CN111847659A - 一种石墨烯光解生态膜及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石墨烯光解生态膜及其制备方法和应用，属于环保技术领域，具体涉及水治理技术领域，以解决现有技术中没有很好的治理水体中有机和无机可氧化污染物质方法，石墨烯光解生态膜包括蓬松聚酯纤维本体及均匀附着在蓬松聚酯纤维本体上的石墨烯和好氧微生物，所述好氧微生物包括硝化细菌，1平方米石墨烯光解生态膜两侧附着的石墨烯与硝化细菌菌液的质量比为8‑10:0.2‑2，将石墨烯和好氧微生物整合在蓬松聚酯纤维本体上，使之漂浮在河道、塘、库水内表面，利用石墨烯吸收光能，产生光化学反应，将有机污染物分解，光化学反应能产生氧气，增加溶氧量，促进好氧微生物生长，吸收降解有机污染物。
Description
技术领域
一种石墨烯光解生态膜及其制备方法和应用，本发明属于环保技术领域，具体涉及水治理技术领域。
背景技术
河流污染是指由于人类活动，直接或间接地把物质或能量引入河流环境，造成损害河流生物资源，损坏河水和河流环境质量，危害人类健康等有害的影响，也是水体污染的一种。
高锰酸盐指数是反应水体中有机和无机可氧化物质污染的常用指标，是指在酸性或碱性介质中，以高锰酸钾为氧化剂，处理水样时所消耗的氧化剂的量，主要应用于掌握饮用水和地表水水质。
申请号CN201711280723.1公开了一种新型河水沉水动植物综合治理生态修复技术，该专利包括以下步骤：抽干河水，河底造型，淤泥处理，土壤治理，杀菌消毒，淤泥回铺，种植长青沉水植物，放养水生动物，水面浮萍景观设计，在水面上分散养殖浮叶植物。本发明能针对河水污染问题，做到净化水质，去除水体富营养化，提高河道景观观赏能力，重建河道生态平衡，修复河道生态链。
该专利主要利用水中的多种需氧藻类和沉水植物去除了水中和淤泥中的氮磷钾等元素，并没有从根本上治理水体中有机和无机可氧化污染物质。
申请号CN201921496602.5公开了一种河水污染治理系统，包括从河道上游向下游间隔有距离依次设置的漂浮物处理装置、曝气装置、加药装置和微生物处理装置，漂浮物处理装置包括截水台和设置在截水台上的漂浮物捞取机构；曝气装置包括氧气发生器、空气压缩机、储气罐以及通过通气管道和阀门连通到河道底部的若干组氧气喷头；加药装置包括药剂混合罐、增压泵以及通过输药管道和阀门连通到从河底底部垂直向上设置的若干根药剂喷管；微生物处理装置包括漂浮床、悬垂绳、微生物处理球和坠重块组成。本发明通过对河水的物理法、化学法和生物法综合治理，提高了污水治理效率和治理效果，改善了河道的水生态环境。
该专利采用药剂喷洒治理，在治理河水污染的同时还是杀死其他河道有益微生物，破坏河道微生态，此外该专利没有治理河道方面的数据。
综上所述，目前没有很好的治理水体中有机和无机可氧化污染物质的方法。
发明内容
本发明的目的在于：提供了一种石墨烯光解生态膜及其制备方法和应用，以解决上述现有技术中没有很好的治理水体中有机和无机可氧化污染物质方法。
本发明采用的技术方案如下：
一种石墨烯光解生态膜，石墨烯光解生态膜包括蓬松聚酯纤维本体及均匀附着在蓬松聚酯纤维本体上的石墨烯和好氧微生物。
本申请的技术方案中，将石墨烯和好氧微生物整合在蓬松聚酯纤维本体上，使之漂浮在河道、塘、库水内表面，利用石墨烯吸收光能，产生光化学反应，将有机污染物分解，光化学反应能产生氧气，增加溶氧量，促进好氧微生物生长，吸收降解有机污染物。
优选的，所述好氧微生物包括硝化细菌，1平方米石墨烯光解生态膜两侧附着的石墨烯与硝化细菌菌液的质量比为8-10:0.2-2。
更为优选的，1平方米石墨烯光解生态膜两侧附着的石墨烯与硝化细菌菌液的质量比为 9:1。
优选的，硝化细菌菌液中活性硝化细菌菌株数为0.8-1.5亿个/毫升。
更为优选的，硝化细菌菌液中活性硝化细菌菌株数1亿个/毫升。
优选的，石墨烯光解生态膜为矩形、菱形、圆形、椭圆形或不规则形，石墨烯光解生态膜两侧分别设置有勾环。
