本發(fā)明涉及的是一種可高效、低耗并可重復(fù)多次使用的水體有機(jī)污染去除材料,具體涉及納米光催化劑-微生物復(fù)合多層透光組合載體,屬于有機(jī)污染控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
水環(huán)境污染已成為目前威脅水域生態(tài)系統(tǒng)安全和人類健康的首要環(huán)境問(wèn)題之一。多種有機(jī)污染物如有機(jī)農(nóng)藥、多環(huán)芳烴、多溴聯(lián)苯醚等已在河流、湖泊、農(nóng)田水體中被檢出,尤其在一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)多種有機(jī)污染物處于高污染水平,如何快速、經(jīng)濟(jì)、有效、可持續(xù)地去除水體中的有機(jī)污染物是目前水污染修復(fù)和治理中的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。
微生物降解和納米光催化是近年來(lái)備受矚目的兩種水體有機(jī)污染處理方法,微生物降解具有無(wú)毒高效、操作簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)實(shí)用和應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn);國(guó)內(nèi)外研究者已通過(guò)馴化篩選從環(huán)境樣品中得到了對(duì)多種有機(jī)污染物具有特異性降解作用的降解菌株;而納米光催化劑(如二氧化鈦)在可見(jiàn)光或紫外光下利用光生電子-空穴對(duì)的強(qiáng)氧化還原性能高效、快速地對(duì)去除水體中的有機(jī)污染物,由于降解菌多為游離狀態(tài),而納米光催化劑為固體粉末,在實(shí)際水污染修復(fù)中都存在回收困難、易失活、重復(fù)利用率低、具有二次污染風(fēng)險(xiǎn)等問(wèn)題;為解決這些問(wèn)題,人們嘗試將降解菌或納米光催化劑負(fù)載于一些凈污載體(如多孔礦物、生物炭材料、纖維類)上,但在如何增強(qiáng)降解菌或納米光催化劑與凈污載體的附著耦合強(qiáng)度、如何減少其在修復(fù)過(guò)程中的流失等方面仍有待突破;特別需要指出的是,由于光催化反應(yīng)產(chǎn)生的強(qiáng)自由基可滅活凈污載體上的微生物,導(dǎo)致微生物降解和與納米光催化降解無(wú)法同時(shí)發(fā)揮作用,大大限制了這兩大水體污染修復(fù)方法的聯(lián)合應(yīng)用,制約了水體有機(jī)污染修復(fù)技術(shù)的發(fā)展;此外,目前水生態(tài)修復(fù)中常用的凈污載體如多孔礦物、生物炭材料透光性差,納米光催化劑負(fù)載后只能在表面發(fā)揮作用,因內(nèi)部空隙缺少光照而無(wú)法啟動(dòng)光催化反應(yīng),也成為限制納米光催化劑在水體有機(jī)污染修復(fù)應(yīng)用中的一大難題;此外,現(xiàn)有凈污材料大多需要經(jīng)過(guò)高溫煅燒等耗能、耗時(shí)的復(fù)雜制備過(guò)程,且難以循環(huán)多次利用,亟需研發(fā)一種高效、低耗、簡(jiǎn)單方便、可重復(fù)利用的納米光催化劑-微生物協(xié)同作用的凈污載體。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明提出的是一種納米光催化劑-微生物復(fù)合多層透光組合載體,其目的旨在解決現(xiàn)有凈污載體透光性差、微生物與納米光催化劑無(wú)法共存、負(fù)載強(qiáng)度低等問(wèn)題,尤其解決負(fù)載過(guò)程復(fù)雜、費(fèi)用高、用時(shí)長(zhǎng)、不可重復(fù)多次利用等方面弊端,提高凈污載體光催化降解和微生物降解性能,最終高效去除水體中有機(jī)污染物。