本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种污水治理用的生态基及其制备方法。
背景技术：
水环境是构成环境的基本要素之一，是人类社会赖以生存和发展的重要场所，也是受人类干扰和破坏最严重的领域。水环境的污染和破坏已成为当今世界主要的环境问题之一。
重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染。重金属污染与其他有机化合物的污染不同。不少有机化合物可以通过自然界本身物理的、化学的或生物的净化，使有害性降低或解除。而重金属具有富集性，很难在环境中降解。目前中国由于在重金属的开采、冶炼、加工过程中，造成不少重金属如铅、汞、镉、钴等进入大气、水、土壤引起严重的环境污染。如随废水排出的重金属，即使浓度小，也可在藻类和底泥中积累，被鱼和贝类体表吸附，产生食物链浓缩，从而造成公害。
去除废水中重金属离子传统的方法主要有物理处理法、化学处理法、生物膜法、离子交换法等，但成本较高，且处理时间长，易产生二次污染。而利用水生植物吸附法由于适应性广，经济，步骤简单等优点，愈来愈受到人们的关注。具体做法是通过在水下种植水生植物、加入微生物来培育“水下森林”，通过植物吸附法重金属来达到净化水体的目的。但是该方法中一般将植物种植在水下后就不会进一步的管理了，由于植物吸附重金属会达到饱和，达到饱和后就起不到吸附的作用了，并且吸收饱和后植物会生长不良甚至死亡，而残体存留在水中就会造成二次污染；此外，不对水生植物进一步管理，植物会过度繁殖，这样会给水生态环境带来严重的影响，如堵塞河道、水质恶化等。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种污水治理用的生态基，克服活体植物治理水污染时带来的二次污染及生态破坏的缺陷。
本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：
一种污水治理用的生态基，包括植物骨架、外包覆层、内部填料，所述植物骨架由金属丝编织而成，所述外包覆层为负载有重金属吸附剂的人造草坪，所述内部填料为植物枯枝落叶发酵而成的腐殖质。
达到的技术效果是，利用金属丝编织成植物的形态，并在金属丝外侧包覆人造草坪，从外观看上去像活体植物的造型，通过在骨架内填充植物枯枝落叶发酵而成的腐殖质以实现类似活体植物的功能；腐殖质对水体污染物的治理有多方面的作用，其一，腐殖质的主要组分是腐殖酸，腐殖酸和腐殖酸盐可构成弱酸-弱酸盐缓冲体系,对水体的酸碱度的变化起缓冲作用；其二，腐殖质对水体中金属离子具有螯合作用和吸附作用，腐殖质分子带有很多活性基团，使它能与金属离子和金属水合氧化物发生离子交换、表面吸附、配位和螯合、凝结和胶溶等反应，进而使得水体中重金属迁移、富集、沉积。森林中或城市行道树下有大量的枯枝落叶，而城市中清扫出的枯枝落叶大多被焚烧，资源没有得到有效利用，本发明中应用枯枝落叶发酵产物作为生态基内部填料，既能够对资源充分利用，又能对水体起到净化作用，并且不会产生二次污染。
进一步，所述人造草坪包括底层和从底层延伸出的人造纤维，所述底层由可拆卸式连接的第一底层和第二底层组成，所述第一底层和第二底层之间填充有重金属吸附剂。人造草坪对水体既无污染，又不会因为长时间浸润水中而腐朽，是非常适合做仿生植物的材料，在仿生植物底层中填充冲金属吸附剂，其一可以起到对重金属的吸附作用，其二可以对骨架内部填充的腐殖质起到包裹作用。
本发明的目的之二是提供一种污水治理用的生态基的制备方法，通过以下技术手段解决上述技术问题：
生态基的制备方法，包括以下步骤：
用金属丝和/或TiO2复合纤维编织成植物形状的骨架；
将枯枝落叶发酵后形成的腐殖质作为内部填料填充在骨架内部；
制备外包覆层，取可相互插接的塑料网格分别作为人造草坪的第一底层和第二底层，取人造纤维固定在第一底层上形成草坪草，将制备好的重金属吸附剂无间距的依次铺设在第一底层上，并将第二底层与第一底层扣合；
将制备好的外包覆层包裹在骨架外侧。
进一步，所述重金属吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
S1：将枯枝落叶用NaOH溶液浸泡10-12h，然后在50-60℃下煮，然后夹出叶片并用毛笔刷掉叶肉，得到叶片的叶脉；利用NaOH溶液浸泡是为了除去叶片上的表皮和叶肉组织，从而得到由纤维素构成的叶脉，由于叶脉为网状结构，可以增加吸附的比表面积，使得纤维素的吸附容量更大、吸附效率更高；此外，NaOH对纤维素有润胀作用，纤维素经过润胀的预处理之后，可提高后续反应试剂对纤维素的可及度，促进反应试剂在纤维素中的渗透和扩散。
S2：取丙烯酰胺溶解于去离子水中，然后将上述制备好的叶脉溶于其中，反应20-30min，温度为20-30℃，然后加入引发剂过硫酸铵和无水亚硫酸钠进行反应，冷却至室温后用丙酮洗涤，真空干燥后得到纤维素接枝聚丙烯酰胺；
S3：取FeCl3·6H2O，溶解于无水乙醇—超纯水混合液中，加入维素接枝聚丙烯酰胺进行反应，反应过程中缓慢滴加硼氢化钠溶液再反应15-20min，然后将固体取出，经超纯水、丙酮、乙醇洗涤后得到纤维素接枝聚丙烯酰胺负载零价铁吸附剂。由于负载了零价铁，使得纤维素表面蓬松、结构粗糙、有少量孔隙出现，这样增大了纤维素的吸附比表面积。
