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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Kopplungsvorrichtung für Aktivkohle und Mikroorganismen zum Entfernen von Pestizid in einem Ackerland-Abwasser. Die Erfindung gehört zum technischen Bereich der Kontrolle der diffusen Verschmutzung von Pestiziden in einem Ackerland.
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Stand der Technik
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Mit der Umstellung der landwirtschaftlichen Bewirtschaftungsmethoden und der Entwicklung der feinen und intensiven Landwirtschaft in den letzten Jahren ist der Einsatz von Pestiziden in der Welt erheblich zugenommen, was eine wichtige Rolle bei der Prävention und Kontrolle von Schädlingen und Krankheiten der Kulturen, der Steigerung der Ernteerträge und der Verbesserung der Qualität landwirtschaftlicher Erzeugnisse spielt. Die im Feld eingesetzten Pestizide werden jedoch nur 10 bis 30% effektiv genutzt, und mehr als 70% der Pestizide verbleiben im Boden oder schwimmen in der Atmosphäre und gelangen durch Entwässerung nach der Bewässerung, Regen, Auslaugen usw. in die Wasserumgebung, daraus ergibt sich eine ernsthafte Bedrohung für die ökologische Sicherheit von Wasser und die menschliche Gesundheit. Das Ackerland-Abwasser stellt die wichtigste Möglichkeit dar, die Pestizidverschmutzung in landwirtschaftlichen Flächen zu exportieren. Eine effiziente Beseitigung von Pestizidrückständen im Ackerland-Abwasser ist hierfür eine Schlüsselmaßnahme zur Bekämpfung der diffusen Verschmutzung durch landwirtschaftliche Pestizide und ist von großer Bedeutung für die Verbesserung der Wasserumweltqualität und das Garantieren der ökologischen Sicherheit von Wasser.
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Das Ackerland-Ökosystem enthält reichliche Ressource von Pestizid-abbauenden Mikroben, die die Pestizide vollständig mineralisieren oder zu ungiftigen Bestandteilen abbauen können. Die mikrobielle Sanierung wird aufgrund ihrer Vorteile von Ungiftigkeit und hohe Effizienz, Anwesenheit der Sekundärverschmutzung und hohe Wirtschaftlichkeit sowie breiten Anwendungsmöglichkeiten usw. als der vielversprechendste Weg zur Entfernung von Pestiziden angesehen. Die vorhandene Pestizid-Kontrolltechnologie für Ackerland-Gewässer (z.B. künstliche Feuchtgebiet, Küstenpufferzonen-Kontrolltechnologie und ökologische Grabenreinigungstechnologie) dient grundsätzlich der Reinigung von Gewässer durch Nutzung des mikrobiellen Abbaus nach In-situ-Abfangen von Schadstoffen. Diese Technologien haben jedoch Probleme wie große Landbesetzungsflächen, viele Infrastrukturprojekte, hohe Implementierungskosten und schwieriges Management, sind somit schwierig für weitreichende Anwendungen. Da es sich bei den bei diesen Techniken funktionierenden Mikroorganismen nicht um Stämme handelt, die spezifische und effiziente Abbaueffekte auf Pestizide haben, ist außerdem die Abbaueffizienz gering und es ist schwierig, die Pestizide in kurzer Zeit wirksam zu entfernen.
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Gegenwärtig wurden die abbauenden Stämme durch Akklimation und Screening aus Ackerlandsystem erhalten, die eine hocheffiziente Abbauwirkung auf verschiedene Pestizide haben, und die Entwicklung der mikrobiellen Immobilisierungstechnologie fördert die Anwendung dieser abbauenden Stämme bei der In-situ-Verschmutzungssanierung. Aktivkohle ist poröse und besitzt starke Adsorptionseigenschaften, und ihre poröse Struktur bietet Lebensraum für die abbauenden Bakterien, was für die Adsorption und Immobilisierung von abbauenden Bakterien auf seiner Oberfläche vorteilhaft ist. Beispielsweise ist von der Patentanmeldung Nr. 201110351867.8 ein Verfahren zur Behandlung von Organophosphor-Pestizidabwasser mit immobilisierten Mikroorganismen offenbart, wobei der domestizierte Pilz Aspergillus niger an Aktivkohle mit einem Durchmesser von 5-8 mm adsorbiert wird und dann in Organophosphor-Pestizidabwasser eingebracht wird, und nach Stehenlassen für 7 Tage eine Abbaurate von 98% erreichen kann. Obwohl die Patentanmeldung eine hohe Zersetzungseffizienz zeigt, können die mit nicht-heimischen abbauenden Bakterien beladenen Aktivkohlepartikel nicht direkt in das Ackerland-Abwasser eingebracht werden, um die Pestizidverschmutzung zu entfernen, und es gibt Nachteile wie Schwierigkeiten beim Recycling und die sekundäre Verschmutzung von Fremdbakterien usw.. Daher ist es dringend notwendig, eine Vorrichtung zu entwickeln, die für die Umgebung des Ackerland-Abwassers geeignet ist und folgende Vorteile hat: kein oder weniger Bedarf an Infrastrukturaufbau, einfache Installation vor Ort, geringe Kosten, hohe Pestizidentfernungseffizienz, einfache Rückgewinnung immobilisierter Partikel und die Möglichkeit, diese wiederzuverwerten.
