一种用于人工水草快速挂膜的装置

技术领域

本发明涉及河道水质净化技术领域，具体为一种用于人工水草快速挂膜的装置。

背景技术

生物脱氮和降解COD(化学需氧量)是处理废水最有效、经济、清洁的方法。但在实际应用中游离菌具有一定的局限性，如对不良环境抵抗力差，菌株生物量较低时脱氮效果不明显。固定化微生物技术利用物理或化学手段将具有特定生理功能的游离微生物固定于载体材料内部或表面，并加以有效利用。该技术具有微生物活性高、单位空间微生物密度高、耐受性好、抗冲击负荷能力强、处理效率高等优点，目前已被广泛应用于废水处理领域。

生物膜法是微生物固定化的一种方法，利用载体材料上附着的大量细菌、真菌、藻类等微生物去除水体中污染物质，该方法具有耐冲击负荷、污泥产生量少等特点。生物填料对水体悬浮物质去除率可达90％，TN(总氮量)去除率也有46％。但在应用于河道水体时，生物填料附着微生物去除污染物性能自然挂膜主要依靠水体中的微生物自然附着生长而形成，所需时间较长，通常需要50天左右。此外，在自然挂膜过程中，存在着微生物的选择性差，所形成的微生物膜仍需要通过长期的驯化才能发挥较好的脱氮功能。河水具有开放体系，流动性大的特点，会造成外源添加功能性微生物菌液易流失，不利于外源直接添加功能菌液以促进功能性微生物膜的快速形成。

针对上述提到的自然挂膜速度慢、功能性微生物含量低、外源添加的微生物菌剂在河道中易流失的问题，我们提供一种河道中用于人工水草快速挂膜的装置，即使在冬季依然具有良好的低温脱氮功能，快速提升河道水质。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于人工水草快速挂膜的装置，解决了自然挂膜速度慢、功能性微生物含量低、外源添加的微生物菌剂在河道中易流失的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于人工水草快速挂膜的装置，包括人工水草支撑框架，所述人工水草支撑框架上分别挂有生物绳一和种源生物绳，所述种源生物绳由生物绳二和其表面沿长度延伸方向间隔悬挂的固定化种源小球袋组成，所述固定化种源小球袋包括网袋，所述网袋内装有固定化小球，所述网袋的袋口通过挂绳扎口并系在生物绳二上悬挂。

优选的，所述固定化小球由细菌悬液和固定载体混合均匀再滴加到交联剂溶液中并置于4℃温度下交联合成。

优选的，所述固定载体由4％SA组成，所述交联剂溶液由含3％CaCl

优选的，所述固定载体由10％PVA+1％SA组成，所述交联剂溶液由含1％CaCl

优选的，所述固定化小球直径为0.5cm。

优选的，所述网袋为100目的尼龙网。

优选的，所述网袋内装有1-2g固定化小球。

优选的，所述固定化种源小球袋每间隔10-15cm均匀固定在50-100cm生物绳二上。

优选的，所述生物绳一和生物绳二的填料外形均成环状并由细纤维丝制成。

(三)有益效果

本发明提供了一种用于人工水草快速挂膜的装置，具备以下有益效果：

(1)本发明通过设置种源生物绳、固定化种源小球袋和固定化小球，采用SA、SA+PVA的复合固定化方法制备固定化小球，并且再通过冷冻干燥，所制得的固定化种源能长期保持菌种活性的稳定，满足使用及运输的要求；在使用中，SA固定化小球会逐渐溶解于水体中，向水体中释放大量的细菌用于早期的快速挂膜；SA+PVA复合固定化小球能够维持形态稳定，同时源源不断的提供种源，用于人工水草的挂膜，即使在冬季依然具有良好的低温脱氮功能，快速提升河道水质。

(2)所固定的菌液可以灵活选择，可以是自己培养的菌液、购买的商品细菌培养液、也可以是商品的菌粉等；所制备的种源生物绳可以根据需要，结合不同的种源小球进行组合挂膜，提高处理能力，种源生物绳便于安装和更换。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明种源生物绳局部结构示意图；

图3为本发明固定化种源小球袋结构示意图；

图4为本发明20℃条件下种源生物绳与游离菌作为人工水草接种源的反硝化脱氮能力比较折线图；

图5为本发明10℃条件下种源生物绳作为人工水草接种源NO

图中：1、人工水草支撑框架；2、生物绳一；3、种源生物绳；31、生物绳二；32、固定化种源小球袋；321、网袋；322、固定化小球；323、挂绳。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-5所示，本发明提供一种技术方案：一种用于人工水草快速挂膜的装置，包括人工水草支撑框架1，人工水草支撑框架1上分别挂有生物绳一2和种源生物绳3，也可通过下坠重物方式悬挂，每1m

作为本发明的一种技术优化方案，固定化小球322由细菌悬液和固定载体混合均匀再滴加到交联剂溶液中并置于4℃温度下交联合成。

作为本发明的一种技术优化方案，固定载体由4％SA组成，交联剂溶液由含3％CaCl

作为本发明的一种技术优化方案，固定载体由10％PVA+1％SA组成，所述交联剂溶液由含1％CaCl

作为本发明的一种技术优化方案，固定化小球322直径为0.5cm。

作为本发明的一种技术优化方案，网袋321为100目的尼龙网。

作为本发明的一种技术优化方案，网袋321内装有1-2g固定化小球322。

作为本发明的一种技术优化方案，固定化种源小球袋32每间隔10-15cm均匀固定在50-100cm生物绳二31上。

作为本发明的一种技术优化方案，生物绳一2和生物绳二31的填料外形均成环状并由细纤维丝制成，生物绳外径45mm，比表面积1.6㎡/m

利用河道水体模拟低污染水进行序批式小试试验，能够很好地模拟实际环境水体，具有代表性和实际应用价值。

表1河水水质基本指标

其中图4为在20℃时，与未添加种源生物绳的人工水草组进行对比，种源生物绳组12h后对NO

图5为装置运行54天的监测结果，整个运行过程装置温度不超过13℃，平均气温9.8℃；启动前3天即有50％左右的NO

工作原理：在使用时，首先进行反硝化菌种的培养，取-80℃保存的菌株N3，在反硝化固体培养基上划线培养，挑取单菌落转接于3ml反硝化液体培养基中，于30℃、160rpm恒温振荡培养12h，1％接种量接反硝化液体菌液至100ml反硝化培养基中，在30℃、160rpm培养12h，将100ml培养液于4℃、10000rpm离心5min，弃上清，用生理盐水洗涤3次，然后用10ml生理盐水重悬菌体，其次制备冷冻干燥菌株固定化小球，SA固定化小球制备方法：将细菌悬液与4％SA混合均匀，混合液用无菌注射器缓慢滴加到3％CaCl

综上可得，本发明通过设置种源生物绳3、固定化种源小球袋32和固定化小球322，解决了自然挂膜速度慢、功能性微生物含量低、外源添加的微生物菌剂在河道中易流失的问题。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。