一种用于去除湖泊河流中污染物的活性生物膜及其制作方法和应用

摘要

本发明涉及一种用于去除湖泊河流中污染物的活性生物膜及其制作方法和应用，用于湖泊河流原位修复。它包括浮体、载体和配重构件；所述载体由若干个子载体组成，每个子载体上部分别与一个浮体连接，下部并排为一整体或依次连接后与配重构件成为一整体或固定连接；所述子载体由若干个柔软长带以纵向固定连结而成，每个子载体自由展开后其横断面为多方向的放射形；所述的配重构件为长袋或自身为能与载体下部固定连接的配重物。本发明优点：是一种比表面积大、材料简单耐用、可自由摆动、使用寿命长、造价低、能快速附着净水微生物并利用其高效净化水质的一种活性生物膜，制作方法简单，容易掌握，成本低。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于去除湖泊河流中污染物的活性生物膜及其制作方法和应用，用于湖泊河流原位修复，更具体的说是一种利用新结构和材料的生物膜载体上附着的活性生物膜去除湖泊河流中污染物的生物修复方法。

背景技术

目前，湖泊河流等水质修复的措施主要有清淤、换水、化学药剂、投加微生物净水菌剂、种植水生植物等。清淤、换水、化学药剂、这些措施只能短期内改善水质，并不能从根本上修复生态系统，并长期维护水体水质。虽然种植水生植物可以吸收水体中的污染物和利于生态系统的恢复，但是植物的季节性死亡会带来二次污染，使湖泊河流淤积，甚至短期内使水质恶化，可能引起水华破坏刚建立的脆弱生态系统。而微生物作为生态系统中的分解者，具有分解转化水中的污染物，促进C、N、P等物质循环的能力。投加微生物净水菌剂可以提高水体的自净能力，消除植物死亡带来的不利影响。但是由于水环境的复杂和各种不利因素影响，会减少投加后水体的净水微生物的数量，最终影响水体恢复后的自净能力。因此，如何提高净水微生物在水中的有效数量和存活时间是影响微生物菌剂使用效果的一个重要条件。

为了更好的发挥净水微生物的作用，出现了类似人工水草的生物载体。这些载体是化学合成的纤维经过特定的处理，使其易于被微生物附着。将这些人工水草定植与湖底，利用载体上自然富集水体中的微生物，使其达到净化水质的目的。但是，这种自然富集微生物的人工水草上附着的土著微生物的净水能力没有特定筛选的微生物净水能力强，并且，人工水草上土著微生物的成膜时间长，一般需要3-6月。所以，一般这些人工水草定植很长一段时间后才能发挥净水效果。

如何能够快速形成生物膜，并使其在湖泊治理中应用，已成为影响净水微生物作用的关键。 

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术存在的不足，提供一种比表面积大、材料简单耐用、可自由摆动、使用寿命长、造价低、能快速附着净水微生物并利用其高效净化水质的一种活性生物膜及其制作方法和应用。

本发明一种用于去除湖泊河流中污染物的活性生物膜的技术方案是：它包括浮体、载体和配重构件；所述载体由若干个子载体组成，每个子载体上部分别与一个浮体连接，下部并排为一整体或依次连接后与配重构件成为一整体或固定连接；所述子载体由若干个柔软长带以纵向固定连结而成，每个子载体自由展开后其横断面为多方向的放射形；所述的配重构件为一个能装入配重物并横置于水底的长袋或自身为能与载体下部固定连接的配重物；子载体的高度与配重构件横向宽度之和小于水体深度。

在上述技术方案的基础上更进一步的技术方案是：

所述的活性生物膜，其每个子载体由4个柔软长带以一边纵向固定连结而成，或由两个宽的柔软长带沿纵向从中线缝合而成；每个子载体自由展开后其横断面为四方向“×”状的放射形。

所述的活性生物膜，其载体下部或配重构件上有与相邻的活性生物膜连接的连接绳。

所述的活性生物膜，其载体的材料为化纤类毛毡。

所述的活性生物膜，其化纤类毛毡选自于丙纶毛毡、和/或涤纶毛毡、和/或氨纶毛毡。

所述的活性生物膜，其载体与配重构件为一整体或固定连接。

所述的活性生物膜，其载体上端与浮体通过固定环连接；相邻浮体通过浮体连接固定绳串连。

本发明一种用于去除湖泊河流中污染物的活性生物膜的制作方法，它包括浮体和由若干个子载体组成的载体及配重构件；载体4的材料为化纤类毛毡；制作方法包括下述步骤：

A、载体材料准备：用化纤毛毡材料作为载体原料，每个载体长度为M米，宽度为N米；每个载体在水中高度小于1/2M米，宽度为N米；

B、制作子载体和配重构件：将化纤毛毡长边的横向对折成两片；对折线为O-O，使用时在水中处于下方；再沿对折线O-O向上一定距离缝合，缝合线O₁-O₁与对折线O-O平行，构成能装入配重砾石的配重构件；再将对折的两片上边分成若干份，再按与对折线O-O垂直方向剪开成若干个柔软长带，再将每个相对的柔软长带中部按纵向缝合，即构成自由展开后其横断面为多方向的放射形子载体；