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Offenbarung der Erfindung
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kopplungsvorrichtung für Aktivkohle und Mikroorganismen zum Entfernen von Pestizid in einem Ackerland-Abwasser zu schaffen, um das Problem der diffusen Verschmutzung von Pestiziden in einem Ackerland dadurch zu lösen, dass ein wasserdurchlässiges Montagegestell in einem Entwässerungsgraben eines Ackerlandes festgelegt wird und im wasserdurchlässigen Montagegestell eine eingebettete Filterwand angebracht wird, und wenn das Ackerlandwasser Schicht nach Schicht durch die eingebetteten Filterwände durchströmt, wird das Pestizid im Wasser durch den Aktivkohle- abbauende Bakterien-Kopplungsträger adsorbiert und abgebaut, wodurch die Pestizidkonzentration im Ackerland-Abwasser verringert wird.
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Diese Aufgabe wird bei einer Kopplungsvorrichtung für Aktivkohle und Mikroorganismen zum Entfernen von Pestizid in einem Ackerland-Abwasser dadurch gelöst, dass die Kopplungsvorrichtung ein wasserdurchlässiges Montagegestell 1, ein Grobgitter-Abfanggeflecht 8, eine eingebettete Filterwand 3 und Befestigungspfähle 4 umfasst; wobei das wasserdurchlässige Montagegestell 1 mit einer Rastnut 2 und einer schmalen Nut 9 vorgesehen ist; ein Boden des wasserdurchlässigen Montagegestells 1 und die beide Seiten des wasserdurchlässigen Montagegestells parallel zur Längsrichtung des Ackerlandgrabens jeweils durch eine Bodenanschlagplatte 10 und Seitenanschlagplatten 5 verschlossen werden; das wasserdurchlässige Montagegestell 1 durch die Befestigungspfähe 4 in einem Entwässerungsgraben eines Ackerlandes befestigt wird; in der Rastnut 2 die eingebettete Filterwand 3 angeordnet ist; das Grobgitter-Abfanggeflecht 8 in der schmalen Nut 9 eingesteckt ist.
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Die Vorteile der vorliegenden Erfindung sind wie folgt:
- 1) Das wasserdurchlässige Montagegestell wird direkt in dem Entwässerungsgraben des Ackerlandes installiert, sodass es nur wenige Infrastrukturprojekte benötigt werden und kein Problem der Landbesetzung gibt.
- 2) Wenn das Ackerland-Abwasser durch mehrere eingebetteten Filterwände durchströmt, wird das Pestizid im Wasser durch den Aktivkohle-Mikroorganismen-Kopplungsträger adsorbiert und abgebaut, wodurch ist der Wirkungsgrad der Pestizid-Entfernung hoch und wird das Wasser Schicht nach Schicht gründlich gereinigt.
- 3) Durch die Ausgestaltung der mehreren Rastnuten im wasserdurchlässigen Montagegestell, können die Anzahl und Abstände der eingebetteten Filterwände flexibel eingestellt werden; bei starker Entwässerung des Ackerlandes während der Regen- oder Flutperiode können die eingebetteten Filterwände entfernt oder reduziert werden, um ein Verstopfen des Grabens zu vermeiden, ohne Beeinträchtigung der ursprünglichen Entwässerungskapazität der Gräben.
- 4) Die Regeneration und das Recycling des Aktivkohle-abbauende Bakterien-Kopplungsträgers dadurch erleichtert werden, dass die eingebettete Filterwand von oben geöffnet werden kann.
- 5) Einfache Herstellung, geringe Implementierungskosten, einfache Wartung und Verwaltung und geeignet für weitreichende Anwendungen.
