[發明專利]修復富營養化水體的裝置

有效

• 申請號: 201510081226.3
• 申請日: 2015-02-15
• 公開（公告）號: CN104671416A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 莊緒亮;徐圣君;莊國強;白志輝;孫海曙
• 申請（專利權）人: 中國科學院生態環境研究中心
• 主分類號: C02F3/32
• 分類號: C02F3/32;C02F3/34;C12N1/20;C12N11/08;C12R1/01
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 王安娜;李翔

技術領域

本發明涉及水污染治理技術領域，特別是涉及一種利用植物-微生物聯合修復富營養化水體的裝置。

背景技術

目前我國水體的富營養化較為嚴重，尤其是水流流動較小的湖泊、河道和濕地系統，主要原因為水體中氨氮、磷、硫化氫、化學需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)等污染物超標。與常規生物處理單元(集中處理式污水廠)相比，湖泊、河道和濕地等系統具有水量大、水里停留時間長及分散區域廣等特點，亟需開發低成本的生物修復技術實現原位的污染物消減與水體生態功能恢復。

利用生態-生物修復技術是原位治理富營養化水體的新技術，利用植物吸收或微生物的生命活動，實現對水中污染物進行轉移、轉化及降解作用，主要包括生物膜法、水生植物系統、生物菌劑投放法和河道復氧法等，但是這些方法存在市場推廣難度大、微生物菌在水體中的存活時間短、使用成本較高等問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提出一種修復富營養化水體的裝置，以降低水體的凈化成本，提高水體的凈化效率。

基于上述目的，本發明提供的修復富營養化水體的裝置包括兩個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圓形支撐骨架固定連接，所述一個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方格，所述方格內種植有水生植物；所述分布有分割條的圓形支撐骨架上還固定有浮漂。

在本發明的一個實施例中，所述紅球菌載體的制備過程包括：

將活菌數達到1.5×10⁹CFU/ml以上的紅球菌發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；

通過封閉輸送裝置將所述噴有紅球菌發酵液的軟性微生物填料送入真空干燥室，干燥室溫度35～40℃，干燥8～10小時，即制成紅球菌載體。

在本發明的另一個實施例中，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。

在本發明的另一個實施例中，所述軟性微生物填料為圓環狀，將醛化纖維或滌綸絲壓纏繞在環圈上，使纖維束均勻分布，模擬天然水草形態加工而成。

在本發明的又一個實施例中，所述紅球菌保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏號為CGMCC?No.6924。

在本發明的另一個實施例中，所述紅球菌發酵液的制備過程包括以下步驟：

采用氫氧化鈉水溶液或石灰水調節甘薯淀粉廢水的pH到6.5～7.5，滅菌后得到經過預處理的甘薯淀粉廢水；

向所述經過預處理的甘薯淀粉廢水中接種斜面保藏的紅球菌，于25～37℃、100～200轉/分振蕩培養24～36小時，得到液體種子；

向所述經過預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℃，通入無菌空氣，培養15～36小時，得到活菌數達到1.5×10⁹CFU/ml以上的紅球菌發酵液。

在本發明的另一個實施例中，所述兩個圓形支撐骨架之間均勻固定8～10根固定條。

在本發明的又一個實施例中，每米固定條上串接6～8個紅球菌載體，所述圓形支撐骨架的半徑為50～80cm，所述方格的尺寸為2～4cm×2～4cm。

在本發明的又一個實施例中，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。

在本發明的又一個實施例中，所述水生植物在方格內的種植密度為10～20株/m²。

從上面所述可以看出，本發明提供的修復富營養化水體的裝置充分發揮微生物與植物修復的各自優勢，構建微生物系統為核心(水下部分)并輔助植物修復系統(水面部分)的復合植物-微生物修復系統，滿負荷利用水體的立體結構，實現對富營養化水體的高效凈化，且具有景觀生態功能。

本發明的微生物系統以農業廢棄物生物轉化的高效脫氮菌劑紅球為主，并為其提供迅速定殖的軟性載體，植物修復系統以氮、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原位凈化的多級脫氮除磷措施，對水流流動較小富營養化水體COD、氮和磷的去除率可穩定在50％以上，實現功能微生物與植物通過物理、化學和生物組合條件下對水體污染物的快速吸收與降解。