一种石墨烯光解生态膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)将蓬松聚酯纤维分割成矩形、菱形、圆形、椭圆形或不规则形；
(2)按上述比例将石墨烯和消化细菌附着在矩形条两侧形成石墨烯光解生态膜；
(3)在每个石墨烯光解生态膜两侧制作固定件。
优选的，步骤(2)石墨烯和消化细菌混匀后通过热压封装或高压喷涂的方式附着在蓬松聚酯纤维矩形条两侧。
优选的，步骤(3)中固定件包括固定在石墨烯光解生态膜两侧的勾环或绑带。
优选的，步骤(3)后，通过固定件将多个石墨烯光解生态膜水平固定在两条平行的绳索之间，将绳索固定在坝边两侧，使多个石墨烯光解生态膜漂浮在水面上。
一种石墨烯光解生态膜在河水、水库或水塘中的应用。
本申请的技术方案中，河流类治理工艺效果，铺装1km(约50％铺装面积)，七天降解高锰酸钾指数，晴天1-1.5mg/l，阴天0.5-1mg/l。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明中，将石墨烯和好氧微生物整合在蓬松聚酯纤维本体上，使之漂浮在河道、塘、库水内表面，利用石墨烯吸收光能，产生光化学反应，将有机污染物分解，光化学反应能产生氧气，增加溶氧量，促进好氧微生物生长，吸收降解有机污染物；
2、本发明中，只需可见光即可降解水中有机污染物，分解水制氧，让水体重新恢复自净化能力，黑臭水变清水；
3、无需曝氧增气，节能环保；
4、模块化设计、模块化安装，可快速、高效定制；
5、与水生植物和谐共生。
附图说明
图1为本发明多个石墨烯光解生态膜及绳索的结构示意图。
图中标记：1-勾环，2-石墨烯光解生态膜，3-绳索。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1，一种石墨烯光解生态膜，石墨烯光解生态膜包括蓬松聚酯纤维本体及均匀附着在蓬松聚酯纤维本体上的石墨烯和好氧微生物；所述好氧微生物包括硝化细菌，1平方米生态膜两侧附着的石墨烯与硝化细菌菌液的质量比为9:1，硝化细菌菌液中活性硝化细菌菌株数1亿个/毫升；石墨烯光解生态膜为长方形。
一种石墨烯光解生态膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)将蓬松聚酯纤维分割成长方形；
(2)按上述比例将石墨烯和消化细菌附着在矩形条两侧形成石墨烯光解生态膜，石墨烯和消化细菌混匀后通过热压封装的方式附着在蓬松聚酯纤维矩形条两侧；
(3)在每个石墨烯光解生态膜两侧制作勾环，通过勾环将多个石墨烯光解生态膜水平固定在两条平行的绳索之间，将绳索固定在坝边两侧，使多个石墨烯光解生态膜漂浮在水面上。
实施例2
在实施例1的基础上，1平方米生态膜两侧附着的石墨烯与硝化细菌菌液的质量比为 8:0.2，硝化细菌菌液中活性硝化细菌菌株数1.5亿个/毫升，石墨烯光解生态膜为椭圆形，固定件为绑带，其他均同实施例1。
实施例3
在实施例1的基础上，1平方米生态膜两侧附着的石墨烯与硝化细菌菌液的质量比为 10:2，硝化细菌菌液中活性硝化细菌菌株数0.8亿个/毫升，石墨烯光解生态膜为不规则形状，固定件为绑带，其他均同实施例1。
此外石墨烯光解生态膜还可以是圆形、菱形或正方形等。
将该实施例1制备的石墨烯光解生态膜应用于河水治理中：采集2019年4月21-27的泸州市泸县官渡大桥河水水质在线检测点的河水，并按本领域公认的方法测定高锰酸盐指数，试验结果见表1：
表1安装前泸州市泸县官渡大桥河水水质在线检测点的高锰酸盐指数
于2020年3月20日将本实施例1制备的石墨烯光解生态膜按图1铺装于泸州市泸县官渡大桥河水水质在线检测点上游1000米处，约50％铺装面积，安装后10-40天，河水水质在线检测点的高锰酸盐指数如表2所示。
表2安装后10-40天泸州市泸县官渡大桥河水水质在线检测点的高锰酸盐指数
由表1和表2知，将本实施例1制备的石墨烯光解生态膜按图1铺装于泸州市泸县官渡大桥河水水质在线检测点上游1000米处，约50％铺装面积，安装10天后，河水水质在线检测点的高锰酸盐指数均在6以下(安装前河水高锰酸盐指数一直超标)，达标，后期无反弹；2020.4.21-2020.4.30与2019.4.21-2019.4.30同期比较，河水高锰酸盐指数得到明显的改善并达标。说明该石墨烯光解生态膜治理效果好，从根本上治理了被有机和无机可氧化污染物污染的水体。
