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一种用于富营养化水体净化的附着基组合模块的制作方法

专利查询2022-5-21  100

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1.本实用新型涉及一种用于富营养化水体净化的附着基组合模块。


背景技术:

2.随着国民经济的飞速发展,在截污纳管管网还不完善的现状下,城乡水体(河道、坑塘、湖泊)的富营养化也日益严重,但这种水体的相关指标污染程度较低,水体体量大;如果这种水体,采用污水处理厂(重污染水体)的处理方法进行提标净化,显然是不合适且成本昂贵。
3.藻类,是最简单的光合营养有机体,种类繁多,分布甚广。以其大生活的环境分,分为海洋藻类和淡水藻类。藻类,是一群具有叶绿素,营自养生活,植物体没有真正的根茎叶的分化,生殖器官是单细胞的,用单细胞的孢子或合子进行生殖的低等植物。(胡鸿钧等 上海科学技术出版社.中国淡水藻类.1981.4第二版p1-5)。藻类中,有很多种类具有附着生长的特性,本实用新型是给可附着藻类提供人工附着基,便于更好地服务于水体环保中的应用。
4.微型藻类在富营养化水体治理中应用较广,利用菌藻共生,对水体氮、磷的去除率都很高,但其藻类是单细胞藻类(微型浮游藻类:如小球藻、栅藻),回收困难,势必限制了其发展空间。
5.大型丝状绿藻,因具有水质净化效果好,且藻水分离容易(易打捞)的特点,引起了广大科研工作者的关注与研究。如: 刚毛藻藻膜系统处理富营养化水体的研究(田忠峰.曹德菊.徐辉.安徽农业大学学报,2012,39(02));刚毛藻对水中n、p的控制及其环境条件研究(叶碧碧.曹德菊.张良昆.彭娟.杨旻 安徽农业大学学报,2011,38(04);水绵处理富营养化景观水体的试验研究(温子燕.凡传明.科技情报开发与经济,2010,20(20));着生刚毛藻处理富营养化湖泊水(况琪军.凌晓欢.马沛明.胡征宇.武汉大学学报(理学版),2007,(02));刚毛藻—生物膜共生系统修复富营养化湖水的模拟研究(雷国元.马军.水处理技术, 2007,(07));水网藻在不同环境条件下对氮磷的吸收能力(王朝晖.林秋奇.杞桑等 中国环境科学,1999,19(3):257~261.)同时他们也开展了水网藻(hydrodictyon reticulatum)治理水体富营养化的可行性研究。
6.本技术发明人团队成员在2010年~2021年期间,曾多次对海生浒苔(zl201610055157.3《 一种浒苔人工半咸水生态育苗法》)与淡水中的刚毛藻开展试验,试验结果表明,浒苔与刚毛藻均能利用富营养化海、淡水水体中的n,p,达到快速净化水体的目的;可作为水体生态净化的先锋植物。
7.上述的研究表明,大型丝状绿藻在水质净化方面的效果值得肯定。但这些年来,大型丝藻净化富营养化水体的技术并没有得到推广应用,原因是环保治理项目时,很难在短时间内获得能满足治理所需的大型丝状绿藻的量;另外,只是简单用网箱来承载大型丝状绿藻的方式,在实际应用中,极易沉积成团,达不到最佳的净化效果。


技术实现要素:

8.本实用新型的目的是提供一种用于富营养化水体净化的附着基组合模块,其生产成本低、周期短、效率高,能够满足治理所需的藻类植物的量,且在实际应用中,不会沉积成团,能够达到最佳的净化富营养化水体的效果。
9.为实现上述目的,本实用新型采用如下技术方案:
10.一种用于富营养化水体净化的附着基组合模块,所述附着基组合模块由多个附着基模块单元组成,每个所述附着基模块单元包括:用于附着藻类植物的网状附着基,所述网状附着基呈矩形,其上端边连接支撑杆,其下端边连接沉杆,还包括一浮杆,所述浮杆位于支撑杆上方且与支撑杆之间通过等长的多根下沉线连接,多个所述附着基模块单元通过两条上纲绳和两条下纲绳串接,构成所述附着基组合模块。
11.所述下沉线的长度为150~250mm;所述网状附着基由窗纱或渔网制成,长度为1000mm,宽度为500mm;两条上纲绳中的一条连接于各浮杆的左端,另一条上纲绳连接于各浮杆的右端;两条所述下纲绳中的一条连接于各沉杆的左端,另一条下纲绳连接于各沉杆的右端;各浮杆和各沉杆相互平行,相邻两附着基模块单元的间隔为600mm。
12.当所述附着基组合模块放置于待生态修复的淡水水体中时,各所述浮杆漂浮于水面,两条所述上纲绳的两端均设有长度与浮杆等长的上过度杆,两条上纲绳连接于上过度杆相应的端部后拴系于固定在水底的相应之木桩上部;两条所述下纲绳的两端均设有长度与支撑杆等长的下过度杆,两条上纲绳连接于下过度杆相应的端部,调节绳的一端连接在下过度杆的中部,调节绳的另一端拴系于相应之木桩的上纲绳与木桩拴系部的下方,通过调节绳的收、放,调节附着基模块单元与水面的夹角,以达到附着基模块单元在水中的悬挂深度。
13.当所述附着基组合模块放置于待生态修复的淡水水体中时,各所述浮杆漂浮于水面,两条上纲绳的两端均设有长度与浮杆等长的上过度杆,两条上纲绳连接于上过度杆相应的端部,固定绳的一端拴系于上过度杆的中部,固定绳的另一端拴系于水底相应的石砣上;两条下纲绳的两端均设有长度与支撑杆等长的下过度杆,调节绳的一端拴系于下过度杆的中部,调节绳的一端拴系于水底相应的石砣上,通过调节绳的收、放,调节附着基模块单元与水面的夹角,以达到附着基模块单元在水中的悬挂深度。
14.与现有技术相比本实用新型的有益效果是:由于采用上述技术方案,所述附着基组合模块由多个丝状绿藻模块通过两条上纲绳和两条下纲绳串接组成,每个所述丝状绿藻模块包括:用于附着藻类植物(如刚毛藻)的网状附着基,所述网状附着基呈矩形,其上端边连接支撑杆,其下端边连接沉杆,还包括一浮杆,所述浮杆位于支撑杆上方且与支撑杆之间通过等长的多根下沉线连接,这种结构,可以根据需要,方便快捷地将多个附着基组合模块组成附着基组合模块,能够在短时间内(制备周期不超过1个月)获得能满足治理所需的藻类植物(如绿藻门、褐藻门、红藻门,最优为绿藻门中刚毛藻目中的刚毛藻;海生浒苔)的量,而组装前的每一个丝状绿藻模块又便于较大密度地放在采苗池内采苗,丝状绿藻模块在实际应用中,藻类植物不会沉积成团,能够达到最佳的净化效果;下沉线的长度为150~250mm,可使网状附着基置于水面以下给藻类植物(如刚毛藻、浒苔)更好的生存环境(水下150~250mm藻类长得最好),且可防止藻类植物(如刚毛藻、浒苔)藻体在水面因高温而灼伤。
附图说明
15.图1是本实用新型的附着基模块单元的结构示意图;
16.图2是图1的多个附着基模块单元通过两条上纲绳和两条下纲绳串接并与水面形成预设夹角的结构示意图;
17.图3是图1的多个附着基模块单元通过两条上纲绳和两条下纲绳串接并与水面垂直的结构示意图;
18.图4是本实用新型使用木桩进行固定的结构示意图;
19.图5是是本实用新型使用石砣进行固定的结构示意图;
20.图6是本实用新型沿河岸纵向设置在河岸边部的结构示意图;
21.图7是显微镜下刚毛藻孢子附着于网状附着基上的示意图;
22.图8是显微镜下刚毛藻幼苗附着于载玻片上的局部示意图;
23.图9是显微镜下刚毛藻幼苗附着于载玻片上的示意图。
具体实施方式
