专利名称：利用生物膜自净化景观水体的方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种景观水体自净的方法和装置，属于水处理技术领域。
背景技术：
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野生环境中未受污染的水体都有一个完善的水体生态系统，每种生物都 在水体自净中发挥着各自的作用。天然河床、水岸边的泥、砂、卵石等固体 表面附着生长的生物膜在水体自净中发挥着巨大的作用，其上形成的生物膜 能快速降解水中有机物，吸附氮、磷，而生物膜或老化脱落的生物膜又是刮 食性动物、底栖动物的饵料，在水生态系统中发挥着有机物降解者和传递者 的作用。
城市景观水体是城市景观多样性的组成部分，巳成为城市公众文体娱乐、 休闲、观光、亲近自然的重要场所。但由于点源、面源污染物的进入及景观 水体堤岸的建造，可供微生物附着的载体消失，以浮游形式生长的各种生物 利用水中营养物生长繁殖，使水体混浊、透明度降低，大多数水体已失去景 观效果。
采用生物膜净化水体的生物接触氧化法、砾间接触氧化法在微污染原水 预处理和河道水处理中已有较多成功应用的工程。中国发明专利(CN1778710A) 公开了一种生物栅水体强化净化方法及装置，通过将需净化的污水泵入接触 氧化池，利用接触氧化池内的生物膜降解有机物，达到净化水质的目的，但 由于处理过程为一种异位处理，存在水体转移能耗大等问题。
中国发明专利(CN1491906A)公开了一种采用微生物与载体自固定化技术 净化水质的方法，在河流中设置转动式过滤系统，在下游设置微生物载体自 固定反应区，尽管微生物载体自固定反应区能在原位净化水体，但老化脱落 的生物膜污泥如不能有效的处理掉，则有可能重新进入水体，成为新的污染 物，如进行人工或机械清除，则会增加运行与管理费用。
中国实用新型专利(CN1778710A)公开了一种用于废水处理的悬浮式生物
载体，由不同大小的翼板、固定环和底板连接构成，以这种填料作为景观水 原位处理的微生物载体，呈放射状排列的翼板不但为微生物的附着生长提供 了巨大的表面积，具有一定强度的翼板也为螺蛳等刮食性动物的附着取食提 供了可能。
在本发明作出之前，在"3，5—二硝基苯甲酸降解菌A3的分离及降解特性" [中国环境科学，2007， 27(1) :106 110]]—文中，公开了一种睾丸酮丛毛单 胞菌A3，并详细阐述了该菌的富集与分离、菌株的鉴定方法及具有的降解特 性，其它特性及其对它的利用未见报道。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供一种操作简单、价格低廉、节能高效的景 观水体的净化方法及其装置。
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是提供一种利用生物膜自 净化景观水体的方法，将由翼板式填料和组合填料串接在一起组成的箱式生物 膜自净化景观水体装置放置于河道或景观水体中，用塑料薄膜将所述装置围 隔，形成一个独立的无水体交换的小水体，在其中投加混合菌剂，所述混合菌 剂为睾丸酮丛毛单胞菌A3和恶臭假单胞菌按菌体湿重1:1比例混合而成；所 述混合菌剂的投加量为2 5g湿重/m3; 3 5天后拆掉塑料薄膜，待填料上形 成生物膜后，在所述装置内投放刮食性动物和底栖动物。
一种利用生物膜自净化景观水体的装置，它由箱体骨架(2)、翼板式填料 (3)、组合填料(4)和中心绳(5)组成；中心绳通过翼板式填料和组合填料的中 心将它们串接在一起，中心绳两端分别固定于箱体骨架上。
