CN107739104B - 一种嗜油性细菌降解残油的处理装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种嗜油性细菌降解残油的处理装置及方法，该嗜油性细菌降解残油的处理装置包括浮板，浮板的边沿设置有浮筒，浮板上通过支撑架安装有与蓄电池组连接的太阳能电池板，浮板的一侧端面上设置有推进器；浮板另外三个侧面的至少一侧安装若干油液分解装置，浮筒之间的浮板正下方设置有残油降解装置，残油降解装置和油液分解装置均主要由油液汇聚层、吸油层和降解层组成；残油降解装置和油液分解装置的油液汇聚层、吸油纸和降解层三者的总厚度不超过1cm；浮板的一侧设置有一卷绕有若干吸油纸的转轴，另一侧设置有与转轴配对的旋转滚筒，旋转滚筒与第二电机连接，转轴上的吸油纸经浮板下方后设置于旋转滚筒上。

Description

一种嗜油性细菌降解残油的处理装置及方法

技术领域

本发明涉及生物石油降解技术领域，具体涉及一种嗜油性细菌降解残油的处理装置及方法。

背景技术

石油主要是由多种烃类(烷烃、环烷烃、芳香烃、多环芳烃)及少量其他有机物(硫化物、氮化物、烷烃酸类)所组成的混合物，随着社会和经济的飞速发展，石油及其制品被广泛地应用于社会的各个领域。比如制备成船舶中应用的柴油、重油和渣油等，以及汽车中应用的汽油等。

机动船舶因舱底含油污水以及机械损坏等产生的漏油对湖泊水表的污染，加之湖泊水域中水体流动性差、自我修复能力差，因此，含油污水及船舶漏油对航道周边水域环境的危害往往是致命性的，严重影响湖泊的水质、破坏湖泊的水体环境以及严重影响湖泊周边区域人们的渔业养殖环境。特别是大型河流发生的大面积突发漏油事件，对于江水的水环境污染是致命的，沿岸的居民生活受到严重影响。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的嗜油性细菌降解残油的处理装置及方法能够在运动过程对漂浮的残油进行聚集并分解。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

第一方面，提供一种嗜油性细菌降解残油的处理装置，其包括采用塑料制成的浮板，浮板的边沿均匀地设置有若干浮筒，浮板上通过支撑架安装有若干太阳能电池板，相邻太阳能电池板之间的间隙形成透光通道；透光通道正下方的浮板上开设有贯穿整个浮板的条形槽；太阳能电池正下方的浮板上设置有与太阳能电池板连接的蓄电池组；浮板的一侧端面上设置有若干带动处理装置移动的推进器，浮板另外三个侧面的至少一侧安装若干油液分解装置；

浮筒之间的浮板正下方设置有残油降解装置，残油降解装置包括其上具有凝聚石油菌群的油液汇聚层，油液汇聚层上方设置有对石油进行回收的吸油层，吸油层为吸油纸，吸油纸上方的浮板上通过绳索安装有携带有嗜油性细菌、且用于对残余油液进行分解的降解层；油液汇聚层通过绳索固定于浮筒上；

油液分解装置包括安装于浮板上的第一电机，第一电机的动力输出轴上连接有呈空心的搅拌叶片，搅拌叶片上开设有若干出水口和一倾斜向上、且与搅拌叶片的内部空腔连通的进水口；搅拌叶片的内部空腔中设置有呈封闭状的过滤网，过滤网内由进水口侧至搅拌叶片的弧形顶端一次设置有油液汇聚层、吸油层和降解层；

残油降解装置和油液分解装置的油液汇聚层、吸油纸和降解层三者的总厚度不超过1cm；

浮板的一侧设置有一卷绕有若干吸油纸的转轴，另一侧设置有与转轴配对的旋转滚筒，旋转滚筒与第二电机连接，转轴上的吸油纸经浮板下方后设置于旋转滚筒上，位于浮板下方的吸油纸形成残油降解装置的吸油层；浮板底部设置有使残油降解装置的吸油层贴附于油液汇聚层的延伸板，延伸板的下端呈弧形；推进器、第一电机和第二电机均与蓄电池组连接。

