CN102190377A - 漂浮式水面油污处理器 - Google Patents

Abstract

本发明属于污水处理领域，具体涉及一种漂浮式水面油污处理器，包括：杯型外壳，微生物载体和缓释结构。本发明的上层是附着大量微生物的载体，水面油污将随水进入处理器，微生物将其降解；底层是缓释区，缓释结构中的缓释胶囊遇水后将逐级水解穿透，释放出营养物质和表面活性剂，维持微生物的正常生长、促进油污的降解。本发明能克服现有技术的缺点，以及克服物理和化学方法操作工艺复杂、盲目性大、效率低、成本高或可能造成二次污染等缺点的特点，能通过微生物的作用降解水面漂浮的油污，主要用于水污染控制和环境修复领域。

Description

漂浮式水面油污处理器

技术领域

本发明属于污水处理领域，涉及污水处理反应器，具体涉及一种漂浮式水面油污处理器。本发明通过微生物的作用降解水面漂浮的油污，主要用于水污染控制和环境修复领域。

背景技术

近年来，随着石油工业和运输行业的快速发展，石油大量进入水体环境中。港口区的油类污染将干扰水生生物群落的正常生理、生化活动，使生物的生长和繁殖受到严重损害；同时还会对大气环境、港口景观造成破坏。

目前国内外对港口水域的石油污染处理常采用的方法有物理方法和化学方法，但现有技术的污染处理方法往往促在下述缺陷：操作工艺复杂、盲目性大、效率低、成本高或可能造成二次污染。而微生物修复技术将具有操作简便、经济和无二次污染等特点。但是，迄今为止，本领域的许多研究者通过实验筛选得到了各类石油烃降解菌。为了防止投入水体的微生物随水流而流失，研究者均倾向于将微生物附着在可回收或可固定的载体上投入水体。然而，即使这样，仍然无法得到预期的治理效果。研究表明，石油烃降解微生物运用于海水油污治理的主要障碍之一是：实验室筛选得到的菌株不适应水体的环境条件，尤其是在海水中这些菌株往往因缺乏足够的营养要素而生长缓慢，因而导致油污代谢过程受到抑制。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种污水处理反应器，具体涉及一种漂浮式水面油污处理器。本发明通过微生物的作用降解水面漂浮的油污，主要用于水污染控制和环境修复领域。

本发明基于微生物修复技术，提供一种可漂浮于水面上的水面油污处理器。本发明处理器的上层是附着大量微生物的载体，水面油污将随水进入反应器，微生物将会将其降解；底层是缓释区，缓释结构中的缓释胶囊遇水后将逐级水解穿透，释放出营养物质和表面活性剂，维持微生物的正常生长、促进油污的降解，本发明处理器克服了因缺乏足够的营养要素而使微生物生长缓慢，因而导致油污代谢过程受到抑制的缺点。本漂浮式水面油污处理器主要针对港口、海面、水面的油污降解。

具体而言，本发明的漂浮式水面油污处理器，其特征在于，该处理器包括：杯型外壳，微生物载体和缓释结构。所述处理器，其主体采用聚乙烯塑料杯制成，杯口制成半隔离装置，杯体由带有小孔的圆形聚乙烯塑料隔板分割成上下两个部分，上部为反应区，下部为缓释区，反应区内近杯口半隔离栏处固定有挂膜后的生物膜载体，缓释区内固定缓释结构。

本发明中，所述的反应器呈杯型，浮于水面上，内含微生物载体和缓释结构，杯体外侧带有调节浮力的结构；所述的微生物载体中，微生物附着于载体上，起到降解油污的主要作用；所述的缓释结构中含有营养物质和表面活性剂等，其遇水后将逐级穿透，里面的物质将被释放出来。

本发明中，杯型外壳的材料采用聚乙烯、聚氯乙烯塑料等质轻、耐水的材料；杯体外侧调节浮力的结构采用聚苯乙烯泡沫塑料、橡皮等密度小的材料，或者气囊结构材料。

本发明中，微生物载体选用聚乙烯塑料毛刷、聚酯棉、聚酯纤维等能够使微生物附着生长的材料。

本发明中，缓释结构选用聚己酸内酯(polycaprolactone，用于制作胶囊的材料)等能水解的材料。

本发明中，采用营养物质和表面活性剂的缓释机制维持挂膜微生物在对石油烃类物质进行吸附、吸收和代谢过程中所需的各种营养物质的供应，使微生物正常生长，保证石油烃的降解效果。

本发明的漂浮式水面油污处理器，其主体采用容积为1升的聚乙烯塑料杯制成，杯口经剪切加工成半隔离装置，杯体用带有小孔的圆形聚乙烯塑料隔板分割成上下两个部分，上部为反应区(容积约300ml)，下部为缓释区(容积为700ml)。将挂膜后的生物膜载体裁剪成合适长度并制成环状，固定于反应区内近杯口半隔离栏处；将用作缓释结构的玻璃管开口朝上固定于缓释区内；杯体外围固定聚苯乙烯材料(泡沫塑料)提供其合适的浮力。

遇到急流或海浪的冲击时，当反应区内营养液可能被倒出，使杯体上浮，则生物膜载体将离开水面无法与油污接触，因此，在反应区靠近聚乙烯塑料隔板处的杯壁上扎有4个渗水针孔，以便反应区倾空时，外部水体渗入反应区令漂浮式水面油污处理器复位。