24.为了使本实用新型的技术方案更加清晰,以下结合附图1至9,对本实用新型进行详细说明。应当理解的是,本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本实用新型,并不是为了限定本实用新型的保护范围。
25.本实用新型是一种用于富营养化水体净化的附着基组合模块,所述附着基组合模块由多个附着基模块单元01组成,每个所述附着基模块单元01包括:用于附着藻类植物的网状附着基1,所述网状附着基1呈矩形,其上端边连接支撑杆2,其下端边连接沉杆3,还包括一浮杆4,所述浮杆4位于支撑杆2上方且与支撑杆2之间通过等长的多根下沉线5连接,多个所述附着基模块单元01通过两条上纲绳6和两条下纲绳7串接,构成所述附着基组合模块。
26.作为优选,所述下沉线5的长度为150~250mm;所述网状附着基1由窗纱或渔网制成,长度为1000mm,宽度为500mm;两条上纲绳6中的一条连接于各浮杆4的左端,另一条上纲绳6连接于各浮杆4的右端;两条所述下纲绳7中的一条连接于各沉杆3的左端,另一条下纲绳7连接于各沉杆3的右端;各浮杆4和各沉杆3相互平行,相邻两附着基模块单元的间隔为600mm。
27.固定方式一:当所述附着基组合模块放置于待生态修复的淡水水体中时,各所述浮杆4漂浮于水面,两条所述上纲绳6的两端均设有长度与浮杆4等长的上过度杆10,两条上纲绳6连接于上过度杆10相应的端部后拴系于固定在水底的相应之木桩8上部;两条所述下纲绳7的两端均设有长度与支撑杆2等长的下过度杆11,两条上纲绳6连接于下过度杆11相应的端部,调节绳12的一端连接在下过度杆11的中部,调节绳12的另一端拴系于相应之木桩8的上纲绳6与木桩8拴系部的下方,通过调节绳12的收、放,调节附着基模块单元01与水面的夹角,以达到附着基模块单元01在水中的悬挂深度。
28.固定方式二:当所述附着基组合模块放置于待生态修复的淡水水体中时,各所述浮杆4漂浮于水面,两条上纲绳6的两端均设有长度与浮杆4等长的上过度杆10,两条上纲绳6连接于上过度杆10相应的端部,固定绳13的一端拴系于上过度杆10的中部,固定绳13的另一端拴系于水底相应的石砣9上;两条下纲绳7的两端均设有长度与支撑杆2等长的下过度
杆11,调节绳12的一端拴系于下过度杆11的中部,调节绳12的一端拴系于水底相应的石砣9上,通过调节绳12的收、放,调节附着基模块单元01与水面的夹角,以达到附着基模块单元01在水中的悬挂深度。
29.所述藻类植物是指:如绿藻门、褐藻门、红藻门中的附着藻类,本技术最优为绿藻门刚毛藻目中的淡水刚毛藻,绿藻门中海生浒苔。
30.下面以刚毛藻为例,说明用于富营养化水体净化的附着基组合模块的制备工艺:
31.步骤一,取河道水依次进行黑暗沉淀、过滤、曝气,作为备用水;
32.步骤二,选取刚毛藻目中的刚毛藻(黄绿色成熟藻体),去除杂物,用备用水清洗干净,吸干表面水份,用塑料袋封好,置于4℃冰箱黑暗保藏1~2日,作为种藻备用;
33.步骤三,向采苗池加注步骤一的备用水,将所述附着基模块单元01放入采苗池中,相邻两附着基模块单元的间隔为5~10mm,再往采苗池中加入em菌;
34.步骤四,取出步骤二备用的种藻,在室温下自然升温到室温后,放入备用水中充气2~5小时使之恢复活力,后在含有0.7%碘液的备用水中消毒2~8分钟;用备用水冲洗净;剪切成藻段,将藻段倒入采苗池;开启采苗池中的水泵、充气泵并光照培养;
35.步骤五,待刚毛藻孢子或配子附着在所述网状附着基1达到预设的附着数量后,将所述附着基模块单元01移至含有营养盐的育苗池,育苗池人工投放水溞,苏云金芽孢杆菌,以使育苗池内形成“刚毛藻
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菌”生态育苗系统,开启育苗池中的水泵、充气泵并光照培养;
36.步骤六,将育苗后的多个所述附着基模块单元01通过两条上纲绳6和两条下纲绳7串接,构成所述附着基组合模块。