进一步地，邻近旋转滚筒的延伸板处设置有一喷管，喷管与浮板上设置的水箱连接，喷管上设置有一电磁阀，电磁阀、推进器、第一电机、第二电机和蓄电池组均与控制模块连接。

进一步地，转轴上卷绕有两块吸油纸，两块吸油纸之间形成一条形通道；太阳能电池正下方的浮板上还设置有与蓄电池组连接的氧气发生装置氧气发生装置，氧气发生装置上设置有一根穿过条形通道的出气管，出气管的端部连接有一具有若干出口的喷头。

进一步地，浮板上连接有若干向下延伸的连接板，连接板的端部固定安装有具有若干种植槽的种植板，种植槽内种植有轮叶黑藻、伊乐藻、红线草和/或小黄草。

进一步地，太阳能电池正下方的浮板上还设置有若干与控制模块连接的第三电机，第三电机的动力输出轴上连接有一根穿过条形通道的伸缩杆，伸缩杆上安装有对种植槽内的植物进行修剪的切割叶片。

进一步地，嗜油性细菌为油螺旋菌属、Neptunomonas、枯草芽孢杆菌、多食鞘氨醇杆菌、石油烃降解菌按2：3：1：1：1混合而成。

进一步地，油液汇聚层为将WY-4B制备成菌悬液注入废弃的食用菌菌棒而成。

第二方面，提供一种采用嗜油性细菌降解残油的处理装置降解残油的方法，其包括以下步骤：

在油液污染的河段或湖泊的边缘设置一圈采用附着有WY-4B菌悬液的食用菌菌棒对油液进行拦截；

在食用菌菌棒围成的区域内放置上至少一个处理装置，并启动推进器带动处理装置在被油液污染的河段或湖泊移动；

位于水面的残油降解装置和油液分解装置的油液汇聚层在移动过程中将水面上的油液汇聚于油液汇聚层；

油液汇聚层在汇聚油液的过程中，油液汇聚层其上的吸油层将汇聚的油液吸附于其上，漂浮于水面上未被吸油层吸收的油液，进入降解层，通过嗜油性细菌进行降解。

本发明的有益效果为：本方案的处理装置在移动过程中，残油降解装置能够实现部分油液回收，并对未吸收的油液进行降解，具体为，油液汇聚层对水面上零星漂浮的残油进行汇集，汇集的油液可以通过其上的吸油层进行吸附，通过吸油层可以实现部分残油的回收；吸油层未吸附的油液可以通过其上的降解层进行降解，通过吸油层对残油的回收及降解层的降解，可以大幅度降低水面的残油量。

转轴、旋转滚筒和第二电机的相互配合作用，在吸油纸使用一段时间后，可以通过第二电机将位于水面的吸油纸卷绕在旋转滚筒，同时将转轴上的吸油纸放入水面，以保证吸油层的吸油效率。

油液分解装置能够实现油液的降解，具体为，搅拌叶片在旋转过程中，进入搅拌叶片内的水内携带的浮油首先通过油液汇聚层汇聚之后，进入吸油层后，吸油层将油液进行固定，可以避免油液再次飘散，之后通过降解层对吸油层固定的油液进行降解；通过油液分解装置和残油降解装置的相互配合，能够进一步提高水面残油去除效率，确保了水中生态系统的尽快恢复。

将残油降解装置和油液分解装置的油液汇聚层、吸油纸和降解层三者的总厚度设置成不超过1cm的厚度，这样可以保证三层结构都位于水面上，确保水面上残油的有效回收和降解。

附图说明

图1为嗜油性细菌降解残油的处理装置的结构示意图。

图2为嗜油性细菌降解残油的处理装置的俯视图。

图3为搅拌叶片的结构示意图。

图4为搅拌叶片的剖视图。

其中，1、浮板；11、旋转滚筒；12、水箱；121、喷管；13、第三电机；131、切割叶片；14、氧气发生装置；141、喷头；15、转轴；16、推进器；17、延伸板；2、支撑架；3、太阳能电池板；31、透光通道；4、浮筒；5、连接板；6、种植板；7、油液分解装置；71、搅拌叶片；711、出水口；712、过滤网；8、油液汇聚层；9、吸油层；10、降解层。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

参考图1和图2，图1示出了嗜油性细菌降解残油的处理装置的结构示意图；图2示出了嗜油性细菌降解残油的处理装置的俯视图。参考图1和图2，该嗜油性细菌降解残油的处理装置包括采用塑料制成的浮板1，浮板1的边沿均匀地设置有若干浮筒4，浮筒4的设置可以保证整个处理装置悬浮在水面上的稳定性。

