基于固定化细胞技术的污染地表水体综合修复装置及方法与流程

文档序号:12053295阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种污染地表水体综合修复装置,包括固定架(1),其特征在于,所述的固定架(1)中部安装有控制箱(2),控制箱(2)四周的固定架(1)内对称安装有浮筒组(3),每个浮筒组(3)顶部的固定架(1)上安装有太阳能电池板(4),每个浮筒组(3)底部的固定架(1)上安装有生物箱(5),生物箱(5)上均匀加工有多个边壁小孔(6);

所述的控制箱(2)内安装有光伏控制器(7),光伏控制器(7)将太阳能电池板(4)与蓄电池(8)连接在一起,蓄电池(8)为曝气机构(9)供电。

2.如权利要求1所述的污染地表水体综合修复装置,其特征在于,所述的生物箱(5)底部设置有悬挂架(10),悬挂架(10)上悬挂有人工水草(11)。

3.如权利要求1所述的污染地表水体综合修复装置,其特征在于,所述的曝气机构(9)包括加工在控制箱(2)侧壁上的空气入口(9-1),还包括安装在控制箱(2)内与蓄电池(8)相连的电机(9-2),电机(9-2)与中空搅拌轴(9-3)的一端相连带动中空搅拌轴(9-3)转动,控制箱(2)内的中空搅拌轴(9-3)上加工有通气孔(9-4),通气孔(9-4)与中空搅拌轴(9-3)的中空腔连通,中空搅拌轴(9-3)的另一端伸出控制箱(2)底部并且在端部连通有底端开放的负压腔(9-5),中空搅拌轴(9-3)上还安装有能够使得负压腔(9-5)产生负压的搅拌桨(9-6)。

4.如权利要求3所述的污染地表水体综合修复装置,其特征在于,所述的中空搅拌轴(9-3)为分段式结构,各段之间通过联轴器(9-7)相连。

5.如权利要求3所述的污染地表水体综合修复装置,其特征在于,所述的负压腔(9-5)为喇叭状,负压腔(9-5)边壁开有小孔。

6.如权利要求1所述的污染地表水体综合修复装置,其特征在于,所述的浮筒组(3)为矩阵式对称排列的四组。

7.一种基于固定化细胞技术的污染地表水体综合修复方法,其特征在于,该方法采用了如权利要求1、3、4、5或6所述的污染地表水体综合修复装置对污染地表水体进行修复。

8.如权利要求7所述的基于固定化细胞技术的污染地表水体综合修复方法,其特征在于,该方法具体包括以下步骤:

步骤一,基质溶液的制备:

配置基质溶液,所述的基质溶液中COD为500mg/L,氨氮浓度为20mg/L,磷酸盐浓度为10mg/L;

步骤二,菌悬液的制备:

取待处理污染地表水当地污水厂的污泥混合液,本实例中所取混合液悬浮固体浓度为3000mg/L,将污泥混合液按30%的体积比例接种于含有步骤一制得的基质溶液的发酵罐中,加入营养物质,使得发酵罐中的酵母膏的浓度为50mg/L,发酵罐中的微量无机盐为(NH4)2SO4、KH2PO4、MgSO4、FeSO4和CaCl2

在30℃下恒温曝气驯化,每2~3天换一次水,检测COD、氨氮和总磷含量,当驯化出的菌种对COD、氨氮和总磷的降解能力均达到90%以上后,进行扩大培养,将菌种接入LB培养基,在发酵罐中30℃恒温曝气培养2d,将培养后的菌液静置沉淀24h,弃去上清液,用磷酸盐缓冲液洗涤,同样静置沉淀后弃去上清液,使菌体悬浮于磷酸盐缓冲液中,形成菌悬液,菌悬液中的微生物含量为20×1011~30×1011个.mL-1

步骤三,微生物的包埋和固定:

配制浓度为4%的海藻酸钠溶液,作为包埋材料,待其彻底溶解后与步骤二制得的菌悬液等体积均匀混合。将混合液灌进长度约为30cm的丝瓜瓤内部,然后将其放入浓度为4%的CaCl2溶液中交联18h。交联结束后,用无菌水冲洗丝瓜瓤,得到吸附有固定化微生物的丝瓜瓤;

步骤四,修复:

将步骤三得到的吸附有固定化微生物的丝瓜瓤装满生物箱,然后将污染地表水体综合修复装置放入污染地表水体中悬浮,开启曝气机构,进行修复。

9.如权利要求8所述的基于固定化细胞技术的污染地表水体综合修复方法,其特征在于,每个生物箱的下方挂4根人工水草,所述的人工水草的直径为5cm,长度为1.5m。

10.如权利要求8所述的基于固定化细胞技术的污染地表水体综合修复方法,其特征在于,所述的曝气机构使得装置周围水体中溶解氧含量维持在4mg/L以上。

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