37.作为优选,步骤一所述的备用水,通过黑暗静置处理5~7天;后经砂滤或200~300目多层网绢过滤,以去除水中的悬浮物与微型生物;最后经曝气增氧后备用。步骤二的刚毛藻在去除杂物后,用备用水冲洗干净,用吸水纸或纱布吸干刚毛藻的水分后用塑料袋密封后放置于4℃冰箱中黑暗保存。步骤三所述em菌,采用市售的em菌,添加量为0.5~5ml/m
3 水体。步骤四所述碘液是重量比为0.7%的ki溶液,浸泡以去除夹杂在刚毛藻中的原生动物与微型藻类(如硅藻、栅藻);所述藻段长度为0.1~1mm。
38.作为优化,所述采苗池温度控制在23
±
2℃,光照强度为3000~4500lx,光照周期为l:d=8h:16h,全部用日光灯照明。步骤五中,以160倍显微镜观察,网状附着基1的网线在一个视野中附着数量达到8~10个孢子即可将所述附着基模块单元01移至含有营养盐的育苗池;所述营养盐为:4~10mg/l氮(可通过铵盐、硝酸盐配制),0.4~1mg/l磷(可通过磷酸二氢钾配制);水温控制在25
±
2℃,光照强度为3000~4500lx,光照周期为l:d=12h:13h,全部用日光灯照明。水溞优选用祼腹溞或大型溞,投放量为900~1100个/m3水体;苏云金芽孢杆菌选取以色列亚种苏云金芽孢杆菌可湿性粉剂,投放量为0.5~5g/m
3 水体;当育苗池中培养刚毛藻小苗长度为0.1~10mm,便可从育苗池移出,放置于待生态修复的淡水水体中;作为优化,刚毛藻小苗长度5~10mm移出更佳。
39.作为优选,所述下沉线5的长度为150~250mm;所述网状附着基1由窗纱或渔网制成,长度为1000mm,宽度为500mm;两条上纲绳6中的一条连接于各浮杆4的左端,另一条上纲绳6连接于各浮杆4的右端;两条所述下纲绳7中的一条连接于各沉杆3的左端,另一条下纲绳7连接于各沉杆3的右端;各浮杆4和各沉杆3相互平行,相邻两附着基模块单元的间隔为
600mm。固定方式一:当所述附着基组合模块放置于待生态修复的淡水水体中时,各所述浮杆4漂浮于水面,两条所述上纲绳6的两端均设有长度与浮杆4等长的上过度杆10,两条上纲绳6连接于上过度杆10相应的端部后拴系于固定在水底的相应之木桩8上部;两条所述下纲绳7的两端均设有长度与支撑杆2等长的下过度杆11,两条上纲绳6连接于下过度杆11相应的端部,调节绳12的一端连接在下过度杆11的中部,调节绳12的另一端拴系于相应之木桩8的上纲绳6与木桩8拴系部的下方,通过调节绳12的收、放,调节附着基模块单元01与水面的夹角,以达到附着基模块单元01在水中的悬挂深度;固定方式二:当所述附着基组合模块放置于待生态修复的淡水水体中时,各所述浮杆4漂浮于水面,两条上纲绳6的两端均设有长度与浮杆4等长的上过度杆10,两条上纲绳6连接于上过度杆10相应的端部,固定绳13的一端拴系于上过度杆10的中部,固定绳13的另一端拴系于水底相应的石砣9上;两条下纲绳7的两端均设有长度与支撑杆2等长的下过度杆11,调节绳12的一端拴系于下过度杆11的中部,调节绳12的一端拴系于水底相应的石砣9上,通过调节绳12的收、放,调节附着基模块单元01与水面的夹角,以达到附着基模块单元01在水中的悬挂深度。
40.为提高净化效果,作为优选,可在生态修复的淡水水体的水面设有多台微型耕水机,以使水体产生微流动,以利于水体中n、p向各附着基模块单元01扩散,与净化水体间对流交换,耕水机耗能较低,依靠太阳能电池提供动力即可。
41.藻类植物通过光合作用,将水体中的营养盐n、p转化为藻类植物的生物体,得以储存固定,同时藻类植物能吸附水体中的重金属元素。藻类植物光合作用产生的氧气,能提高水体的溶解氧浓度,藻类植物的营养竞争与代谢产物可抑制微型藻类的生长;多种净化机制联动,能达到快速提升待净化水体的质量。
42.在应用中,当附着基模块单元01上的藻类植物生长过多或呈黄绿色衰老时,可以定期或不定期适当收割藻体并打捞出水体,便可将水体中n、p和重金属有效移除,实现富营养化水体的净化。
43.附着基模块单元也可作为浒苔的附着基,具体方法参见(zl201610055157.3《 一种浒苔人工半咸水生态育苗法》),在此不再赘述。

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