C、制作固定穿绳孔：在缝合线O₁-O₁上方或下方平行缝合一条穿绳缝合线O₂-O₂，缝合线O₁-O₁与穿绳缝合线O₂-O₂之间能穿过用于连接相邻的活性生物膜的连接绳；

D、连接子载体与浮体：将子载体上端通过固定环与浮体连接。

在上述方法技术方案的基础上较优化的技术方案是：

上述步骤中：

A、载体材料准备：用丙纶毛毡、和/或涤纶毛毡、和/或氨纶毛毡材料作为载体原料；每个载体加工前原料长度为2米，宽度为1米；

B、制作子载体和配重构件：将化纤毛毡长边按横向对折成两片，每片1米；对折线为O-O，使用时在水中处于下方；再沿对折线O-O向上沿0.2米缝合，缝合线O₁-O₁与对折线O-O平行，构成能装入配重砾石的配重构件；再将对折的两片上边分成10份，再按与对折线O-O垂直方向剪开成10个柔软长带，再将每个相对的柔软长带中部按纵向缝合，即构成自由展开后其横断面为四方向“×”状的放射形子载体；

C、制作固定穿绳孔：在缝合线O₁-O₁下方0.03米处平行缝合一条穿绳缝合线O₂-O₂，缝合线O₁-O₁与穿绳缝合线O₂-O₂之间能穿过用于连接相邻的活性生物膜的连接绳。

一种用于去除湖泊河流中污染物的活性生物膜的应用方法，步骤为：首先，将每个子载体在使用之前预先挂上高效微生物菌，然后将子载体在含有有效微生物菌群的菌液中浸泡3－7天，最后装上配重构件，将载体设置在需整治处理的污染水体中；所述的高效微生物菌群包括蓝藻、聚磷菌、硝化菌、反硝化菌一种或多种组合；有效微生物菌群数为10⁵-10⁸ 个cfu/cm²。

结合本发明原理和结构对本发明的效果说明如下：

所述活性生物膜是指附着有特定生物膜的仿生水草填料，这种填料上附着的生物膜不是由湖泊中原有的微生物菌群形成，而是添加特定的高效微生物菌群（蓝藻、聚磷菌、硝化菌、反硝化菌）吸附形成，并且单位面积上的有效微生物菌群需达到10⁵－10⁸ 个cfu/cm²，才能高效的去除污染物。本发明载体化纤材料是经过处理和编织技术形成易于附着微生物的生物载体，并且预挂高效微生物菌，待形成菌膜后再定植于湖水中，因此，能更快的发挥净水效果，这种载体被称为活性生物膜。本发明活性生物膜比表面积大、材料简单耐用、可自由摆动、使用寿命长、造价低，是一种能快速附着净水微生物并利用其高效净化水质的一种生物膜载体。制作方法简单，容易掌握，成本低。

附图说明

图1是本发明活性生物膜示意图。

图2为图1的A-A剖示图。

图中各附图标记名称为：1-浮体； 2-浮体连接绳 ；3-固定环； 4-载体 ；4.1-分载体；5-连接绳； 6-固定穿绳孔；7-配重构件；8-配重砾石；

O-O -对折线； O₁-O₁ -缝合线； O₂-O₂-穿绳缝合线。

具体实施方式

结合附图和实施例对本发明作进一步说明如下：

实施例1：

如图1、2所示、为本实施例一种用于去除湖泊河流中污染物的活性生物膜的基本实施例。它包括浮体1、载体4和配重构件7；所述载体4由若干个子载体4.1组成，每个子载体4.1上部分别与一个浮体1连接，下部并排为一整体或依次连接后与配重构件7成为一整体或固定连接；所述子载体4.1由若干个柔软长带以纵向固定连结而成，每个子载体4.1自由展开后其横断面为多方向的放射形；所述的配重构件7为一个能装入配重物并横置于水底的长袋或自身为能与载体4下部固定连接的配重物；子载体4.1的高度与配重构件7横向宽度之和小于水体深度。所述的载体4下部或配重构件7上有与相邻的活性生物膜连接的连接绳5。载体4的材料为化纤类毛毡。化纤类毛毡选自于丙纶毛毡、和/或涤纶毛毡、和/或氨纶毛毡，本实施例选为丙纶毛毡。载体4与配重构件7为一整体或固定连接。载体4上端与浮体1通过固定环3连接；相邻浮体1通过浮体连接固定绳2串连。

