[發(fā)明專利]一種利用生物電化學(xué)強(qiáng)化浮動(dòng)生態(tài)床的水體原位修復(fù)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911385042.0
• 申請(qǐng)日: 2019-12-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111003795B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮玉杰;邱葉;張倩文;田言;李鶴男;何偉華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F3/00
• 分類號(hào): C02F3/00;C02F3/28;C02F3/32;C02F101/30
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 岳泉清

一種利用生物電化學(xué)強(qiáng)化浮動(dòng)生態(tài)床的水體原位修復(fù)方法，本發(fā)明涉及水體修復(fù)方法。本發(fā)明要解決現(xiàn)有人工浮島技術(shù)僅依靠植物吸收作用通常達(dá)不到有效的治理效果，現(xiàn)有強(qiáng)化方法中生物菌劑活性維持時(shí)間短，生物填料接觸面積有限，能耗高的問(wèn)題。方法：在受污染天然水體區(qū)域構(gòu)建生物電化學(xué)強(qiáng)化浮動(dòng)生態(tài)床，生物電化學(xué)強(qiáng)化浮動(dòng)生態(tài)床由浮體材料層、基質(zhì)材料層、植物和電子傳導(dǎo)材料組成；電子傳導(dǎo)材料由電子受體材料、電子供體材料和導(dǎo)體材料組成，電子受體材料和電子供體材料通過(guò)導(dǎo)體材料連接電路裝置形成閉合電路；浮體材料層上下各設(shè)置一層基質(zhì)材料層，并設(shè)置種植孔，種植孔內(nèi)種植植物。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水體修復(fù)方法。

背景技術(shù)

伴隨城市化的快速發(fā)展，河流、湖泊等地表水受到嚴(yán)重污染，根據(jù)2018年《中國(guó)生態(tài)環(huán)境狀況公報(bào)》，全國(guó)地表水1613個(gè)水質(zhì)斷面中V類和劣V類水體的比例仍占11.4％，地表水體的富營(yíng)養(yǎng)化會(huì)影響生態(tài)環(huán)境，而且污染物可通過(guò)灌溉農(nóng)田或食物鏈危害人類身體健康。

生物/生態(tài)技術(shù)因其具有造價(jià)低、運(yùn)行成本低、能耗低且效果良好的優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于河道與湖泊的地表水原位修復(fù)，這類技術(shù)主要有人工濕地技術(shù)和人工浮島技術(shù)，依靠微生物和植物等生物的新陳代謝轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化和降解水中的污染物，重構(gòu)水生態(tài)系統(tǒng)。目前市面上廣泛應(yīng)用的人工浮島浮體材料為強(qiáng)化塑料、發(fā)泡聚苯乙烯、合成樹(shù)脂等高分子材料，中間安裝種植籃種植植物，通過(guò)植物吸收氮磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供給自身生長(zhǎng)去除水體中的污染物，然而植物生長(zhǎng)速度和根系長(zhǎng)度有限，依靠植物吸收作用通常達(dá)不到有效的治理效果。人工濕地技術(shù)具有出水水質(zhì)穩(wěn)定、污染物去除能力強(qiáng)、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)，然而其占地面積較大，構(gòu)型單一尤其對(duì)于土地資源稀缺的城市，大大限制了應(yīng)用范圍。傳統(tǒng)的強(qiáng)化方法如添加懸掛生物填料，投加生物菌劑，曝氣雖具有一定的強(qiáng)化效果，然而存在生物菌劑活性維持時(shí)間短，生物填料接觸面積有限，能耗高的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決現(xiàn)有人工浮島技術(shù)僅依靠植物吸收作用通常達(dá)不到有效的治理效果，現(xiàn)有強(qiáng)化方法中生物菌劑活性維持時(shí)間短，生物填料接觸面積有限，能耗高的問(wèn)題，而提供一種利用生物電化學(xué)強(qiáng)化浮動(dòng)生態(tài)床的水體原位修復(fù)方法。

一種利用生物電化學(xué)強(qiáng)化浮動(dòng)生態(tài)床的水體原位修復(fù)方法，它是按照以下步驟進(jìn)行的：

一、選取受污染天然水體區(qū)域；

二、在受污染天然水體區(qū)域構(gòu)建生物電化學(xué)強(qiáng)化浮動(dòng)生態(tài)床并固定；

所述的生物電化學(xué)強(qiáng)化浮動(dòng)生態(tài)床由多個(gè)單體生物電化學(xué)強(qiáng)化浮動(dòng)生態(tài)床連接而成，所述的單體生物電化學(xué)強(qiáng)化浮動(dòng)生態(tài)床由浮體材料層、基質(zhì)材料層、植物和電子傳導(dǎo)材料組成；浮體材料層上下各設(shè)置一層基質(zhì)材料層，延單體生物電化學(xué)強(qiáng)化浮動(dòng)生態(tài)床厚度方向，設(shè)置多個(gè)種植孔，且種植孔貫穿單體生物電化學(xué)強(qiáng)化浮動(dòng)生態(tài)床，種植孔內(nèi)設(shè)置種植籃并種植植物；

所述的電子傳導(dǎo)材料由電子受體材料、電子供體材料和導(dǎo)體材料組成，且電子受體材料和電子供體材料通過(guò)導(dǎo)體材料連接電路裝置形成閉合電路；

所述的電子受體材料的材質(zhì)為碳纖維絲，將碳纖維絲與直徑為0.05mm～0.2mm的導(dǎo)體材料制成碳纖維刷并置于種植籃中，每個(gè)種植籃內(nèi)放置2個(gè)～4個(gè)碳纖維刷，所述的碳纖維刷的直徑為3cm～6cm，長(zhǎng)度為5cm～10cm；

或所述的電子受體材料為厚度為0.1mm～0.2mm的碳纖維布，碳纖維布設(shè)置于上層設(shè)置的基質(zhì)材料層與浮體材料層之間；

或所述的電子受體材料為活性炭顆粒和生物炭顆粒中的一種或者兩種的組合，活性炭顆粒的粒徑為5mm～8mm，生物炭顆粒的粒徑為5mm～8mm，電子受體材料置于導(dǎo)體材料制成的網(wǎng)籠內(nèi)，再置于種植籃中，電子受體材料的體積占種植籃體積的1/3～1/2；