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Figurenliste
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- 1 eine perspektive Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- 2 eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- 3 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung;
- 4 eine perspektive Darstellung der erfindungsgemäßen eingebettete Filterwand;
- 5 eine schematische Ansicht der in einem Entwässerungsgraben eines Ackerlandes angeordneten erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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In der Zeichnung bezeichnet 1 ein wasserdurchlässiges Montagegestell, 2 eine Rastnut, 3 eine eingebettete Filterwand, 4 einen Befestigungspfahl, 5 eine Seitenanschlagplatte, 6 einen Befestigungsring, 7 einen Griff, 8 ein Grobgitter-Abfanggeflecht, 9 eine schmale Nut, 10 eine Bodenanschlagplatte, 11 einen Aktivkohle-Mikroorganismen-Kopplungsträger, 12 ein Drahtgeflecht, 13 Kreuzversteifungsteil, 14 ein Scharnier, 15 einen Edelstahlrahmen, 16 eine Edelstahlverschlusskappe, 17 Schnappteil, 18 einenEntwässerungsgraben eines Ackerlandes.
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Ausführungsformen
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Es zeigt anhand von Zeichnungen eine Kopplungsvorrichtung für Aktivkohle und Mikroorganismen zum Entfernen von Pestizid in einem Ackerland-Abwasser, die ein wasserdurchlässiges Montagegestell 1, ein Grobgitter-Abfanggeflecht 8 , eine eingebettete Filterwand 3 und einen Befestigungspfahl 4 umfasst. Das wasserdurchlässige Montagegestell 1 ist mit einer Rastnut 2 und einer schmalen Nut 9 vorgesehen. Der Boden des wasserdurchlässigen Montagegestells 1 und die beide Seiten des wasserdurchlässigen Montagegestells parallel zur Längsrichtung des Ackerlandgrabens werden jeweils durch die Bodenanschlagplatte 10 und die Seitenanschlagplatten 5 verschlossen. Das wasserdurchlässige Montagegestell 1 wird durch einen Befestigungspfahl 4 in einem Entwässerungsgraben eines Ackerlandes befestigt. In der Rastnut 2 ist die eingebettete Filterwand 3 angeordnet. Das Grobgitter-Abfanggeflecht 8 ist in der schmalen Nut 9 eingesteckt.
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Die Bodenanschlagplatte 10 und die Seitenanschlagplatten 5 bestehen jeweils vorzugsweise aus PVC-Kunststoff.
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Das wasserdurchlässige Montagegestell 1 besteht aus Winkelstählen und PVC-Kunststoffplatten und ist im Allgemeinen ein Quader. An vier oberen und unteren Kanten vom Rahmen des wasserdurchlässigen Montagegestells parallel zur Längsrichtung des Ackerlandgrabens ist jeweils ein Winkelstahl angeordnet. Am Vorende und Hinterende jedes Winkelstahls wird jeweils eine schmale Nut ausgeschnitten. Die schmalen Nuten an den Vorenden der vier Winkelstähle bilden eine Gruppe von schmalen Nuten 9 und die schmalen Nuten an den Hinterenden der vier Winkelstähle bilden eine andere Gruppe von schmalen Nuten 9. An jedem Winkelstahl sind jeweils mehrere Rastnuten 2 ausgeschnitten. Die Größe der Rastnuten 2 wird entsprechend der Dicke der eingebetteten Filterwand 3 bestimmt. Der Boden des Rahmens und die beide Seiten des wasserdurchlässigen Montagegestells 1 parallel zur Längsrichtung des Ackerlandgrabens werden jeweils durch die Bodenanschlagplatte 10 und beide Seitenanschlagplatten 5 verschlossen und die anderen drei Seiten des wasserdurchlässigen Montagegestells 1 sind offen. Das wasserdurchlässige Montagegestell 1 wird durch die Befestigungspfähle 4 in einem Entwässerungsgraben eines Ackerlandes 18 befestigt.
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Das Grobgitter-Abfanggeflecht 8 wird aus Bewehrungsstahl und Stahldrahtgeflecht hergestellt. Die Dichte des Stahldrahtgeflechts beträgt vorzugsweise 4,5 kg/m2. Entsprechend der Richtung des Wasserflusses wird das Grobgitter-Abfanggeflecht 8 wahlweise in die schmalen Nuten 9 an den Vorenden oder Hinterenden des wasserdurchlässigen Montagegestells 1 eingeführt, um zu verhindern, dass größere Schwebstoffe und Erntestroh usw. direkt in die Vorrichtung eindringen und es dadurch zur Verstopfung führt.