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案:納米光催化劑-微生物復(fù)合多層透光組合載體,其結(jié)構(gòu)包括若干波浪型有機(jī)玻璃板1、串聯(lián)桿固定架4、中通彈性間隔墊5、固定螺釘6;其中,若干波浪型有機(jī)玻璃板1平行放置,每個(gè)波浪型有機(jī)玻璃板1上有4個(gè)固定孔7;串聯(lián)桿固定架4上有4根串聯(lián)桿8,4根串聯(lián)桿8分別穿過(guò)平行放置的每層波浪型有機(jī)玻璃板1上對(duì)應(yīng)的固定孔7;相鄰兩個(gè)波浪型有機(jī)玻璃板1之間的串聯(lián)桿8上套有中通彈性間隔墊5;每根串聯(lián)桿8的頂端接有固定螺釘6;每個(gè)波浪型有機(jī)玻璃板1的上下兩個(gè)表面有不同的負(fù)載層,其中一個(gè)表面上是納米光催化劑負(fù)載層2,另一個(gè)表面上是降解菌負(fù)載層3。
其制作方法包括以下步驟:
(1)有機(jī)玻璃板熱壓成型及表面粗糙處理;
(2)雙層膜負(fù)載形成納米光催化劑負(fù)載層2;
(3)降解菌負(fù)載形成降解菌負(fù)載層3;
(4)多層有機(jī)玻璃板疊加組裝;
(5)載體固定和層間距調(diào)節(jié)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
1)本發(fā)明提出的一種納米光催化劑-微生物復(fù)合多層透光組合載體由多層波浪型有機(jī)玻璃板組成,提高了與污染水體的接觸面積;
2)該凈污載體可透光,載體內(nèi)的納米光催化劑充分接受到光照并通過(guò)光催化反應(yīng)降解水體中污染物;
3)明確分隔了納米光催化劑和微生物,避免了納米光催化劑對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響,凈污載體內(nèi)光催化降解區(qū)和微生物降解區(qū)間隔存在,同時(shí)作用又互不影響,大大提高了對(duì)水體中有機(jī)污染物的去除效率;
4)疊加層數(shù)可根據(jù)實(shí)際需要靈活調(diào)整,且可利用中通彈性間隔墊的收縮彈性調(diào)節(jié)凈污載體的層間距;
5)原材料易獲取、制備過(guò)程簡(jiǎn)單、能耗低、造價(jià)低廉,使用后各層板可拆卸清洗、可重復(fù)多次使用。
附圖說(shuō)明
附圖1是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2是本發(fā)明的俯視平面示意圖。
附圖3是本發(fā)明的縱向剖面示意圖。
附圖4是本發(fā)明的串聯(lián)桿固定架示意圖。
附圖5是本發(fā)明的中通彈性間隔墊示意圖。
附圖6是本發(fā)明在透水網(wǎng)箱中放置示意圖。
附圖中1是波浪型有機(jī)玻璃板,2是納米光催化劑負(fù)載層,3是降解菌負(fù)載層,4是串聯(lián)桿固定架,5是中通彈性間隔墊,6是固定螺釘,7是固定孔,8是串聯(lián)桿,9是螺紋接口,10是納米光催化劑-微生物復(fù)合多層透光組合載體,11是透水網(wǎng)箱。
具體實(shí)施方式
