实现光照透过所述浮体装置由内向外发出，使其在夜晚也能从装置内部发出光照，从而保证光合细菌始终处于光照充足的状态。本发明通过其中空壳体的结构改进，使光合细菌始终位于水体以下20?30cm光照充足的浅水位置，充分地利用太阳光进行光合作用净化水体，在夜间所述浮体装置内层的长效发光粉可发光以供光合细菌进行光合作用，外表面负载的光催化剂二氧化钛P25，可以去除有机污染物，并为光合细菌提供部分无机碳源，光照条件下产生的光生电子可促进光合细菌的生长。而且内外的光照交替，也使得生物膜厚度增加，极大地提高了光合细菌的净化效率，很好的克服了现有技术中的弊端。
[0040]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:
[0041 ] (I)本发明能使光合细菌稳定在水体界面以下20?30cm处，保证光合细菌昼夜光照充足，使光合细菌对河道中的有机污染物进行高效的降解，清洁水体。
[0042](2)本发明能同时利用负载在所述浮体装置外表面的光催化剂二氧化钛P25去除有机污染物，并可为光合细菌提供部分无机碳源，产生的光生电子还可促进光合细菌的生长，进一步清洁水体。
[0043](3)本发明在河道修复过程中无需任何耗能，可日夜运行，极大
[0044](4)本发明结构简单，操作方便，成本低廉，寿命长久。
【附图说明】
[0045]图1为本发明的结构示意图。
[0046]图中所示附图标记如下:
[0047]1-中空圆柱体2-中空圆锥体3-空心半球体
[0048]4-环形槽5-弹性填料6-内表面
[0049]7-外表面8-线栓9-重物
【具体实施方式】
[0050]如图1所示，一种负载光合细菌的浮体装置，包括中空壳体、重物9、弹性填料5和附着在弹性填料上的光合细菌膜。
[0051 ]本实施方式中，中空壳体由三段构成:上段的中空圆柱体1、中段的中空圆锥体2和底部的空心半球体3，中空圆柱体1、中空圆锥体2和空心半球体3的空心腔体连通。
[0052]中空圆柱体由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料制成，中空圆锥体2和空心半球体3部分外表面7由透光度达93%以上的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制成，并在外表面材料上负载光催化剂二氧化钛P25，表面负载率为10%?30 %。
[0053]催化剂二氧化钛P25通过溶胶凝胶法负载在外表面上(即将二氧化钛P25支撑溶胶凝胶，然后涂覆在壳体外表面上)，内表面6材料为质量比为3%?10%的长效发光粉和PMMA注塑而成;空心半球体3内填充重物9，重物优选散石。
[0054]二氧化钛溶胶的制备方法为现有技术，例如，可以由如下方法制备:
[0055](I)将34mL钛酸丁酯与136mL无水乙醇混合，搅拌形成溶液A;
[0056](2)接着，取34mL去离子水、34mL无水乙醇混合，并滴加约6.8mL硝酸，利用pH试纸测定，使PH值保持在大约3-4，形成溶液B;
[0057](3)然后，在室温下将溶液A逐滴(速率在2滴/秒左右)加入所制备的溶液B中。同时利用恒温磁力搅拌器进行剧烈搅拌，使其钛酸丁酯水解。连续搅拌约3h，就可制成淡黄色透明的溶胶；
[0058](4)接下来，在80°C温度下将所得溶胶在干燥烘箱中干燥24h，最终形成凝胶。即制备得到的二氧化钛溶胶。
[0059]中空壳体的中空圆柱体、中空圆锥体和空心半球体的空腔体积比为1:(6?7): (2?3)、质量比为1: (2?3): (2?3);中空壳体与重物的质量比为1: (I?1.2)。
[0060]本实施方式中，中空圆柱体的高为20cm左右，中空部分的直径为2cm左右，外围直径是4cm左右；中空圆锥体高为20cm左右，底面直径为30cm左右。每层厚度都为Icm左右；空心半球体的半径为15cm左右，最大高度为7.5cm左右。
[0061 ]弹性填料5包括若干弹性填料单体，每个弹性填料单体由中心绳和固定在中心绳上且以中心绳为中心呈辐射分布的若干填料丝条，弹性填料单体通过中心绳固定在壳体外表面上，光合细菌膜附着在填料丝条上
[0062]中空圆柱体与中空圆锥体衔接处的外表面开设一个环形槽4(或者设置一个凸环)，中空圆锥体和空心半球体衔接处的外表面上固定固定一圈线栓8，包覆在中空圆锥体2外表面的弹性填料5上端通过绳索固定在该环形槽内，该部分弹性填料的下端固定在对应的线栓上，包覆在空心半球体外表面的弹性填料两端均通过绳索固定在对应的线栓上。
[0063]弹性填料上附着光合细菌膜，光合细菌可由河道表层污泥在太阳光暴晒条件下，间断投加紫色非硫细菌培养基驯化7?15天得到。
[0064]紫色非硫细菌培养基优选为沼泽红假单胞菌(CiCC 23812Rhodopseudomonaspalustris)或类球红细菌(CiCC 10287 Rhodobacter sphaeroides)培养基。
