专利名称：一种使用船体进行低温水体生态纳米复合修复的方法
技术领域：
本发明涉及水体治理领域，具体地，涉及一种使用船体进行低温水体生态纳米复合修复的方法。
背景技术：
目前我国地表水污染非常严重，有70%以上的河流、湖泊达不到地表水III类水质标准，近25%的水为劣五类。水体污染致使水生生态系统遭受严重破坏，自净能力减弱，甚至消亡。其中黑臭河流普遍存在，对人体健康已经造成重大影响，当地民众发病率明显增力口，民众反映强烈，并严重制约着我国社会经济的可持续发展。它已成为我国水环境污染治理上的一大难题。水体修复技术一般可分为水体物理修复技术、水体化学修复技术和水体生物修复·技术。物理修复技术包括截污、清淤、引水冲污等。这些方法需要建筑大型的构筑物，不仅投资大、工程复杂，且治标不治本，仅仅是辅助治理手段，不能彻底改善水质；化学修复技术是通过化学手段处理被污染水体达到去除水体中污染物的一种方法。如治理泊酸化可投加生石灰；除磷可投加铁盐等。化学净化法由于投加的是化学药剂，因此不仅治理费用较高，而且还易造成二次污染。水体的生物修复技术是新近发展起来的一项清洁环境的低投资、高效益、便于应用、发展潜力巨大的新兴技术，它利用特定生物(特别是微生物)对水体中污染物进行吸收、转化或降解，达到减缓或最终消除水体污染、恢复水体生态功能的生物措施，这一过程是受控或自发的。污染水体的生物修复技术主要包括投加菌种、投加营养物、人工曝气、提高生物可利用性、人工投放动物或植入植物等修复方法。目前在研究应用方面，一般以水体生物修复技术为主，水体物理修复技术、水体化学修复技术为辅。
发明内容
本申请的发明人为了解决上述问题提出并完成了本发明。本发明采用除臭优势菌复合菌剂(生物链修复菌剂)，辅以新型能量纳米材料组合共同作用，提高微生物的活性，使用水中移动设备进行水体恢复，从而起到较为彻底净化污水的作用，可以顺利地修补生物链中的断裂部分，突破了多年来冬季富营养化水体治理中的瓶颈问题。因此本发明的目的是提供一种使用船体进行低温水体生态纳米复合修复的方法。根据本发明的方法包括以下步骤I)制备纳米纤维水体修复组件；2)将上述纳米纤维水体修复组件安装至船体底部；3)向水域中投放除臭复合菌剂；4)将船体开至需被处理的水域，其中，所述纳米纤维水体修复组件通过以下方法制备
I)将Fe2O3> ZrO2, SiO2, TiO2氧化物材料以6:2:1:1的质量比混合；2)将混合物在1220_1320°C高温烘焙8 10小时，保温2小时，冷却至常温；3)取出超细粉碎后过筛，得到粒径为40-100纳米的超细粉末；4)将上述已加工好的纳米级超细能量粉末均匀地分散在高聚物(聚酯类、聚酰胺类、聚丙烯类、聚丙烯腈类等)的熔体或溶液中，然后采用常规的熔融法或湿法进行纺丝，制成纤维，再将纤维经纺纱、织造加工成新型能量纤维织物；5)将上述能量纤维织物按直径10cm，长2m树脂管的尺寸，进行加工并将其装入树脂管中，每组由5根树脂管组成，每根管子之间20cm，同时为了提高每一组机械受力强度等，采用2根耐腐蚀的不锈钢板用以加固，这样就构成了宽lm，长2m能量纤维组件。根据本发明的方法，所述除臭菌剂可以为红球菌属(Rhodococcus)(保藏号CGMCC No. 3276)、假单胞菌属(Pseudomonas)(保藏号 CGMCC No. 3277)、和 / 或酵母菌属 (Saccharomyces)(保藏号 CGMCC No. 3278)。他们去除 COD 分别为 88. 1%、81· 2%,76. 5% 三株菌组合后，处理效果为90. 1% ;去除TN分别为68. 1%、63. 2%,50. 3%.三株菌组合后，处理效果为69. 8%。根据本发明的具体实施方式