納米光催化劑-微生物復(fù)合多層透光組合載體,其結(jié)構(gòu)包括若干波浪型有機(jī)玻璃板1、串聯(lián)桿固定架4、中通彈性間隔墊5、固定螺釘6;其中,若干波浪型有機(jī)玻璃板1平行放置,每個(gè)波浪型有機(jī)玻璃板1上有4個(gè)固定孔7;串聯(lián)桿固定架4上有4根串聯(lián)桿8,4根串聯(lián)桿8分別穿過(guò)平行放置的每層波浪型有機(jī)玻璃板1上對(duì)應(yīng)的固定孔7;相鄰兩個(gè)波浪型有機(jī)玻璃板1之間的串聯(lián)桿8上套有中通彈性間隔墊5;每根串聯(lián)桿8的頂端接有固定螺釘6;每個(gè)波浪型有機(jī)玻璃板1的上下兩個(gè)表面有不同的負(fù)載層,其中一個(gè)表面上是納米光催化劑負(fù)載層2,另一個(gè)表面上是降解菌負(fù)載層3。
所述相鄰兩塊波浪型有機(jī)玻璃板1相對(duì)應(yīng)面上的負(fù)載層相同,兩個(gè)相對(duì)的納米光催化劑負(fù)載層2之間形成光催化降解區(qū),兩個(gè)相對(duì)的降解菌負(fù)載層3之間形成微生物降解區(qū);在疊加組裝后整個(gè)納米光催化劑-微生物復(fù)合多層透光組合載體內(nèi)光催化降解區(qū)和微生物降解區(qū)間隔存在。
所述每根串聯(lián)桿8的頂端有螺紋接口9,固定螺釘6通過(guò)螺紋接口9固定在串聯(lián)桿8的頂端。
所述若干波浪型有機(jī)玻璃板1為4-10層波浪型有機(jī)玻璃板1。
納米光催化劑-微生物復(fù)合多層透光組合載體的制作方法包括以下步驟:
(1)有機(jī)玻璃板熱壓成型及表面粗糙處理;
(2)雙層膜負(fù)載形成納米光催化劑負(fù)載層2;
(3)降解菌負(fù)載形成降解菌負(fù)載層3;
(4)多層有機(jī)玻璃板疊加組裝;
(5)載體固定和層間距調(diào)節(jié)。
所述步驟(1)有機(jī)玻璃薄板熱壓成型及表面粗糙處理:將有機(jī)玻璃板在模具中加熱壓成波浪型,切割成波浪型有機(jī)玻璃板方形片,波浪型有機(jī)玻璃板方形片上下表面均進(jìn)行噴砂粗糙處理,噴砂粗糙處理后在波浪型有機(jī)玻璃板方形片四角位置切割出圓形固定孔7。
所述有機(jī)玻璃板方形片的切割尺寸和形狀根據(jù)實(shí)際需要自行調(diào)節(jié),優(yōu)選為長(zhǎng)30cm、寬30cm的波浪型有機(jī)玻璃板方形片。
所述步驟(2)雙層膜負(fù)載形成納米光催化劑負(fù)載層2:粗糙處理后的波浪型有機(jī)玻璃板方形片依次在稀硝酸、無(wú)水乙醇、純水中超聲清洗,超聲頻率為40khz,溫度35℃,每次20min,超聲清洗后在室溫下晾干,在室溫下晾干后首先利用機(jī)械涂刷法在波浪型有機(jī)玻璃板方形片的其中一面涂覆一層sio2以提高納米光催化劑的附著強(qiáng)度,然后通過(guò)連續(xù)若干次表面涂刷在常溫常壓下將納米光催化劑涂覆于波浪型有機(jī)玻璃板方形片上,經(jīng)水漂洗后室溫晾干。
所述納米光催化劑優(yōu)選為銳鈦礦型納米tio2。
所述步驟(3)降解菌負(fù)載形成降解菌負(fù)載層3:配置液體培養(yǎng)基,對(duì)所選用的降解菌進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng),低速離心5min-15min收集降解菌,然后將降解菌與固著劑按質(zhì)量體積比為1:10混合均勻(即:每1g降解菌鮮重菌體加入到10ml固著劑中),通過(guò)連續(xù)若干次表面涂刷將降解菌負(fù)載于波浪型有機(jī)玻璃板方形片的另一面上,室溫干燥。
所述降解菌根據(jù)實(shí)際中所針對(duì)的有機(jī)污染物選取,選取對(duì)所針對(duì)的有機(jī)污染物具有高效降解作用的降解菌;固著劑優(yōu)選2%海藻酸鈉溶液。
所述低速離心為轉(zhuǎn)速在2500rpm以下。
所述降解菌也可選用土著微生物菌群,利用土著微生物菌群自身修復(fù)能力去除污染物,此種情況下選擇在有機(jī)玻璃板的另一面只涂刷一層固著劑,多層疊加組裝完成并投放水體后土著微生物依附固著劑生長(zhǎng)形成生物膜,進(jìn)而降解水體中污染物。