本发明中，所述的微生物挂膜通过下述方法制备：

将聚乙烯塑料毛刷或聚酯棉作为滤料悬挂于玻璃管中制成滴滤池，将经培养和筛选的微生物悬浊液从滴滤池上端缓慢倒入，下端流出液用锥形瓶收集，根据微生物滞留情况决定是否需要将收集的流出液再次倒入滴滤池。

配制含有石油烃作为底物的微生物营养液，并将其从滴滤池上端滴入，分析流出液中石油烃的含量及微生物相，待微生物生长代谢情况趋于正常(约48小时)后挂膜结束，作为滤料的聚乙烯塑料毛刷或聚酯棉可用作漂浮式水面油污处理器的生物膜载体。

本发明所述的营养物缓释结构通过下述方法制备：

采用聚己酸内酯(polycaprolactone，用于制作缓释胶囊的材料)薄膜将一端封口的细玻璃管分割成若干个区域，在每个区域中均封存一定量的营养物质及表面活性剂的固体粉末。调整薄膜厚度使其遇水后在适当的时间穿透，以保证反应区营养物质或表面活性剂降低到一定浓度时，及时释放并补充相应的物质。根据石油污染严重程度和处理器工作时间可调整缓释结构中薄膜的级数。通常，1级可延长缓释时间1-2小时。

微生物降解油污时，除了将石油烃作为碳源或能源进行代谢外，还需要适当浓度的无机元素(大量元素和微量元素)和生长素等其它营养物质。另外，油污只有进入到水相才能较好的被微生物吸收，表面活性剂的存在对微生物吸收石油烃类物质的效果至关重要。本发明在漂浮式水面油污处理器中加入缓释结构能保证营养物质和表面活性剂浓度的长期稳定，能克服现有技术中存在的一次性投入的所述的物质会大量随水流失，效果不佳的不足。

本发明的漂浮式水面油污处理器的优点有：

基于微生物修复处理废水的对于水面油污的处理具有操作简便、经济和无二次污染等特点，并能克服物理和化学方法操作工艺复杂、盲目性大、效率低、成本高或可能造成二次污染等缺点的特点，

为了便于理解，以下将通过具体的附图和实施例对本发明进行详细地描述。需要特别指出的是，具体实例和附图仅是为了说明，显然本领域的普通技术人员可以根据本文说明，在本发明的范围内对本发明做出各种各样的修正和改变，这些修正和改变也纳入本发明的范围内。

附图说明

图1是本发明的滴滤池挂膜示意图。

图2是本发明的逐级穿透缓释结构部分。

图3是本发明漂浮式水面油污处理器的结构示意图。

具体实施方式

实施例1漂浮式水面油污处理器

示例性的漂浮式水面油污处理器的结构如图3所示，其包括杯型外壳，微生物载体和缓释结构。

本发明在实际应用中，将被置于受油污污染的水域。处理器将漂浮于水面上，调节杯外的泡沫塑料的大小，控制其吃水深度，使得隔离栏下沿低于水面2-3mm，上沿则高于水面，以便水面油污可以进入反应区与生物膜载体充分接触，同时避免反应区内营养物质迅速流失，从而在一定时间内将反应区营养液控制在所需浓度之上。

下方的缓释区的缓释结构玻璃管中缓释胶囊遇水后将逐级水解穿透，每隔20-30分钟逐级释放玻璃管中储存的无机营养盐及表面活性剂等物质，并通过圆形聚乙烯塑料板的小孔从缓释区扩散到反应区，以维持反应区营养物质浓度基本恒定，保证微生物的正常生长，提高水面油污的降解率。

遇到急流或海浪的冲击时，聚乙烯塑料隔板的设置可以防止杯体倾翻所有营养液被倒出而整体上浮失去平衡；同时，杯壁上的4个渗水针孔，可使外部水体渗入反应区令漂浮式水面油污处理器复位。

Claims (9)

1.一种漂浮式水面油污处理器，其特征在于，该处理器包括：杯型外壳，微生物载体和缓释结构，所述微生物载体和缓释结构包含于杯型外壳内。

2.按权利要求1所述的漂浮式水面油污处理器，其特征在于，所述处理器，其主体采用聚乙烯塑料杯制成，杯口制成半隔离装置，杯体由带有小孔的圆形聚乙烯塑料隔板分割成上下两个部分，上部为反应区，下部为缓释区，反应区内近杯口半隔离栏处固定有挂膜后的生物膜载体，缓释区内固定缓释结构。

3.按权利要求1或2所述的漂浮式水面油污处理器，其特征在于，所述的杯型外壳杯体外侧带有调节浮力的结构。

4.按权利要求1或2所述的漂浮式水面油污处理器，其特征在于，所述的杯型外壳材料为聚乙烯或聚氯乙烯塑料材料。

5.按权利要求3所述的漂浮式水面油污处理器，其特征在于，所述的杯体外侧的调节浮力的结构为聚苯乙烯泡沫塑料、橡皮或者气囊结构。

6.按权利要求1所述的漂浮式水面油污处理器，其特征在于，所述的微生物载体为聚乙烯塑料毛刷、聚酯棉或聚酯纤维材料；其上附着微生物。

7.按权利要求1或2所述的漂浮式水面油污处理器，其特征在于，所述缓释结构中含有营养物质和表面活性剂。

8.按权利要求7所述的漂浮式水面油污处理器，其特征在于，所述缓释结构为聚己酸内酯材料。

9.按权利要求2所述的漂浮式水面油污处理器，其特征在于，所述反应区靠近聚乙烯塑料隔板处的杯壁上扎有渗水针孔。

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