本發(fā)明提供的修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體的裝置具有生產(chǎn)原料低廉(農(nóng)林廢棄物)、投資少、操作簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)及安裝、后期維護(hù)方便、無(wú)需能耗等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明提供了一項(xiàng)治理富營(yíng)養(yǎng)化水體的嶄新途徑，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，尤其適用于水流流動(dòng)較小的富營(yíng)養(yǎng)化水體。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本發(fā)明實(shí)施例修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體的支座的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為本發(fā)明實(shí)施例修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體的裝置頂部的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3為本發(fā)明實(shí)施例修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0027]參見(jiàn)圖1和圖2，分別為本發(fā)明實(shí)施例修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體的支座和修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體的裝置頂部的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為本發(fā)明實(shí)施例修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體的裝置包括兩個(gè)圓形支撐骨架I和若干根串接有紅球菌載體3的固定條，所述固定條2的首尾分別與兩個(gè)圓形支撐骨架I固定連接。所述一個(gè)圓形支撐架上布置若干根分割條5，使該圓形支撐骨架I被分割成多個(gè)方格，所述方格內(nèi)種植有水生植物6 ;所述分布有分割條5的圓形支撐骨架I上還固定有浮漂4。
[0029]所述紅球菌載體3是指負(fù)載有紅球菌發(fā)酵液的軟性微生物填料。可選地，所述固定條2可以選自剛性尼龍繩或者皮條。較佳地，所述固定條2的首尾兩端不要串接紅球菌載體3，以便于將固定條2固定在圓形支撐骨架I上。
[0030]作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體的裝置的制作過(guò)程包括以下步驟:
[0031]1、制備菌劑
[0032]采用氫氧化鈉水溶液或石灰水調(diào)節(jié)甘薯淀粉廢水的pH到6.5?7.5，然后于121°C滅菌15分鐘，得到經(jīng)過(guò)預(yù)處理的甘薯淀粉廢水。向裝有所述經(jīng)過(guò)預(yù)處理的甘薯淀粉廢水的三角瓶中接種斜面保藏的紅球菌，于30°C、150轉(zhuǎn)/分振蕩培養(yǎng)24?36小時(shí)，得到液體種子。
[0033]可選地，該株紅球菌(Rhodococcus.sp)保藏于中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏號(hào):CGMCC N0.6924ο
[0034]接著，向裝有所述經(jīng)過(guò)預(yù)處理的甘薯淀粉廢水的發(fā)酵罐中接種體積比為2?15%的所述液體種子，于25?37°C，通入無(wú)菌空氣，培養(yǎng)15?36小時(shí)。培養(yǎng)結(jié)束后的發(fā)酵液經(jīng)平板細(xì)菌計(jì)數(shù)，活菌數(shù)達(dá)到1.5X109CFU/ml以上。
[0035]本發(fā)明利用甘薯淀粉廢水培養(yǎng)紅球菌可以降低紅球菌的生產(chǎn)成本，又可將甘薯廢水資源化利用，節(jié)省甘薯淀粉廢水處理的費(fèi)用，一舉兩得。
[0036]2、組裝修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體的裝置
[0037](I)制備紅球菌載體
[0038]首先，選擇比表面積大的聚丙烯膨體絲為原料，將其編織成的軟性微生物填料，作為紅球菌發(fā)酵液的固定化載體。作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述聚丙烯膨體絲的比表面積可以為600?800m2/m3。作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述軟性微生物填料可以是聚丙烯填料束。采用軟性微生物填料作為微生物載體可以極大地提高污水處理的效率。該填料的主要功能載體是采用聚丙烯制成的絲條，經(jīng)過(guò)絲條刻痕處理。
[0039]所述軟性微生物填料一般是圓環(huán)狀，直徑為5?8cm，圓心有孔，固定條可穿過(guò)該孔。聚丙烯填料束的結(jié)構(gòu)是圓環(huán)狀，將醛化纖維或滌綸絲壓纏繞在環(huán)圈上，使纖維束均勻分布，模擬天然水草形態(tài)加工而成。優(yōu)選地，聚丙烯填料束的內(nèi)圈是雪花狀枝條，既能掛膜，又能有效切割氣泡，提高氧的轉(zhuǎn)移速率和利用率，使水氣生物膜得到充分交換，使水中的有機(jī)物得到高效處理。固定條把紅球菌載體成串連接，每米固定條上串接6?8個(gè)紅球菌載體。
[0040]其次，將所述紅球菌發(fā)酵液裝入噴淋機(jī)罐，在10萬(wàn)級(jí)潔凈工作室內(nèi)打開(kāi)噴淋器將紅球菌發(fā)酵液噴到所述軟性微生物填料上，噴至填料的吸附量飽和(下端滴水為宜)。通過(guò)封閉輸送裝置送入真空干燥室，干燥室溫度35?40°C，干燥8?10小時(shí)，即制成紅球菌載體。
[0041]最后，將紅球菌載體串接于固定條上，所述固定條可以選自剛性尼龍繩或者皮條。較佳地，所述固定條的首尾兩端不要串接紅球菌載體，以便于將固定條的首尾固定在圓形支撐骨架上。
[0042](2)組裝修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體的支座
[0043]挑選軟性較強(qiáng)的農(nóng)林廢棄物(例如竹子、藤條或者柳條等)，將其切割成細(xì)條狀，然后彎曲，首尾固定連接加工成半徑為50?80cm的圓形支撐骨架，將若干根串接有紅球菌載體的固定條的首尾分別與兩個(gè)圓形支撐骨架固定連接，即得到修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體的支座。
[0044]一般在兩個(gè)圓形支撐骨架之間均勻固定8?10根固定條。可選地，所述固定條的長(zhǎng)度為I?2米。
[0045]修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體的支座可以采用如下方式保存:將組裝后的修復(fù)富