，将上述三株菌组合的复合菌剂处理黑臭河水，即为黑臭河流河水治理的复合菌剂。 根据本发明的优选实施方式，其中，红球菌属(Rhodococcus)假单胞菌属(Pseudomonas)酵母菌属(Saccharomyces)三株除臭优势菌在复合菌剂中的比例分别为4
2:4。根据水体污染的程度来确定菌剂的投加量、投加频率。将现场所需要的复合菌剂投加于组合生物修复处理系统中，投加比例与污水的COD浓度及污水量有关。COD浓度大于1000mg/L时，按系统的1/1000容积比进行投加，即IOOOm3容积中投加Im3的除臭优势复合菌剂。COD浓度小于1000mg/L时，按系统的1/10000-5/10000容积比进行投加，即IOOOOm3容积中投加lm3-5m3的除臭优势复合菌剂。一般来讲在正常温度条件下已投加了菌剂且能保证水体水质达标的情况下，在低温到来之时不必投加菌剂，只投放能量纤维组件就可以，一个组件可控制200m2的面积。若没有投加菌剂的基础的情况下，菌剂以1/10000的质量比例投加，投加频率第一个月里每周投加一次，第二个视情况而定，若水体水质基本达标即可不投加了，若距达标还有一定的距离，可两周投加一次。在常温条件下，只用复合菌剂就可可以进行水体生物链的修复，但在低温条件下常温菌因休眠而无活性，无法完成水体生物链的修复，为了解决低温环境年条件下生物活性问题，而将纳米材料的引进，本发明所用的纳米材料是具有极强生育光线能量的材料。它可以渗透到微生物的细胞核中整理整顿DNA、RNA，促进细胞的正常分裂与增殖，从而使处于休眠状态的微生物得到激活，可将自然水体中及水处理系统中微生物活性提高。黑臭水体的生物联合修复法针对性强、成本低、无二次污染，是黑臭水体治理的首选之法。但是冬季温度低，一般中温微生物在低于5°C时不能代谢外源物质。本发明采用生物链修复菌剂辅以新型纳米材料技术，所述新型纳米材料的最大特征是极强生育光线能量可以一直渗透到微生物的细胞核中整理整顿DNA、RNA，促进细胞的正常分裂与增殖，从而使处于休眠状态的微生物得到激活，可将自然水体中及水处理系统中微生物活性提高，特别是在冬季处理效果保持良好，COD、总磷、总氮等的去除效果与春秋季节相比仅下降20-30%，利用生物链修复菌剂、辅以新型纳米材料技术，实现在冬季低温条件下净化修复水体。根据本发明的具体实施方式
，Fe203、ZrO2, SiO2, TiO2氧化物材料经均匀混合、高温烘焙、粉碎后，从而得到纳米级的超细能量粉末。并将已加工好的纳米级超细能量粉末均匀地分散在高聚物(聚酯类、聚酰胺类、聚丙烯类、聚丙烯腈类等)的熔体或溶液中，然后采用常规的熔融法或湿法进行纺丝，制成纤维，再将纤维经纺纱、织造加工成新型能量纤维织物。根据本发明的具体实施方式
，将能量纤维织物按直径10cm，长2m树脂管的尺寸，进行加工并将其装入树脂管中，每组由5根树脂管组成，每根管子之间20cm，同时为了提高每一组机械受力强度等，采用2根耐腐蚀的不锈钢板用以加固。这样就构成了宽lm，长2m能量纤维组件。根据本发明的具体实施方式
，将制备好的新型能量纳米纤维水体修复组件以3列 6排布设，安装在移动设备的底部，可根据修复水体的需要部位，将新型能量纳米移动设备开至具体部位提高自然水体中及水处理系统中微生物活性。移动设备的船体与顶棚为玻璃钢，长14. 6m、宽4. 0m、深I. 0m、航速8_10km/h，移动船的门窗钢化玻璃。本发明将所研发除臭优势复合菌剂(生物链修复菌剂)与具有特殊的纳米级微观结构的新型能量纳米材料组合，进一步安装在移动设备(船只)的底部，可根据修复水体的需要部位将型能量纳米移动设备开至具体部位提高自然水体中及水处理系统中微生物活性。新型能量纳米材料最大特征是具有极强生育光线能量，该能量可以一直渗透到微生物的细胞核中整理整顿DNA、RNA，促进细胞的正常分裂与增殖，从而使处于休眠状态的微生物得到激活。可将自然水体中及水处理系统中微生物活性提高，特别是在冬季处理效果保持良好，C0D、总磷、总氮等的去除效果与春秋季节相比仅下降20-30%，使处理水达到或接近出水标准。从而实现了我国北方冬季富营养化水体治理的目的。