所述步驟(4)多層有機(jī)玻璃板疊加組裝:用串聯(lián)桿固定架4和中通彈性間隔墊5對(duì)上下表面分別負(fù)載納米光催化劑和降解菌的有機(jī)玻璃板進(jìn)行多層疊加組裝,疊加層數(shù)根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整,優(yōu)選4-10層;疊加時(shí)確保相鄰兩塊玻璃板對(duì)應(yīng)面所負(fù)載物質(zhì)相同,在疊加組裝后凈污載體內(nèi)光催化降解區(qū)和微生物降解區(qū)間隔存在。
所述步驟(5)載體固定和層間距調(diào)節(jié):多塊有機(jī)玻璃板依次疊加后用固定螺釘6與串聯(lián)桿8頂部的螺紋接口9結(jié)合固定,形成納米光催化劑-微生物復(fù)合多層透光組合載體,因中通彈性間隔墊5具有可伸縮性,板間距可通過(guò)調(diào)整固定螺釘6的緊合程度來(lái)實(shí)現(xiàn)。
使用時(shí),將納米光催化劑-微生物復(fù)合多層透光組合載體分兩到四層依次擺放在透水網(wǎng)箱11中,將若干個(gè)裝有納米光催化劑-微生物復(fù)合多層透光組合載體的透水網(wǎng)箱11按一定方式放置在需要去除水體中有機(jī)污染物的地方,對(duì)水體進(jìn)行凈化。
以下通過(guò)具體實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明發(fā)明的實(shí)施步驟,目的在于使本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明,但不以任何形式限制本發(fā)明;應(yīng)當(dāng)指出的是,對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō),在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下,還可以做出若干變形和改進(jìn),這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
實(shí)施例1
納米光催化劑-微生物復(fù)合多層透光組合載體,其結(jié)構(gòu)由若干波浪型有機(jī)玻璃板1,納米光催化劑負(fù)載層2,降解菌負(fù)載層3,串聯(lián)桿固定架4,中通彈性間隔墊5,固定螺釘6,固定孔7,串聯(lián)桿8,螺紋接口9組成;其中,若干波浪型有機(jī)玻璃板1平行放置,每個(gè)波浪型有機(jī)玻璃板1上有4個(gè)固定孔7;串聯(lián)桿固定架4上有4根串聯(lián)桿8,4根串聯(lián)桿8分別穿過(guò)平行放置的每層波浪型有機(jī)玻璃板1上對(duì)應(yīng)的固定孔7;相鄰兩個(gè)波浪型有機(jī)玻璃板1之間的串聯(lián)桿8上套有中通彈性間隔墊5;每根串聯(lián)桿8的頂端接有固定螺釘6;每個(gè)波浪型有機(jī)玻璃板1的上下兩個(gè)表面有不同的負(fù)載層,其中一個(gè)表面上是納米光催化劑負(fù)載層2,另一個(gè)表面上是降解菌負(fù)載層3;
所述相鄰兩塊波浪型有機(jī)玻璃板1相對(duì)應(yīng)面上的負(fù)載層相同,兩個(gè)相對(duì)的納米光催化劑負(fù)載層2之間形成光催化降解區(qū),兩個(gè)相對(duì)的降解菌負(fù)載層3之間形成微生物降解區(qū);在疊加組裝后整個(gè)納米光催化劑-微生物復(fù)合多層透光組合載體內(nèi)光催化降解區(qū)和微生物降解區(qū)間隔存在;