如图1和图2所示，浮板1上通过支撑架2安装有若干太阳能电池板3，相邻太阳能电池板3之间的间隙形成透光通道31；透光通道31正下方的浮板1上开设有贯穿整个浮板1的条形槽；太阳能电池正下方的浮板1上设置有与太阳能电池板3连接的蓄电池组；浮板1的一侧端面上设置若干有带动处理装置移动的推进器16，浮板1另外三个侧面的至少一侧安装若干油液分解装置7。

通过设置的推进器16能够带动整个处理装置在整片污染水域进行移动，确保了整个处理装置对水面上飘散的残油实现最大化的处理，保证污染水域的生态系统的快速恢复。

如图1所示，浮筒4之间的浮板1正下方设置有残油降解装置，残油降解装置包括其上具有凝聚石油菌群的油液汇聚层8，油液汇聚层8上方设置有对石油进行回收的吸油层9，本方案中提到的所有吸油层均为吸油纸，吸油纸上方的浮板1上通过绳索安装有携带有嗜油性细菌、且用于对残余油液进行分解的降解层10；油液汇聚层8通过绳索固定于浮筒4上。本方案中提到的油指代石油。

其中残油降解装置能够实现部分油液回收，并对未吸收的油液进行降解，具体为，油液汇聚层8对水面上零星漂浮的残油进行汇集，汇集的油液可以通过其上的吸油层9进行吸附，通过吸油层9可以实现部分残油的回收；吸油层9未吸附的油液可以通过其上的降解层10进行降解，通过吸油层9对残油的回收及降解层10的降解，可以大幅度降低水面的残油量。

实施时，本方案优选嗜油性细菌为油螺旋菌属、Neptunomonas、枯草芽孢杆菌、多食鞘氨醇杆菌、石油烃降解菌按2：3：1：1：1混合而成。通过这些菌属的独特设置，其能够对油液中的多种有机物进行分解，保证油液中所有物质都能够被降解。

其中的油液汇聚层8为将WY-4B制备成菌悬液注入废弃的食用菌菌棒而成。

如图1、图3和图4所示，油液分解装置7包括安装于浮板1上的第一电机，第一电机的动力输出轴上连接有呈空心的搅拌叶片71，搅拌叶片71上开设有若干出水口711和一倾斜向上、且与搅拌叶片71的内部空腔连通的进水口；搅拌叶片71的内部空腔中设置有呈封闭状的过滤网712，过滤网712内由进水口侧至搅拌叶片71的弧形顶端一次设置有油液汇聚层8、吸油层9和降解层10。

进水口采用倾斜向上的方式后，其在旋转过程中，只有邻近水面上的水和油液能够进入进水口，以实现与其接触的油液都能够随水流进入搅拌叶片71内，之后通过过滤网712，再通过油液汇聚对飘散的油液进行回收，之后通过吸油层9进行固定，避免搅拌叶片71在旋转过程中再次将油液从出水口711甩出，之后通过降解层10对吸油层9固定的油液进行降解。

设置的过滤网712能够将油液分解装置7所有的油液汇聚层8、吸油层9和降解层10包裹于其内，以避免在搅拌叶片71旋转时，将油液汇聚层8、吸油层9和降解层10从进水口甩出。

残油降解装置和油液分解装置7的油液汇聚层8、吸油纸和降解层10三者的总厚度不超过1cm；这样可以保证三层结构都位于水面上，确保水面上残油的有效回收和降解。

浮板1的一侧设置有一卷绕有若干吸油纸的转轴15，另一侧设置有与转轴15配对的旋转滚筒11，旋转滚筒11与第二电机连接，转轴15上的吸油纸经浮板1下方后设置于旋转滚筒11上，位于浮板1下方的吸油纸形成残油降解装置的吸油层9；浮板1底部设置有使残油降解装置的吸油层9贴附于油液汇聚层8的延伸板17，延伸板17的下端呈弧形。

延伸板17的设置，可以使吸油纸贴附于油液汇聚层8上，保证油液汇聚层8汇聚的油液能够尽可能地被吸油层9吸附。另外，延伸板17下端呈弧形的独特设计，可以保证吸油层9在运动时的通畅性，避免夹角划破吸油纸，影响吸油纸的快速更换。