进一步，在S1步骤中，所述枯枝落叶在NaOH溶液中煮4-5h。
进一步，在S2步骤中，在加入引发剂的反应条件为在20-30℃条件下反应8h-10h。
进一步，在S3步骤中，加入维素接枝聚丙烯酰胺的反应时间为15-20min。
进一步，所述内部填料的制备方法，包括以下步骤：
首先将收集好的枯枝落叶粉碎，加入发酵剂，放入发酵机中发酵34-40h。温度控制在70-75℃，湿度控制在60-65％。
进一步，发酵的温度控制在70-75℃，湿度控制在60-65％。
本发明的有益效果：(1)本发明制备出的生态基既具有活体植物的美感又能够吸附水体中的重金属，当吸附达到饱和时可以随时更换，可避免产生二次污染；(2)使用枯枝落叶作为吸附剂和内部填料的主体材料，能够对资源充分利用，变废为宝；(3)直接利用植物叶脉的网状结构，可以增加吸附的比表面积，使得纤维素的吸附容量更大、吸附效率更高。
附图说明
图1是本发明生态基的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明：
实施例一
如图1所示，一种污水治理用的生态基，包括植物骨架1、外包覆层、内部填料2，植物骨架1由金属丝编织而成，外包覆层为负载有重金属吸附剂的人造草坪或仿植物造型的外衣材料，内部填料为植物枯枝落叶发酵而成的腐殖质。利用金属丝编织成植物的形态，并在金属丝外侧包覆人造草坪，从外观看上去像活体植物的造型，通过在骨架内填充植物枯枝落叶发酵而成的腐殖质以实现类似活体植物的功能；人造草坪包括底层和从底层延伸出的人造纤维6，底层由可拆卸式连接的第一底层4和第二底层3组成，第一底层4和第二底层3之间填充有重金属吸附剂5，重金属吸附剂可以吸附水体中的重金属。
实施例二
生态基的制备方法，包括以下步骤：
用金属丝或TiO2复合纤维编织成植物形状的骨架；TiO2复合纤维的制备方法为，采用溶胶-凝胶法制备二氧化钛前驱体溶液，借助静电纺丝技术纺丝出PVP/TiO2前驱体复合纤维，将前驱体复合纤维在450℃煅烧后得到TiO2复合纤维。
将收集好的枯枝落叶粉碎，加入发酵剂，放入发酵机中发酵34-40h，发酵温度控制在70-75℃，湿度控制在60-65％，枯枝落叶发酵后形成的腐殖质填充在骨架内部；
制备外包覆层，取可相互插接的塑料网格分别作为人造草坪的第一底层和第二底层，取人造纤维固定在第一底层上形成草坪草，将制备好的重金属吸附剂无间距的依次铺设在第一底层上，并将第二底层与第一底层扣合；
将制备好的外包覆层包裹在骨架外侧。
实施例三
实施例二中所述重金属吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
S1：将枯枝落叶用NaOH溶液浸泡12h，然后在60℃下煮4h，然后夹出叶片并用毛笔刷掉叶肉，得到叶片的叶脉；
S2：取丙烯酰胺溶解于去离子水中，然后将上述制备好的叶脉溶于其中，反应20min，温度为20℃，然后加入引发剂过硫酸铵和无水亚硫酸钠，在20℃条件下反应8h，冷却至室温后用丙酮洗涤，真空干燥后得到纤维素接枝聚丙烯酰胺；
S3：取FeCl3·6H2O，溶解于无水乙醇——超纯水混合液中，加入维素接枝聚丙烯酰胺，反应15min，缓慢滴加硼氢化钠溶液再反应15min，然后将固体取出，经超纯水、丙酮、乙醇洗涤后得到纤维素接枝聚丙烯酰胺负载零价铁吸附剂。
实施例四
实施例二中所述重金属吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
S1：将枯枝落叶用NaOH溶液浸泡10h，然后在50℃下煮5h，然后夹出叶片并用毛笔刷掉叶肉，得到叶片的叶脉；
S2：取丙烯酰胺溶解于去离子水中，然后将上述制备好的叶脉溶于其中，反应30min，温度为30℃，然后加入引发剂过硫酸铵和无水亚硫酸钠，在30℃条件下反应10h，冷却至室温后用丙酮洗涤，真空干燥后得到纤维素接枝聚丙烯酰胺；
S3：取FeCl3·6H2O，溶解于无水乙醇——超纯水混合液中，加入维素接枝聚丙烯酰胺，反应20min，缓慢滴加硼氢化钠溶液再反应15min，然后将固体取出，经超纯水、丙酮、乙醇洗涤后得到纤维素接枝聚丙烯酰胺负载零价铁吸附剂。
实施例四
实施例二中所述重金属吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
S1：将枯枝落叶用NaOH溶液浸泡11h，然后在55℃下煮4.5h，然后夹出叶片并用毛笔刷掉叶肉，得到叶片的叶脉；
S2：取丙烯酰胺溶解于去离子水中，然后将上述制备好的叶脉溶于其中，反应25min，温度为25℃，然后加入引发剂过硫酸铵和无水亚硫酸钠，在25℃条件下反应9h，冷却至室温后用丙酮洗涤，真空干燥后得到纤维素接枝聚丙烯酰胺；
S3：取FeCl3·6H2O，溶解于无水乙醇——超纯水混合液中，加入维素接枝聚丙烯酰胺，反应17min，缓慢滴加硼氢化钠溶液再反应17min，然后将固体取出，经超纯水、丙酮、乙醇洗涤后得到纤维素接枝聚丙烯酰胺负载零价铁吸附剂。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。