[實用新型]一種水稻栽培水體重金屬污染循環(huán)處理裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520502816.4
• 申請日: 2015-07-10
• 公開（公告）號: CN204874039U
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周莉萍;劉飛;何勇;彭繼宇;馮雷;方慧
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34
• 代理公司: 杭州天勤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及重金屬污染治理范疇和植物保護領(lǐng)域，具體涉及一種水稻栽培水體重金屬污染循環(huán)處理裝置。

背景技術(shù)

隨著我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，含重金屬的廢水排放量在逐年增加，一方面重金屬廢水流入農(nóng)田、土壤中對植物生長、發(fā)育有不良影響，進而影響動物、人體健康。大量研究表明，重金屬具有親脂性、高富集性和難降解性，進入水體后容易在水生生物體內(nèi)積累，并隨著生物營養(yǎng)級的升高而增大，增加重金屬的潛在危害。水體中的重金屬還能對生物產(chǎn)生顯著毒性作用。水稻是我國大面積栽培的糧食作物，過量的重金屬在水稻的根、莖、葉以及籽粒中大量積累，不僅影響水稻產(chǎn)量、品質(zhì)及整個農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，并可通過食物鏈危及動物和人類的健康。另一方面，我國重金屬資源特別是貴金屬可供儲量不足，難以滿足工業(yè)需求。

吸附廢水中的重金屬的研究近來受到很多的關(guān)注，但還鮮有將微生物吸附原理用到農(nóng)作物的重金屬污染治理上。目前，重金屬廢水的傳統(tǒng)處理方法主要有：離子交換法、氧化還原法、不溶性絡(luò)合物法、電解法、反滲透法、氣浮法、沉淀法、吸附法、膜分離等。這些方法大多設(shè)備繁瑣，操作復(fù)雜，成本較高，效率較低，只能對單純的溶液進行處理，難以推廣到農(nóng)田重金屬污染治理上。而生物處理方法因其成本低、效率高、容易操作、無二次污染等優(yōu)點而成為治理水體重金屬污染研究中的一個熱點。生物處理法是利用細菌、真菌(酵母)、藻類等的生命活動過程，通過將廢水中的重金屬沉淀、吸附吸收、降低其毒性從而達到治理重金屬廢水的目的。國外利用藻類治理重金屬方面的研究始于70年代，已有大量的研究報道，而利用微生物處理廢水重金屬到了90年代才受到重視。目前，國內(nèi)在這方面的研究尚不多見。

授權(quán)公告號為CN102417214B的專利文獻公開了一種利用石墨烯片與趨磁細菌三維復(fù)合物吸附重金屬的方法。該方法為：取石墨烯片與趨磁細菌于液相體系中充分混合，形成石墨烯片-趨磁細菌三維復(fù)合物，而后將該石墨烯片-趨磁細菌三維復(fù)合物加入含重金屬離子的污水中，經(jīng)充分混合達到吸附平衡后，再以外加磁場分離出石墨烯片-趨磁細菌三維復(fù)合物，實現(xiàn)對污水的凈化。該發(fā)明可同時處理含有高濃度的Au³⁺、Fe³⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Pb²⁺、Cr²⁺等復(fù)雜重金屬離子組分的污水，去除率在90％以上，且所用凈化材料石墨烯片-趨磁細菌三維復(fù)合物還可通過磁場回收及重復(fù)利用，成本低廉，綠色環(huán)保，不會造成二次污染。但是石墨烯對植物存在毒性作用，不適合農(nóng)作物的重金屬污染治理。

申請公布號為CN104355415A的專利申請文獻公開了一種原位消減水體重金屬污染的生物浮床，其包括殼體、容納于殼體中的填料床、生長在填料床上的超富集植物和富集在填料床中的趨磁細菌。還公開了一種利用上述生物浮床原位消減水體重金屬污染的方法，其包括以下步驟：a、所述生物浮床置于被重金屬污染的水體中；b、通過所述小球藻、趨磁細菌和超富集植物富集重金屬；c、定期收割超富集植物，除去富集的重金屬。通過該發(fā)明的生物浮床和方法可以廉價、高效、無害地去除水體中的重金屬。由于不同植物在同一環(huán)境中生長產(chǎn)生競爭抑制，該發(fā)明使用植物富集重金屬的方法不適用農(nóng)作物的水培系統(tǒng)重金屬處理。

實用新型內(nèi)容

本實用新型提供了一種水稻栽培水體重金屬污染循環(huán)處理裝置，用于水稻栽培水體重金屬污染的吸附凈化，實現(xiàn)對水體重金屬污染的生物防治。

一種水稻栽培水體重金屬污染循環(huán)處理裝置，包括進水端連接污水源的循環(huán)泵，所述循環(huán)泵的出水端連接回流到污水源的第一支路管和第二支路管，第一支路管上設(shè)有第一閥門，第二支路上設(shè)有第二閥門和重金屬吸附裝置，所述重金屬吸附裝置包括箱體，所述箱體內(nèi)接種有趨磁細菌和設(shè)有固定所述趨磁細菌的磁化鋼鐵網(wǎng)。

趨磁細菌細胞內(nèi)含有鐵磁性顆粒，尺寸范圍為20-100nm，每個細胞中有2-10顆這樣的顆粒。在微弱的地球磁場作用下呈鏈狀排布在微生物的長度方向，使得這類的生物具有永磁偶極矩和磁定向性。而且，趨磁細菌與重金屬離子存在親和性，沒有細胞毒性。如果金屬離子是順磁性的，隨著他們不斷在微生物細胞或細胞團的外部積累，溶液中的金屬離子濃度很快降低。被離子包裹的微生物細胞變成了磁性顆粒，在外加磁場的作用下，這種有機顆粒可以沿著規(guī)定的方向遷移，最終沉積在固體表面上。優(yōu)選的，本實用新型的趨磁細菌為水生螺菌屬的趨磁細菌。

所述箱體相對的兩個側(cè)面分別設(shè)有進水口和出水口。

所述磁化鋼鐵網(wǎng)垂直水流方向設(shè)置。