所述每根串聯(lián)桿8的頂端有螺紋接口9,固定螺釘6通過(guò)螺紋接口9固定在串聯(lián)桿8的頂端。
納米光催化劑-微生物復(fù)合多層透光組合載體的制作方法包括以下步驟:
(1)有機(jī)玻璃板熱壓成型及表面粗糙處理;
(2)雙層膜負(fù)載形成納米光催化劑負(fù)載層2;
(3)降解菌負(fù)載形成降解菌負(fù)載層3;
(4)多層有機(jī)玻璃板疊加組裝;
(5)載體固定和層間距調(diào)節(jié);
所述步驟(1)有機(jī)玻璃薄板熱壓成型及表面粗糙處理:將有機(jī)玻璃板在波浪型模具中90℃加熱定型成波浪型,切割成長(zhǎng)30cm、寬30cm的波浪型有機(jī)玻璃板方形片,波浪型有機(jī)玻璃板方形片上下表面均進(jìn)行噴砂粗糙處理使表面粗糙度rd在0.8~3.2μm,噴砂粗糙處理后在波浪型有機(jī)玻璃板方形片四角位置切割出圓形固定孔7;
所述步驟(2)雙層膜負(fù)載形成納米光催化劑負(fù)載層2:粗糙處理后的波浪型有機(jī)玻璃板方形片依次在濃度為2%的稀硝酸、無(wú)水乙醇、純水中超聲清洗,超聲頻率為40khz,溫度35℃,每次20min,超聲清洗后在室溫下晾干,在室溫下晾干后首先利用機(jī)械涂刷法在波浪型有機(jī)玻璃板方形片的其中一面涂覆一層0.5mm厚sio2以提高納米光催化劑的附著強(qiáng)度,然后通過(guò)連續(xù)三次表面涂刷在常溫常壓下將納米光催化劑涂覆于波浪型有機(jī)玻璃板方形片上,最后經(jīng)水漂洗后室溫晾干;
所述步驟(3)降解菌負(fù)載形成降解菌負(fù)載層3:配置液體培養(yǎng)基,對(duì)所選用的降解菌進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng),擴(kuò)大培養(yǎng)后2000rpm離心10min收集降解菌,然后將降解菌與海藻酸鈉按按質(zhì)量體積比為1:10(即:每1g降解菌鮮重菌體加入到10ml2%海藻酸鈉溶液中)混合均勻,通過(guò)連續(xù)三次表面涂刷將降解菌負(fù)載于波浪型有機(jī)玻璃板方形片的另一面上,室溫下干燥;所述降解菌根據(jù)實(shí)際中所針對(duì)的有機(jī)污染物選??;
所述步驟(4)多層有機(jī)玻璃板疊加組裝:用串聯(lián)桿固定架4和中通彈性間隔墊5對(duì)上下表面分別負(fù)載納米光催化劑負(fù)載層2和降解菌負(fù)載層3的波浪型有機(jī)玻璃板方形片進(jìn)行6層疊加組裝,疊加時(shí)確保相鄰兩塊玻璃板對(duì)應(yīng)面所負(fù)載物質(zhì)相同,在疊加組裝后凈污載體內(nèi)光催化降解區(qū)和微生物降解區(qū)間隔存在;
所述步驟(5)載體固定和層間距調(diào)節(jié):6層波浪型有機(jī)玻璃板方形片依次疊加后用固定螺釘6與串聯(lián)桿8頂部的螺紋接口9結(jié)合固定,形成納米光催化劑-微生物復(fù)合多層透光組合載體,因中通彈性間隔墊5具有可伸縮性,板間距可通過(guò)調(diào)整固定螺釘6的緊合程度來(lái)實(shí)現(xiàn)。
實(shí)施例2
一種納米光催化劑-有機(jī)農(nóng)藥降解菌復(fù)合多層透光組合載體,所述的納米光催化劑為銳鈦礦型納米tio2,所述的有機(jī)農(nóng)藥降解菌為有機(jī)磷農(nóng)藥毒死蜱降解菌sphingomonassp.dsp-2,所述的多層透光組合載體以波浪型有機(jī)玻璃板為負(fù)載基體,其制作方法具體包括以下步驟:
(1)有機(jī)玻璃板熱壓成型及表面粗糙處理:將長(zhǎng)1.2m*寬1.2m*厚3mm的有機(jī)玻璃板在波浪型模具中90℃加熱定型;將成型后的波浪型有機(jī)玻璃板按長(zhǎng)30cm、寬30cm切割成正方形小片,在波浪型有機(jī)玻璃板1上下表面進(jìn)行噴砂粗糙處理,使其表面粗糙度rd為1.6μm,后,在正方形四角(垂直于相鄰兩邊均為5cm的位置)切割出4個(gè)圓形固定孔7,固定孔7直徑為1cm;