所述的活性生物膜在组装前，载体在LB培养基浸泡3-7天即可在载体表面形成菌膜, 挂膜的菌种包括：蓝藻、聚磷菌、硝化细菌、反硝化细菌。

实施例2：

与上述实施例1不同的是，载体4的材料为涤纶毛毡；所述的每个子载体4.1由两个宽的柔软长带沿纵向从中线缝合而成；每个子载体4.1自由展开后其横断面为四方向“×”状的放射形。所述的载体4下部与配重构件7为一整体。

实施例3：

与上述实施例1不同的是，载体4的一半材料为氨纶毛毡，另一半为涤纶毛毡；所述的每个子载体4.1由6个柔软长带以一边纵向固定连结而成，每个子载体4.1自由展开后其横断面为六方向“*”状的放射形。所述的载体4下部与配重构件7为固定连接。

实施例4：

本实施例是一种用于去除湖泊河流中污染物的活性生物膜的制作方法的基本实施例。它包括浮体1和由若干个子载体4.1组成的载体4及配重构件7；载体4的材料为化纤类毛毡；制作方法包括下述步骤：

A、载体材料准备：用化纤毛毡材料作为载体4原料，每个载体4长度为M米，宽度为N米；每个载体4在水中高度小于1/2M米，宽度为N米；

B、制作子载体和配重构件：将化纤毛毡长边的横向对折成两片；对折线为O-O，使用时在水中处于下方；再沿对折线O-O向上一定距离缝合，缝合线O₁-O₁与对折线O-O平行，构成能装入配重砾石8的配重构件7；再将对折的两片上边分成若干份，再按与对折线O-O垂直方向剪开成若干个柔软长带，再将每个相对的柔软长带中部按纵向缝合，即构成自由展开后其横断面为多方向的放射形子载体4.1；

C、制作固定穿绳孔：在缝合线O₁-O₁上方或下方平行缝合一条穿绳缝合线O₂-O₂，缝合线O₁-O₁与穿绳缝合线O₂-O₂之间能穿过用于连接相邻的活性生物膜的连接绳5；

D、连接子载体与浮体：将子载体4.1上端通过固定环3与浮体1连接。

实施例5：

是上述实施例4的一种较优选的实施例，不同点是，步骤中：

A、载体材料准备：用丙纶毛毡、和/或涤纶毛毡、和/或氨纶毛毡材料作为载体4原料；每个载体4加工前原料长度为2米，宽度为1米；

B、制作子载体和配重构件：将化纤毛毡长边按横向对折成两片，每片1米；对折线为O-O，使用时在水中处于下方；再沿对折线O-O向上沿0.2米缝合，缝合线O₁-O₁与对折线O-O平行，构成能装入配重砾石8的配重构件7；再将对折的两片上边分成10份，再按与对折线O-O垂直方向剪开成10个柔软长带，再将每个相对的柔软长带中部按纵向缝合，即构成自由展开后其横断面为四方向“×”状的放射形子载体4.1；

C、制作固定穿绳孔：在缝合线O₁-O₁下方0.03米处平行缝合一条穿绳缝合线O₂-O₂，缝合线O₁-O₁与穿绳缝合线O₂-O₂之间能穿过用于连接相邻的活性生物膜的连接绳5。

每个载体4加工后在水中高度为0.8米，宽度为1米，载体4下部配重构件7宽度为0.17米，长度为1米，固定穿绳孔6宽度为0.03米。

实施例6：

是一种用于去除湖泊河流中污染物的活性生物膜的应用方法，步骤为：首先将每个子载体4.1在使用之前预先挂上高效微生物菌，然后将子载体4.1在含有有效微生物菌群的菌液中浸泡3－7天，最后装上配重构件7，将载体4设置在需整治处理的污染水体中；所述的高效微生物菌群包括蓝藻、聚磷菌、硝化菌、反硝化菌一种或多种组合；有效微生物菌群数为10⁵-10⁸ 个cfu/cm²。

本发明的权利要求保护范围不限于上述实施例。