推进器16、第一电机、第二电机和氧气发生装置14均与蓄电池组连接。本方案的处理装置采用太阳能电池板3供电，解决了偏远水域无法实现正常供电的问题。本装置由于整体结构的独特设置，当蓄电池组中的电量用完时，残油降解装置仍能够实现正常的油液分解，只是整个装置固定于水面上，待蓄电池组再次有电时，推进器16可再次带动处理装置实现更广阔水域的处理。

由于残油降解装置的覆盖面积较大，在推进器16带动处理装置移动过程中，残油降解装置能够实现较大块水面的覆盖，其接收的残油相对较多，采用转轴15、旋转滚筒11和第二电机的相互配合作用，其能够在吸油纸使用一段时间后，通过第二电机将位于水面的吸油纸卷绕在旋转滚筒11，同时将转轴15上的吸油纸放入水面，以保证吸油层9的吸油效率来达到水面油液的最大化处理。

在本发明的一个实施例中，邻近旋转滚筒11的延伸板17处设置有一喷管121，喷管121与浮板1上设置的水箱12连接，喷管121上设置有一电磁阀，电磁阀、推进器16、第一电机、第二电机和蓄电池组均与控制模块连接。

残油降解装置的降解层10与吸油层9是相互紧贴的，在进行残油分解时，部分降解层10中的嗜油性细菌会进入吸油层9中进行油液的分解，通过水箱12和喷管121的相互配合能够在吸油层9卷绕时，对吸油层9进行冲洗，使其携带的嗜油性细菌进入下一段吸油层9中。

转轴15上卷绕有两块吸油纸，两块吸油纸之间形成一条形通道；太阳能电池正下方的浮板1上还设置有与蓄电池组连接的氧气发生装置14，氧气发生装置14上设置有一根穿过条形通道的出气管，出气管的端部连接有一具有若干出口的喷头141。

本方案采用两块之间具有间隙的吸油纸后，其在保证氧气发生装置14的出气管能够正常延伸至水中的同时，还能够保证位于水面上的吸油层9的正常更换。

由于嗜油性细菌在进行油液的分解时，其能够消耗掉水域中的大量氧气而使水域中的植物受到影响，而致使生态系统的正常恢复，本方案设置的氧气发生装置14能够对水不停地将其制造的氧气水中，保证了水域中的植物和动物的正常生长。

在本发明的一个实施例中，浮板1上连接有若干向下延伸的连接板5，连接板5的端部固定安装有具有若干种植槽的种植板6，种植槽内种植有轮叶黑藻、伊乐藻、红线草和/或小黄草。通过设置的种植板6及其上种植的植物，其能够对油液损坏的水下生态环境进行平衡。

如图1所示，实施时，本方案优选太阳能电池正下方的浮板1上还设置有若干与控制模块连接的第三电机13，第三电机13的动力输出轴上连接有一根穿过条形通道的伸缩杆，伸缩杆上安装有对种植槽内的植物进行修剪的切割叶片131。

切割叶片131的设置，可以每隔一段时间，对长势比较好的轮叶黑藻、伊乐藻、红线草和/或小黄草进行修剪。

采用嗜油性细菌降解残油的处理装置降解残油的方法包括以下步骤：

在油液污染的河段或湖泊的边缘设置一圈采用附着有WY-4B菌悬液的食用菌菌棒对油液进行拦截；

在食用菌菌棒围成的区域内放置上至少一个处理装置，并启动推进器16带动处理装置在被油液污染的河段或湖泊移动；

位于水面的残油降解装置和油液分解装置7的油液汇聚层8在移动过程中将水面上的油液汇聚于油液汇聚层8；

油液汇聚层8在汇聚油液的过程中，油液汇聚层8其上的吸油层9将汇聚的油液吸附于其上，漂浮于水面上未被吸油层9吸收的油液，进入降解层10，通过嗜油性细菌进行降解。

Claims (8)

1.一种嗜油性细菌降解残油的处理装置，其特征在于，包括采用塑料制成的浮板，所述浮板的边沿均匀地设置有若干浮筒，所述浮板上通过支撑架安装有若干太阳能电池板，相邻太阳能电池板之间的间隙形成透光通道；所述透光通道正下方的浮板上开设有贯穿整个浮板的条形槽；所述太阳能电池正下方的浮板上设置有与太阳能电池板连接的蓄电池组；所述浮板的一侧端面上设置有若干带动处理装置移动的推进器，浮板另外三个侧面的至少一侧安装若干油液分解装置；