本申请实施例中的制备的石墨烯光解生态膜可以应用于河水、水库或水塘中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种石墨烯光解生态膜，其特征在于：石墨烯光解生态膜包括蓬松聚酯纤维本体及均匀附着在蓬松聚酯纤维本体上的石墨烯和好氧微生物。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯光解生态膜，其特征在于：所述好氧微生物包括硝化细菌，1平方米生态膜两侧附着的石墨烯与硝化细菌菌液的质量比为8-10:0.2-2。
3.根据权利要求1所述的一种石墨烯光解生态膜，其特征在于：1平方米石墨烯光解生态膜两侧附着的石墨烯与硝化细菌菌液的质量比为9:1。
4.根据权利要求2或3所述的一种石墨烯光解生态膜，其特征在于：硝化细菌菌液中活性硝化细菌菌株数为0.8-1.5亿个/毫升。
5.根据权利要求1所述的一种石墨烯光解生态膜，其特征在于：石墨烯光解生态膜为矩形、菱形、圆形、椭圆形或不规则形，石墨烯光解生态膜两侧分别设置有勾环。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的石墨烯光解生态膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将蓬松聚酯纤维分割成矩形、菱形、圆形、椭圆形或不规则形；
(2)按上述比例将石墨烯和消化细菌附着在矩形条两侧形成石墨烯光解生态膜；
(3)在每个石墨烯光解生态膜两侧制作固定件。
7.根据权利要求6所述的一种石墨烯光解生态膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)石墨烯和消化细菌混匀后通过热压封装或高压喷涂的方式附着在蓬松聚酯纤维矩形条两侧。
8.根据权利要求6所述的一种石墨烯光解生态膜的制备方法，其特征在于，步骤(3)中固定件包括固定在石墨烯光解生态膜两侧的勾环或绑带。
9.根据权利要求6所述的一种石墨烯光解生态膜的制备方法，其特征在于，步骤(3)后，通过固定件将多个石墨烯光解生态膜水平固定在两条平行的绳索之间，将绳索固定在坝边两侧，使多个石墨烯光解生态膜漂浮在水面上。
10.一种权利要求1-5任一项所述的石墨烯光解生态膜在河水、水库或水塘中的应用。
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| CN108439716A (zh) * | 2018-04-25 | 2018-08-24 | 浙江华洋水务科技有限公司 | 用于水体生态修复的石墨烯智能生态系统 |
| CN110228855A (zh) * | 2019-07-19 | 2019-09-13 | 宁波石墨烯创新中心有限公司 | 氧化石墨烯复合材料的制备方法及污水处理方法 |
| CN110255810A (zh) * | 2019-05-31 | 2019-09-20 | 广东五色时空生态环境科技有限公司 | 黑臭河道原位生物生态综合干预污水水质提升工艺 |
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| CN210683348U (zh) * | 2019-06-27 | 2020-06-05 | 广州埃米石墨烯科技有限公司 | 一种可直接用于净化室外污水的水生态修复网 |
-
2020
- 2020-06-18 CN CN202010560578.8A patent/CN111847659A/zh active Pending
Patent Citations (5)
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