(2)納米光催化劑負(fù)載:粗糙處理后的波浪型有機(jī)玻璃板依次在2%稀硝酸、無(wú)水乙醇、純水中超聲清洗,超聲頻率為40khz,溫度35℃,每次20分鐘,在室溫下晾干;
(3)采用溶膠-凝膠法制備sio2溶膠:在磁力攪拌器轉(zhuǎn)速為1000rpm攪拌條件下將稀鹽酸水溶液勻速、緩慢地滴加到正硅酸乙醋的乙醇溶液中,無(wú)水乙醇、鹽酸、正硅酸乙醋的摩爾比為2:4:0.05,混合溶液在恒溫70℃回流、300rpm攪拌3小時(shí)后密閉,于33℃烘箱內(nèi)靜置24小時(shí)后得到sio2溶膠;常溫常壓條件下用絲網(wǎng)印刷將sio2溶膠均勻涂覆在波浪型有機(jī)玻璃負(fù)載基片上,涂覆厚度0.5mm,室溫干燥;
(4)采用溶膠-凝膠法制備銳鈦礦型tio2溶膠:磁力攪拌器轉(zhuǎn)速為1000rpm攪拌條件下攪拌下,將前驅(qū)體鈦酸正丁酯的異丙醇溶液勻速滴加到ph為2.5的稀硝酸水溶液中,硝酸與鈦酸正丁酯的摩爾比分別為76:1.42,75℃恒溫?cái)嚢瑁?00rpm),回流24小時(shí)后用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除醇類,最終得到牛奶狀的銳鈦礦型tio2溶膠;常溫常壓條件下用絲網(wǎng)印刷將tio2溶膠均勻涂覆在sio2涂層之上,重復(fù)三次,,室溫干燥后在波浪型有機(jī)玻璃負(fù)載基片上形成銳鈦礦型納米tio2負(fù)載層;
(5)降解菌負(fù)載:首先對(duì)毒死蜱降解菌sphingomonassp.dsp-2進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng):將sphingomonassp.dsp-2菌株接種至4llb培養(yǎng)基中,所述lb培養(yǎng)基含胰蛋白胨10g/l、酵母提取物5g/l、氯化鈉10g/l;lb培養(yǎng)基的ph為7.0;在震蕩搖床進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng),搖床轉(zhuǎn)速200rmp,培養(yǎng)條件為溫度30℃,用分光光度計(jì)測(cè)定吸光度od600檢測(cè)降解菌的生長(zhǎng)情況,待生長(zhǎng)至平臺(tái)期后采用2000rpm離心10min收集降解菌;所收集的降解菌按質(zhì)量體積比為1:10與2%海藻酸鈉溶液混合均勻(即:每1g所收集的降解菌鮮重菌體加入到10ml2%海藻酸鈉溶液中),制成降解菌固著液;
(6)配置5%cacl2溶液;常溫常壓條件下用絲網(wǎng)印刷將5%cacl2溶液均勻涂覆在波浪型有機(jī)玻璃負(fù)載基片上與銳鈦礦型納米tio2負(fù)載層對(duì)應(yīng)的另一面上,涂覆厚度無(wú)限定,保證表面均被5%cacl2溶液涂覆濕潤(rùn)即可;然后再在涂覆的5%cacl2溶液上涂一層厚0.5mm的降解菌固著液,鈣化交聯(lián)4小時(shí),然后再重復(fù)2次cacl2和降解菌固著液涂覆過(guò)程,室溫干燥后在波浪型有機(jī)玻璃負(fù)載基片上形成有機(jī)磷農(nóng)藥毒死蜱降解菌sphingomonassp.dsp-2負(fù)載層;
