一种水稻栽培水体重金属污染循环处理装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及重金属污染治理范畴和植物保护领域，具体设及一种水稻栽培水 体重金属污染循环处理装置。
【背景技术】
[0002] 随着我国工农业生产的迅速发展，含重金属的废水排放量在逐年增加，一方面重 金属废水流入农田、±壤中对植物生长、发育有不良影响，进而影响动物、人体健康。大量研 究表明，重金属具有亲脂性、高富集性和难降解性，进入水体后容易在水生生物体内积累， 并随着生物营养级的升高而增大，增加重金属的潜在危害。水体中的重金属还能对生物产 生显著毒性作用。水稻是我国大面积栽培的粮食作物，过量的重金属在水稻的根、茎、叶W 及巧粒中大量积累，不仅影响水稻产量、品质及整个农田生态系统，并可通过食物链危及动 物和人类的健康。另一方面，我国重金属资源特别是贵金属可供储量不足，难W满足工业需 求。
[0003] 吸附废水中的重金属的研究近来受到很多的关注，但还鲜有将微生物吸附原理用 到农作物的重金属污染治理上。目前，重金属废水的传统处理方法主要有：离子交换法、氧 化还原法、不溶性络合物法、电解法、反渗透法、气浮法、沉淀法、吸附法、膜分离等。运些方 法大多设备繁琐，操作复杂，成本较高，效率较低，只能对单纯的溶液进行处理，难W推广到 农田重金属污染治理上。而生物处理方法因其成本低、效率高、容易操作、无二次污染等优 点而成为治理水体重金属污染研究中的一个热点。生物处理法是利用细菌、真菌（酵母）、 藻类等的生命活动过程，通过将废水中的重金属沉淀、吸附吸收、降低其毒性从而达到治理 重金属废水的目的。国外利用藻类治理重金属方面的研究始于70年代，已有大量的研究报 道，而利用微生物处理废水重金属到了 90年代才受到重视。目前，国内在运方面的研究尚 不多见。
[0004] 授权公告号为CN102417214B的专利文献公开了一种利用石墨締片与趋磁细菌 =维复合物吸附重金属的方法。该方法为：取石墨締片与趋磁细菌于液相体系中充分混合， 形成石墨締片-趋磁细菌=维复合物，而后将该石墨締片-趋磁细菌=维复合物加入含重 金属离子的污水中，经充分混合达到吸附平衡后，再W外加磁场分离出石墨締片-趋磁细 菌S维复合物，实现对污水的净化。该发明可同时处理含有高浓度的Au3\化3\Ni2\化2\ 化2\化2+等复杂重金属离子组分的污水，去除率在90%W上，且所用净化材料石墨締片-趋 磁细菌=维复合物还可通过磁场回收及重复利用，成本低廉，绿色环保，不会造成二次污 染。但是石墨締对植物存在毒性作用，不适合农作物的重金属污染治理。 阳0化]申请公布号为CN104355415A的专利申请文献公开了一种原位消减水体重金属 污染的生物浮床，其包括壳体、容纳于壳体中的填料床、生长在填料床上的超富集植物和富 集在填料床中的趋磁细菌。还公开了一种利用上述生物浮床原位消减水体重金属污染的方 法，其包括W下步骤：a、所述生物浮床置于被重金属污染的水体中；b、通过所述小球藻、趋 磁细菌和超富集植物富集重金属；C、定期收割超富集植物，除去富集的重金属。通过该发明 的生物浮床和方法可W廉价、高效、无害地去除水体中的重金属。由于不同植物在同一环境 中生长产生竞争抑制，该发明使用植物富集重金属的方法不适用农作物的水培系统重金属 处理。 【实用新型内容】
[0006] 本实用新型提供了一种水稻栽培水体重金属污染循环处理装置，用于水稻栽培水 体重金属污染的吸附净化，实现对水体重金属污染的生物防治。
[0007] 一种水稻栽培水体重金属污染循环处理装置，包括进水端连接污水源的循环累， 所述循环累的出水端连接回流到污水源的第一支路管和第二支路管，第一支路管上设有第 一阀口，第二支路上设有第二阀口和重金属吸附装置，所述重金属吸附装置包括箱体，所述 箱体内接种有趋磁细菌和设有固定所述趋磁细菌的磁化钢铁网。
[0008] 趋磁细菌细胞内含有铁磁性颗粒，尺寸范围为20-100nm，每个细胞中有2-10颗运 样的颗粒。在微弱的地球磁场作用下呈链状排布在微生物的长度方向，使得运类的生物具 有永磁偶极矩和磁定向性。而且，趋磁细菌与重金属离子存在亲和性，没有细胞毒性。如果 金属离子是顺磁性的，随着他们不断在微生物细胞或细胞团的外部积累，溶液中的金属离 子浓度很快降低。被离子包裹的微生物细胞变成了磁性颗粒，在外加磁场的作用下，运种有 机颗粒可W沿着规定的方向迁移，最终沉积在固体表面上。优选的，本实用新型的趋磁细菌 为水生螺菌属的趋磁细菌。
[0009] 所述箱体相对的两个侧面分别设有进水口和出水口。
[0010] 所述磁化钢铁网垂直水流方向设置。
[0011] 为避免培养好的趋磁细菌在整个循环系统中，随水流任意流动，增强趋磁细菌的 稳定性，箱体内的磁化钢铁网垂直水流方向设置，便于趋磁细菌的固定化，从而使水体中的 重金属离子通过趋磁细菌吸附，富集在箱体内，便于进行重金属回收的工作。
[0012] 所述磁化钢铁网的数量为两个，且相互平行设置。
[0013] 所述磁化钢铁网的孔径为5~10ym。
[0014] 所述第一阀口和第二阀口的出水端分别设有流量计。通过流量计监测支路管中水 体流速，从而调节阀口控制支路管中水体流速。
[0015] 本实用新型的水稻栽培水体重金属污染循环处理装置应用于水稻栽培水体重金 属污染的防治，具体方法，包括：
[0016] 利用上述的水稻栽培水体重金属污染处理装置的循环累抽吸稻田里的水，并通过 两支路管回流到稻田内，水体在流经第二支路管时，重金属吸附装置吸附水体中的重金属 离子。 阳017] 水体在重金属吸附装置中的停留时间为3~13s。
[0018] 为保证水稻生长所需营养充足，第一支路管的流速由阀口控制稍大些；而为了稳 固好趋磁细菌在磁化钢铁网上对重金属离子的吸附，第二支路管的流速控制要缓慢，减小 水流对细菌的冲击性。优选的，控制第一支路管和第二支路管的流速比为5 :1。
[0019] 所述重金属吸附装置内趋磁细菌的接种量为2~lOg/L。
[0020] 更为优选的，该方法还包括如下步骤：分离出磁化钢铁网上吸附了重金属离子的 趋磁细菌，将重金属离子从趋磁细菌上脱吸附，而后将趋磁细菌再次加入水体重金属污染 循环处理装置中。
[0021] 本实用新型具备的有益效果： 阳0巧 （1)装置结构简单，易操作，适用于农田推广。
[0023] (2)采用的趋磁细菌作为水培作物重金