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Die eingebettete Filterwand 3 kann von oben geöffnet werden und umfasst einen Edelstahlrahmen 15 und ein Drahtgeflecht 12. Beide Seiten der eingebetteten Filterwand 3 parallel zur Längsrichtung des Ackerlandgrabens sind Edelstahlrahmen 15 und beide Seiten der eingebetteten Filterwand 3 senkrecht zur Längsrichtung des Ackerlandgrabens sind Drahtgeflechte 12. Am Oberteil eines von zwei Edelstahlrahmen 15 ist ein Scharnier 14 angebracht. Eine Edelstahlverschlusskappe 16 wird durch das Scharnier 14 an den einen von zwei Edelstahlrahmen 15 angeschlossen. Am Oberteil eines anderen von zwei Edelstahlrahmen 15 ist ein Schnappteil 17 angebracht, sodass die Edelstahlverschlusskappe 16 bei dem Verschluss der eingebetteten Filterwand 3 verriegelt wird. An jedem Drahtgeflecht 12 ist jeweils ein Kreuzversteifungsteil 13 angeordnet, durch das die Verbindungsfestigkeit zwischen Drahtgeflecht 12 und Edelstahlrahmen 15 verstärkt ist, um sicherzustellen, dass die eingebettete Filterwand 3 robust ist. An der Edelstahlverschlusskappe 16 sind zwei Griffe 7 angebracht, um Einstecken und Entnehmen der eingebetteten Filterwand 3 in das wasserdurchlässige Montagegestell 1/aus demselben zu erleichtern.
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Das Innere der eingebetteten Filterwand 3 wird mit einem Aktivkohle- Mikroorganismen-Kopplungsträger 11 gefüllt. Der Aktivkohle-Mikroorganismen-Kopplungsträger 11 wird in der eingebetteten Filterwand 3 gefüllt. Die Aktivkohlepartikelgröße ist größer als die Lochgröße des Drahtgeflechts 12.
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Die Herstellung vom Aktivkohle-Mikroorganismen-Kopplungsträger 11 erfolgt wie folgt: zuerst werden die heimischen Pestizid-abbauenden Bakterien vom Ackerland durch Akklimation und Screening erhalten, dann werden die Pestizid-abbauenden Bakterien in ein flüssiges Kulturmedium beimpft, um die Kultur zu erweitern, und anschließend werden aktivierte Aktivkohlepartikel in die Bakterienkultur eingebracht und zusammen mit den Pestizid-abbauenden Bakterien kultiviert, so kann der Aktivkohle-Mikroorganismen- Kopplungsträger 11 erhalten werden.
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Bei der Verwendung der Kopplungsvorrichtung für Aktivkohle und Mikroorganismen zum Entfernen von Pestizid in einem Ackerland-Abwasser, zuerst wird das Grobgitter-Abfanggeflecht 8 entsprechend der Richtung des Wasserflusses in die schmalen Nuten 9 an dem Vorende oder Hinterende des wasserdurchlässigen Montagegestells 1 eingesteckt. Mehrere eingebetteten Filterwände 3 werden dann jeweils in jeweiligen Rastnuten 2 des wasserdurchlässigen Montagegestells 1 eingesteckt. Die Anzahl und der Abstände der eingesteckten eingebetteten Filterwände 3 werden entsprechend Bedingungen wie Entwässerungsmenge des Ackerlandes und Geschwindigkeit des Wasserflusses usw. bestimmt. Wie die 5 zeigt, werden in dem Entwässerungsgraben eines Ackerlandes 18 mehrere erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtungen befestigt. Wenn das Wasser durch die erfindungsgemäße Vorrichtung durchfließt, werden große Teilchenbeimischungen zuerst durch das Grobgitter-Abfanggeflecht 8 abgefangen, und kann das Wasser dann durch mehrere eingebetteten Filterwände 3 nacheinander durchfließen, wobei der darin eingefüllte Aktivkohle-Mikroorganismen- Kopplungsträger 11 das Pestizid im Wasser adsorbiert und es effizient abbaut. Nachdem die Vorrichtung für einen Zeitraum gelaufen ist, werden die eingebetteten Filterwände 3 aus dem wasserdurchlässigen Montagegestell 1 herausgezogen und werden die Edelstahlverschlusskappen 16 dann geöffnet, werden dadurch die eingebauten Aktivkohle-Mikroorganismen- Kopplungsträger 11 von oben ausgeschüttet, behandelt und ersetzt. Wenn die Entwässerungsmenge des Ackerlandes während der Regen- oder Flutperiode groß ist, können das Grobgitter-Abfanggeflecht 8 und die eingebetteten Filterwände 3 ausgenommen werden oder kann die Anzahl der eingesteckten eingebetteten Filterwände 3 reduziert werden, um Verstopfung von Graben zu verhindern und sicherzustellen, dass das Wasser im Ackerlandgraben problemlos fließen kann.