图I显示了实施例中使用的纳米组件。图2为底部负载有纳米纤维水体修复组件的船。
具体实施例方式实施例II、制备纳米组件I)将Fe203、ZrO2, SiO2, TiO2氧化物材料以6:2:1:1的质量比混合；2)将混合物在1320°C高温烘焙10小时，保温2小时，冷却至常温；3)取出超细粉碎后过筛，得到粒径为40-100纳米的超细粉末。将上述已加工好的纳米级超细能量粉末均匀地分散在高聚物(聚酯类、聚酰胺类、聚丙烯类、聚丙烯腈类等)的熔体或溶液中，然后采用常规的熔融法或湿法进行纺丝，制成纤维，再将纤维经纺纱、织造加工成新型能量纤维织物，纤维织物中纳米材料的含量为
1-5/1000 (质量比)。该水域已投加优势复合菌剂(CN200910266194. 9公开了 “除臭优势菌及复合菌剂和应用)，但不是冬天投加的，而是在5月、6月投加两次，河长10km,水深2m,河宽IOOm-150m,每天有20000立方的污水流入该河。制备纳米纤维组件的步骤，将上述能量纤维织物按直径10cm，长2m树脂管的尺寸，进行加工并将其装入树脂管中，每组由5根树脂管组成，每根管子之间20cm，同时为了提高每一组机械受力强度等，采用2根耐腐蚀的不锈钢板用以加固，这样就构成了宽lm，长2m能量纤维组件。将制备好的18个新型能量纳米纤维水体修复组件以3列6排布设，安装在移动设备(船只)的底部，可根据修复水体的需要部位将型能量纳米移动设备开至具体部位提高自然水体中及水处理系统中微生物活性。 与对照相比(未投放纳米管的水域)COD、N-NH3的去除率分别提高了为62%_70%、66%-74%。基本达到或接近达到该河流的环境功能标准。
权利要求
1.一种使用船体进行低温水体生态纳米复合修复的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤 O制备纳米纤维水体修复组件； 2)将上述纳米纤维水体修复组件安装至船体底部； 3)向水域中投放除臭复合菌剂； 4)将船体开至需被处理的水域， 其中，所述纳米纤维水体修复组件通过以下方法制备 1-1)将Fe203、ZrO2, SiO2, TiO2氧化物材料以6 2 1 1的质量比混合； 1-2)将混合物在1220-1320°C高温烘焙8 10小时，保温2小时，冷却至常温； 1-3)取出超细粉碎后过筛，得到粒径为40-100纳米的超细粉末； 1-4)将上述已加工好的纳米级超细能量粉末均匀地分散在高聚物的熔体或溶液中，制成纤维，再将纤维经纺纱、织造加工成新型能量纤维织物； 1-5)将上述能量纤维织物装入树脂管中，采用钢板加固树脂管，这样就构成纤维组件。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述除臭菌剂为红球菌属(Rhodococcus)，保藏号 CGMCC No. 3276 ;假单胞菌属(Pseudomonas)，保藏号CGMCCNo. 3277 ;和 / 或酵母菌属(Saccharomyces)，保藏号 CGMCC No. 3278。
全文摘要
本发明涉及水体治理领域，具体地，涉及一种使用船体进行低温水体生态纳米复合修复的方法。根据本发明的方法包括步骤1)制备纳米纤维水体修复组件；2)将上述纳米纤维水体修复组件安装至船体底部；3)向水域中投放除臭复合菌剂；4)将船体开至需被处理的水域。
文档编号C02F3/34GK102838212SQ20121030925
公开日2012年12月26日 申请日期2012年8月27日 优先权日2012年8月27日
发明者李捍东, 赵志勇 申请人:北京巨柱智伟能源环保科技有限公司