[發明專利]基于固定化細胞技術的污染地表水體綜合修復裝置及方法

有效

• 申請號: 201611235151.0
• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN106698646B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 謝琪琪;劉永軍;張愛寧
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: C02F3/02
• 分類號: C02F3/02;C02F3/34
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李婷;王孝明

1.一種基于固定化細胞技術的污染地表水體綜合修復方法，其特征在于，該方法采用了污染地表水體綜合修復裝置對污染地表水體進行修復；

所述的污染地表水體綜合修復裝置，包括固定架(1)，所述的固定架(1)中部安裝有控制箱(2)，控制箱(2)四周的固定架(1)內對稱安裝有浮筒組(3)，每個浮筒組(3)頂部的固定架(1)上安裝有太陽能電池板(4)，每個浮筒組(3)底部的固定架(1)上安裝有生物箱(5)，生物箱(5)上均勻加工有多個邊壁小孔(6)；

所述的控制箱(2)內安裝有光伏控制器(7)，光伏控制器(7)將太陽能電池板(4)與蓄電池(8)連接在一起，蓄電池(8)為曝氣機構(9)供電；

所述的曝氣機構(9)包括加工在控制箱(2)側壁上的空氣入口(9-1)，還包括安裝在控制箱(2)內與蓄電池(8)相連的電機(9-2)，電機(9-2)與中空攪拌軸(9-3)的一端相連帶動中空攪拌軸(9-3)轉動，控制箱(2)內的中空攪拌軸(9-3)上加工有通氣孔(9-4)，通氣孔(9-4)與中空攪拌軸(9-3)的中空腔連通，中空攪拌軸(9-3)的另一端伸出控制箱(2)底部并且在端部連通有底端開放的負壓腔(9-5)，中空攪拌軸(9-3)上還安裝有能夠使得負壓腔(9-5)產生負壓的攪拌槳(9-6)；

該方法具體包括以下步驟：

步驟一，基質溶液的制備：

配置基質溶液，所述的基質溶液中COD為500mg/L，氨氮濃度為20mg/L，磷酸鹽濃度為10mg/L；

步驟二，菌懸液的制備：

取待處理污染地表水當地污水廠的污泥混合液，所取混合液懸浮固體濃度為3000mg/L，將污泥混合液按30％的體積比例接種于含有步驟一制得的基質溶液的發酵罐中，加入營養物質，使得發酵罐中的酵母膏的濃度為50mg/L，發酵罐中的微量無機鹽為(NH₄)₂SO₄、KH₂PO₄、MgSO₄、FeSO₄和CaCl₂；

在30℃下恒溫曝氣馴化，每2～3天換一次水，檢測COD、氨氮和總磷含量，當馴化出的菌種對COD、氨氮和總磷的降解能力均達到90％以上后，進行擴大培養，將菌種接入LB培養基，在發酵罐中30℃恒溫曝氣培養2d，將培養后的菌液靜置沉淀24h，棄去上清液，用磷酸鹽緩沖液洗滌，同樣靜置沉淀后棄去上清液，使菌體懸浮于磷酸鹽緩沖液中，形成菌懸液，菌懸液中的微生物含量為20×10¹¹～30×10¹¹個.mL^-1；

步驟三，微生物的包埋和固定：

配制濃度為4％的海藻酸鈉溶液，作為包埋材料，待其徹底溶解后與步驟二制得的菌懸液等體積均勻混合；將混合液灌進長度約為30cm的絲瓜瓤內部，然后將其放入濃度為4％的CaCl₂溶液中交聯18h；交聯結束后，用無菌水沖洗絲瓜瓤，得到吸附有固定化微生物的絲瓜瓤；

步驟四，修復：

將步驟三得到的吸附有固定化微生物的絲瓜瓤裝滿生物箱，然后將污染地表水體綜合修復裝置放入污染地表水體中懸浮，開啟曝氣機構，進行修復。

2.如權利要求1所述的基于固定化細胞技術的污染地表水體綜合修復方法，其特征在于，所述的生物箱(5)底部設置有懸掛架(10)，懸掛架(10)上懸掛有人工水草(11)。

3.如權利要求1所述的基于固定化細胞技術的污染地表水體綜合修復方法，其特征在于，所述的中空攪拌軸(9-3)為分段式結構，各段之間通過聯軸器(9-7)相連。

4.如權利要求1所述的基于固定化細胞技術的污染地表水體綜合修復方法，其特征在于，所述的負壓腔(9-5)為喇叭狀，負壓腔(9-5)邊壁開有小孔。

5.如權利要求1所述的基于固定化細胞技術的污染地表水體綜合修復方法，其特征在于，所述的浮筒組(3)為矩陣式對稱排列的四組。