[0065]上述两种培养基可通过市购途径获得，本实施方式中，沼泽红假单胞菌培养基是可由NH4Cl 1.(^、1(2即040.58、他!10)33.(^、酵母膏2.(^制得;类球红细菌的培养基配方及培养条件为:酵母膏2.0g，乙酸钠4.0g，氯化铵2.0g，蛋白胨3.0g，磷酸氢二钾0.2g，硫酸镁0.2g，氯化钠I.25g，碳酸氢钠I.0g，蒸馏水100mL，pH = 7.0，培养温度28 °C，光照强度4000Luxo
[0066]光合细菌的挂膜过程采用常规挂膜方法，本实施方式中，挂膜方式如下:用酵母膏、乙酸钠、氯化铵、蛋白胨、磷酸氢二钾、硫酸镁、氯化钠、碳酸氢钠等配制光合细菌所需营养液约3L，温度、二氧化碳、光照强度等模拟河道条件进行供给。在该实验条件下，将浮体装置置于营养液中进行快速挂膜约48h。然后将上述已挂有一层薄光合细菌生物膜的浮体装置投入到需要修复的目标河道中继续挂膜。
[0067]本发明装置的使用方式如下:
[0068]进行河道修复时，将本发明浮体装置悬浮于待处理河道水体中，包覆弹性填料部分稳定于水界面以下20?30cm，浮体装置投加密度为3?6个/m2。
[0069]昼间反应:附着在弹性填料上的光合细菌在日照条件下，利用污染水体中的各种有机化合物作为碳源和电子供体进行生长繁殖，使得污染水体的有机污染物浓度明显降低。负载在所述浮体装置外表面的光催化剂二氧化钛P25可以去除有机污染物，并为光合细菌提供部分无机碳源，光照条件下产生的光生电子可促进光合细菌的生长。
[0070]夜间反应:浮体装置内层的长效发光粉在夜间发光，为光合细菌提供光源。使得生物膜内表面上的光合细菌也得以降解有机物并进行生长繁殖。
[0071 ] 在江干渠选取长100米的实验河段，江干渠河道全长826米，河面宽11_12米，水域面积9499平方米，现状水位4.5米，水质为劣V类水体。测得实验区氨氮38.25mg/L，总磷9.88mg/L，C0D40.19mg/L，将本发明浮体装置以每平方米4个的密度置于实验河段内，全部浮体装置都稳定于水平面以下20?30cm处。经过I个月的处理，该实验河段的氨氮为8.15mg/L，总磷为2.79mg/L，C0D3.34mg/L，该实验河段的水质有了大幅的提升。
[0072]以上所述仅为本发明专利的具体实施案例，但本发明专利的技术特征并不局限于此，任何相关领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。
【主权项】
1.一种用于河道修复的负载光合细菌的浮体装置，其特征在于，包括: 由透光材料制成的中空壳体，所述中空壳体外表面负载光催化剂、内表面由透光材料和长效发光粉注塑而成； 填充于所述中空壳体内用于将所述浮体装置稳定于水面下的重物； 悬挂在所述中空壳体外表面上的弹性填料； 以及附着在所述弹性填料上的光合细菌膜。2.根据权利要求1所述浮体装置，其特征在于，所述中空壳体包括位于上段的中空圆柱体、位于中段的中空圆锥体及位于下段的空心半球体，中空圆柱体、中空圆锥体和空心半球体的空腔连通，所述重物填充于空心半球体中。3.根据权利要求2所述浮体装置，其特征在于，所述弹性填料悬挂在中空圆锥体及空心半球体的外表面。4.根据权利要求3所述浮体装置，其特征在于，所述中空圆柱体与中空圆锥体衔接处的外表面上设置有用于悬挂所述弹性填料的环形槽或凸环。5.根据权利要求3所述浮体装置，其特征在于，所述中空壳体中中空圆柱体、中空圆锥体和空心半球体的空腔体积比为1: (6?7): (2?3)、质量比为1: (2?3): (2?3);所述中空壳体与重物的质量比为1: (I?1.2)。6.根据权利要求1所述浮体装置，其特征在于，所述光催化剂的表面负载率为10%?30%。7.根据权利要求1所述浮体装置，其特征在于，用于注塑中空壳体内表面的材料中长效发光粉的质量百分比占3%?10%。8.根据权利要求1所述浮体装置，其特征在于，所述弹性填料包括若干弹性填料单体，每个弹性填料单体由中心绳和固定在中心绳上且以中心绳为中心呈辐射分布的若干填料丝条，所述弹性填料单体通过中心绳固定在壳体外表面上，所述光合细菌膜附着在填料丝条上。9.根据权利要求1所述浮体装置，其特征在于，所述光合细菌膜中的光合细菌由河道表层污泥在太阳光暴晒条件下，间断投加紫色非硫细菌培养基驯化7?15天得到。
【专利摘要】本发明公开了一种用于河道修复的负载光合细菌的浮体装置，包括由透光材料制成的中空壳体，所述中空壳体外表面负载光催化剂、内表面由透光材料和长效发光粉注塑而成；填充于所述中空壳体内用于将所述浮体装置稳定于水面下的重物；悬挂在所述中空壳体外表面上的弹性填料；以及附着在所述弹性填料上的光合细菌膜。本发明实现了光合细菌始终处于充足光照条件下进行高效率的代谢活动，极大地提高了污染物的去除率。
【IPC分类】C02F3/34
【公开号】CN105712489
【申请号】CN201610077151
【发明人】厉炯慧, 冯华军, 林燕
【申请人】浙江裕腾百诺环保科技有限公司
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2016年2月3日