所述的翼板式填料为有翼板的柱形填料，其直径和高均为15 20cm，在每 个翼板式填料的下部固定一片直径为9 15cm的组合填料。
所述的翼板式填料其上、下间距为8 16 cm。
所述的箱体骨架的材料为工程塑料。
本发明的有益效果是
(l)采用箱式装置，翼板式填料和组合填料的比表面积大，在景观水体中放 置此填料为微生物、藻类、原生动物的附着生长提供了巨大的附着面。
(2)投加有强成膜能力的细菌，促使生物膜的快速和大暈形成，通过大量生
物膜的形成提高降解有机物、吸附氮磷的能力，同时，投加能以为生物膜为饵 料的刮食性动物和底栖动物如螺蛳.、花鱼骨鱼、黄尾密鲴鱼等， 一方面延长食 物链，另一方面减少生物膜污泥的形成。
(3)在利用生物膜强化景观水体自净的同时，模仿自然界生态系统的净化 作用，通过强化生物膜这种附着型生物的大量生长，与浮游生物竞争营养，从 而减少浮游生物的数量，增加水体透明度。-
图1是本发明实施例一种利用生物膜自净化景观水体的装置；
其中，1:箱体；2:箱体骨架；3:翼板式填料；4:组合填料；5:中心绳。
具体实施方式
下面结合附图及实施例.对本发明作进 一 步描述 实施例1:
参见附图1，用中心绳5通过翼板式填料3和组合填料4的中心，将它们 串接在一起，固定于箱体1的骨架2上，组成一种箱式生物膜自净化景观水 体的装置。箱体的形状和大小可根据实际水体景观设计成长方形、方形、圆 形等，箱体骨架的材料可以为工程塑料或其他耐腐蚀的硬质材料。翼板式填 料为有翼板的柱形填料，其直径和高为15 20cm，在每个翼板式填料的下部 固定一片直径为9 15cm的组合填料，每个翼板式填料的上、下间距为8 16 cm。中心绳固定于箱体底部和上部的固定骨架上，每串相邻的填料间交错排 列。
将箱式生物膜自净化景观水体的装置放置于需处理的景观水体内，用塑 料薄膜将箱体围隔起来形成一个独立的无水体交换的小水体；将事先批量培 养的具有强成膜能力的混合菌剂运送到现场，按2 5 g湿重/m3水的比例投 加到围隔好的水体内；投菌后用水泵或临时放置于箱底的曝气管曝气，促使 水箱内水体流动并搅动起部分底泥，1天后停止对水体的搅动，3 5天后拆
掉塑料薄膜，使箱体内外相通成为一个开放水体，待填料上形成成熟的生物 膜后在箱内投放刮食性动物(如螺蛳等)和底栖动物(如花鱼骨鱼、黄尾密鲴鱼 等)，取食填料上的生物膜或老化脱落的生物膜，通过延长食物链的方式消化 老化或脱落的生物膜；根据水体中动物的生长情况，还可通过休闲垂钓等方 式将部分螺、鱼等动物转移出水体。处理过程中可根据季节、景观等情况在 箱内栽培或不栽培水葫芦、水浮莲等浮水植物。 上述混合菌剂的培养步骤为
(1) 按常规微生物学实验方法，将事先培养获得的具有'强成膜能力的细 菌睾丸酮丛毛单胞菌A3和恶臭假单胞菌分别划线接种至LB试管斜面，3(TC 培养24小时。睾丸酮丛毛单胞菌A3，在"3,5-二硝基苯甲酸降解菌A3的分 离及降解特性"[中国环境科学，2007， 27 (1):106 110]] —文中已经公开；
(2) 挑取试管上的菌体接种到装有100mL LB液体培养基的250 mL的三 角瓶中，30°C, 150转/分钟振荡培养24小时；
(3) 按10X接种量将三角瓶内的菌种分别接种到装有300 mLLB液体培
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(4) 收集2种菌体的菌悬液，5000转/分钟离心，两种菌体湿重按1:1 比例混合制成混合菌剂。