(7)多層有機(jī)玻璃板疊加組裝:將兩面分別負(fù)載銳鈦礦型納米tio2和有機(jī)磷農(nóng)藥毒死蜱降解菌sphingomonassp.dsp-2的波浪型有機(jī)玻璃板四角圓形固定孔7對(duì)應(yīng)穿過(guò)串聯(lián)桿固定架4上的四根串聯(lián)桿8,再用4個(gè)中通彈性間隔墊5分別穿過(guò)四根串聯(lián)桿8,然后再疊加第二塊波浪型有機(jī)玻璃板,疊放時(shí)注意方向,保證相鄰兩塊板對(duì)應(yīng)面所負(fù)載物質(zhì)相同,同上步驟共依次疊加6層,相鄰兩層用中通彈性間隔墊5間隔開,確保疊加組裝后凈污載體內(nèi)光催化降解區(qū)和微生物降解區(qū)間隔存在;
(8)層間距調(diào)節(jié)和載體固定:多塊負(fù)載有機(jī)玻璃板依次疊加后用固定螺釘6與串聯(lián)桿8頂部的螺紋接口9結(jié)合固定,形成納米光催化劑-微生物復(fù)合多層透光組合載體,通過(guò)調(diào)整固定螺釘6的緊合程度使層間距為1.5cm。
使用時(shí),將多個(gè)銳鈦礦型納米tio2-毒死蜱降解菌sphingomonassp.dsp-2復(fù)合多層透光組合載體分兩層依次擺放在透水網(wǎng)箱11中,當(dāng)?shù)咎镄枰潘畷r(shí),將10個(gè)裝有凈污載體的透水網(wǎng)箱11按2m間隔對(duì)稱放置于稻田首級(jí)退水排水溝中,水體中的毒死蜱流經(jīng)復(fù)合多層透光組合載體的光催化降解區(qū)被光催化降解,在微生物降解區(qū)被毒死蜱降解菌sphingomonassp.dsp-2降解,光催化降解和微生物降解同時(shí)發(fā)揮作用,達(dá)到降低水體農(nóng)藥殘留目的;凈污載體運(yùn)行一段時(shí)間納米光催化性能或降解菌活性降低時(shí),可將其取出拆卸清洗后重新進(jìn)行銳鈦礦型納米tio2和有機(jī)磷農(nóng)藥毒死蜱降解菌sphingomonassp.dsp-2負(fù)載,再次組裝固定后進(jìn)行循環(huán)使用,降低了成本,提高了修復(fù)效果,對(duì)控制有機(jī)農(nóng)藥面源污染具有很好的應(yīng)用前景。
實(shí)施例3
一種納米光催化劑-微生物復(fù)合多層透光組合載體,所述的納米光催化劑為納米銳鈦礦型納米tio2,所述的微生物為水環(huán)境中土著微生物種群,所述的多層透光組合載體以波浪型有機(jī)玻璃為負(fù)載基體,其制作方法中有機(jī)玻璃板熱壓成型及表面粗糙處理、納米光催化劑負(fù)載、多層有機(jī)玻璃板疊加組裝、層間距調(diào)節(jié)和載體固定等步驟均與實(shí)施例1相同;對(duì)于降解菌負(fù)載,本實(shí)施例中未在有機(jī)玻璃板的其中一面負(fù)載某種特異性降解菌,而只是連續(xù)三次均勻涂刷2%瓊脂,每層0.5mm,室溫凝固后,再進(jìn)行疊加組裝、層間距調(diào)節(jié)和載體固定等步驟;將此凈污載體分兩層放入透水網(wǎng)箱,用于有機(jī)污染嚴(yán)重河道的水體凈化;將40個(gè)裝有凈污載體的透水網(wǎng)箱11分別固定于河道的護(hù)岸邊坡及中心區(qū)域,修復(fù)河道長(zhǎng)度為50m,投放一段時(shí)間后,土著微生物依附凝固后的瓊脂表面生成生物膜形成微生物降解區(qū),污染水體流經(jīng)復(fù)合多層透光組合載體的光催化降解區(qū)被光催化降解,在微生物降解區(qū)被生物膜降解,綜合利用光催化降解和土著微生物降解,最終達(dá)到凈化水質(zhì)目的。
有機(jī)玻璃板上附著的生物膜微生物為土著菌群,不但對(duì)有機(jī)污染可以發(fā)揮降解作用,還可以去除氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽污染,且不會(huì)因外源降解菌投放而造成二次污染,充分發(fā)揮了光催化和環(huán)境中土著微生物的降解潛力,是一種綠色、環(huán)保、可持續(xù)的凈污載體。