所述浮筒之间的浮板正下方设置有残油降解装置，所述残油降解装置包括其上具有凝聚石油菌群的油液汇聚层，所述油液汇聚层上方设置有对石油进行回收的吸油层，所述吸油层为吸油纸，所述吸油纸上方的浮板上通过绳索安装有携带有嗜油性细菌、且用于对残余油液进行分解的降解层；所述油液汇聚层通过绳索固定于浮筒上；

所述油液分解装置包括安装于浮板上的第一电机，所述第一电机的动力输出轴上连接有呈空心的搅拌叶片，所述搅拌叶片上开设有若干出水口和一倾斜向上、且与搅拌叶片的内部空腔连通的进水口；所述搅拌叶片的内部空腔中设置有呈封闭状的过滤网，过滤网内由进水口侧至搅拌叶片的弧形顶端一次设置有油液汇聚层、吸油层和降解层；

所述残油降解装置和油液分解装置的油液汇聚层、吸油纸和降解层三者的总厚度不超过1cm；

所述浮板的一侧设置有一卷绕有若干吸油纸的转轴，另一侧设置有与转轴配对的旋转滚筒，所述旋转滚筒与第二电机连接，所述转轴上的吸油纸经浮板下方后设置于旋转滚筒上，位于浮板下方的吸油纸形成残油降解装置的吸油层；所述浮板底部设置有使残油降解装置的吸油层贴附于油液汇聚层的延伸板，所述延伸板的下端呈弧形；所述推进器、第一电机和第二电机均与蓄电池组连接。

2.根据权利要求1所述的嗜油性细菌降解残油的处理装置，其特征在于，邻近所述旋转滚筒的延伸板处设置有一喷管，所述喷管与浮板上设置的水箱连接，所述喷管上设置有一电磁阀，所述电磁阀、推进器、第一电机、第二电机和蓄电池组均与控制模块连接。

3.根据权利要求2所述的嗜油性细菌降解残油的处理装置，其特征在于，所述转轴上卷绕有两块吸油纸，两块吸油纸之间形成一条形通道；所述太阳能电池正下方的浮板上还设置有与蓄电池组连接的氧气发生装置，所述氧气发生装置上设置有一根穿过所述条形通道的出气管，所述出气管的端部连接有一具有若干出口的喷头。

4.根据权利要求3所述的嗜油性细菌降解残油的处理装置，其特征在于，所述浮板上连接有若干向下延伸的连接板，所述连接板的端部固定安装有具有若干种植槽的种植板，所述种植槽内种植有轮叶黑藻、伊乐藻、红线草和/或小黄草。

5.根据权利要求4所述的嗜油性细菌降解残油的处理装置，其特征在于，所述太阳能电池正下方的浮板上还设置有若干与控制模块连接的第三电机，所述第三电机的动力输出轴上连接有一根穿过所述条形通道的伸缩杆，所述伸缩杆上安装有对种植槽内的植物进行修剪的切割叶片。

6.根据权利要求1-5任一所述的嗜油性细菌降解残油的处理装置，其特征在于，所述嗜油性细菌为油螺旋菌属、Neptunomonas、枯草芽孢杆菌、多食鞘氨醇杆菌、石油烃降解菌按2：3：1：1：1混合而成。

7.根据权利要求1-5任一所述的嗜油性细菌降解残油的处理装置，其特征在于，所述油液汇聚层为将WY-4B制备成菌悬液注入废弃的食用菌菌棒而成。

8.一种采用权利要求1-7任一所述的嗜油性细菌降解残油的处理装置降解残油的方法，其特征在于：包括以下步骤：

在油液污染的河段或湖泊的边缘设置一圈采用附着有WY-4B菌悬液的食用菌菌棒对油液进行拦截；

在食用菌菌棒围成的区域内放置上至少一个处理装置，并启动推进器带动处理装置在被油液污染的河段或湖泊移动；

位于水面的残油降解装置和油液分解装置的油液汇聚层在移动过程中将水面上的油液汇聚于油液汇聚层；

油液汇聚层在汇聚油液的过程中，油液汇聚层其上的吸油层将汇聚的油液吸附于其上，漂浮于水面上未被吸油层吸收的油液，进入降解层，通过嗜油性细菌进行降解。

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