(5) 所述的LB固体培养基(g/L)为蛋白胨10 g，酵母粉5 g，氯化钠 10 g,琼脂15 g，水1L， pH7.0。所述的LB液体培养基(g/L)为蛋白胨10g， 酵母粉5 g，氯化钠10 g，水1L， pH7.0。
在2个0. 5 m3的水箱内放置翼板式填料和组合填料，注入景观河水和部 分底泥， 一个水箱内投具有强成膜能力的混合菌剂2g，另一个水箱为不投混 合菌剂的对照，用小水泵使水箱内水循环流动1天后停止水循环，将水箱倾 斜，静置，3 5天后从水箱底部排水口将底泥排出，开启水泵使水箱内水体 循环流动，每天更换5 10 L河水，以便为微生物生长提供氮、磷及有机营 养物，在20 3(TC下运行15天时，投混合菌剂的箱体内填料上的生物膜厚度 平均达0.82 mm，而不投混合菌剂的对照水箱中的填料上生物膜平均厚度为 0.37 nun;运行30天时投混合菌剂的箱体内填料上的生物膜厚度平均达1.53 mm，而不投混合菌剂的对照水箱中的填料上生物膜平均厚度为1.31mm。由此
可见，本发明采用投加混合菌剂的技术方案，有利于生物膜的快速和大量形 成，通过生物膜对有机物的降解和对氮磷的吸附，提高景观水体的自净能力。
权利要求
1、一种利用生物膜自净化景观水体的方法，其特征在于将由翼板式填料和组合填料串接在一起组成的箱式生物膜自净化景观水体装置放置于河道或景观水体中，用塑料薄膜将所述装置围隔，形成一个独立的无水体交换的小水体，在其中投加混合菌剂，所述混合菌剂为睾丸酮丛毛单胞菌A3和恶臭假单胞菌按菌体湿重1∶1比例混合而成；所述混合菌剂的投加量为2～5g湿重/m3；3～5天后拆掉塑料薄膜，待填料上形成生物膜后，在所述装置内投放刮食性动物和底栖动物。
2. —种利用生物膜自净化景观水体的装置，其特征在于它由箱体骨架(2)、 翼板式填料(3)、组合填料(4)和中心绳(5)组成；中心绳通过翼板式填料和组合 填料的中心将它们串接在一起，中心绳两端分别固定于箱体骨架上。
3. 根据权利要求2所述的一种利用生物膜自净化景观水体的装置，其特征 在于所述的翼板式填料为有翼板的柱形填料，其直径和高均为15 20cm，在 每个翼板式填料的下部固定一片直径为9 15cm的组合填料。
4. 根据权利要求2所述的一种利用生物膜自净化景观水体的装置，其特征 在于所述的翼板式填料其上、下间距为8 16 cm。
5. 根据权利要求2所述的一种利用生物膜自净化景观水体的装置，其特征 在于所述的箱体骨架的材料为工程塑料。
全文摘要
本发明涉及一种利用生物膜强化景观水体自净的方法和装置，属于水处理技术领域。它将由多串翼板式填料和组合填料组成的箱式生物膜自净化景观水体装置放置于河道或景观水体中，用塑料薄膜将装置围隔，形成一个独立的无水体交换的小水体，在其中投具睾丸酮丛毛单胞菌A3和恶臭假单胞菌混合菌剂，混合菌剂的投加量为2～5g湿重/m<sup>3</sup>；3～5天后拆掉塑料薄膜，待填料上形成生物膜后，在装置内投放刮食性动物和底栖动物。本发明在利用生物膜强化景观水体自净的同时，通过投加有强成膜能力的细菌，促使附着型生物的大量生长将与浮游生物竞争营养，从而减少浮游生物的数量，增加水体透明度，对保护环境具有广阔的应用前景。
文档编号C02F3/10GK101177320SQ20071013501
公开日2008年5月14日 申请日期2007年11月6日 优先权日2007年11月6日
发明者史全良, 孟祥勋, 宋学宏, 李蒙英, 许维岸 申请人:苏州大学