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Das wasserdurchlässige Montagegestell wird je nach der Größe des Entwässerungsgrabens durch Winkelstähle zum quaderförmigen Rahmen geschweißt. An dem Vorende und Hinterende der insgesamt vier oberen und unteren Winkelstähle vom Rahmen parallel zum Ackerlandgraben wird jeweils eine schmale Nut 9 ausgeschnitten und dazwischen werden eine Vielzahl von Rastnuten 2 ausgeschnitten. Die Größe der Rastnuten 2 wird entsprechend der Dicke der eingebetteten Filterwände 3 bestimmt. Der Boden des Rahmens und die beide Seiten mit Rastnuten werden jeweils durch die Bodenanschlagplatte 10 aus PVC-Kunststoff und zwei Seitenanschlagplatten 5 aus PVC-Kunststoff verschlossen und die anderen drei Seiten sind offen. So ist das wasserdurchlässige Montagegestell 1 ausgebildet. An den Seiten des wasserdurchlässigen Montagegestells 1 werden Befestigungsringe 6 angeordnet. Nachdem das wasserdurchlässige Montagegestell 1 in einem Entwässerungsgraben eines Ackerlandes 18 eingesetzt wird, können die Ackerlandgraben-Befestigungspfähle 4 aus Holz oder Eisen durch die Befestigungsringe 6 durchgeführt und in die Erde am Boden des Grabens eingesteckt werden, um das wasserdurchlässige Montagegestell 1 in dem Entwässerungsgraben des Ackerlandes 18 zu befestigen.
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Das Grobgitter-Abfanggeflecht 8 wird aus Bewehrungsstahl und Stahldrahtgeflecht hoher Dichte hergestellt. Entsprechend der Richtung des Wasserflusses wird das Grobgitter-Abfanggeflecht 8 wahlweise in die schmalen Nuten 9 an den Vorenden oder Hinterenden des wasserdurchlässigen Montagegestells eingeführt und funktioniert als ein Grobgitter, um zu verhindern, dass größere Schwebstoffe und Erntestroh usw. direkt in die Vorrichtung eindringen und es dadurch zur Verstopfung führt.
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Die Aktivkohlen im Aktivkohle-Mikroorganismen-Kopplungsträger 11 sind partikelförmig. Die Aktivkohlen sollen vor Tragen von Mikroorganismen aktiviert werden. Die Aktivierung umfasst die folgenden Schritte: (1) die Aktivkohlen werden bei Hochtemperatur 500°C für 4 Stunden geröstet und mit sterilem Wasser dreimal für jeweils 15 Minuten gespült; (2) die im Schritt (1) erhaltenen Aktivkohlepartikel werden in einer 0,1M Ethylendiamintetraessigsäurelösung bei 25 ° C für 24 Stunden zur Chelation für Verbesserung eingeweicht und nach dem fertigen Einweichen aus der Ethylendiamintetraessigsäurelösung entnommen; (3) die im Schritt (2) verbesserten Aktivkohlen werden in einer 30% Natriumhydroxidlösung für 12 Stunden eingeweicht und nach dem fertigen Einweichen entnommen; (4) die im Schritt (3) mit Alkali gewaschenen Aktivkohlen werden in einer 30% Salzsäurelösung für 12 Stunden eingeweicht und nach dem fertigen Einweichen entnommen; (5) die Aktivkohlen werden mit sterilem Wasser 5-6 mal für jeweils 15 Minuten gespült und danach bei 100°C bis zur Trockne geröstet.
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Die Mikroorganismen im Aktivkohle-Mikroorganismen-Kopplungsträger 11 sind die Chlorpyrifos- abbauende Bakterien Sphingomonas sp. Dsp-2, die durch Akklimation und Screening aus Ackerland erhaltenen werden. Die Sphingomonas sp. Dsp-2-Stämme können in einem Schüttelrüttler unter Verwendung von LB-Kulturmedium (LB-Kulturmedium enthaltend Trypton 10 g/L, Hefeextrakt 5 g/L, Natriumchlorid 10 g/L; pH 7,0) erweitert kultiviert werden, wobei die Geschwindigkeit vom Schüttelrüttler 200 rmp beträgt und die Kulturbedingung Temperatur von 30°C ist. Die Wachstumssituation von abbauenden Bakterien kann durch Bestimmung der Absorbanz OD600 mittels eines Spektralphotometers erfasst werden. Sobald das Wachstum die Plateauzeit erreicht hat, wird die aktivierte Aktivkohle in dem Kultursystem zugesetzt und für 24 Stunden kultiviert. Dabei können die Sphingomonas sp. Dsp-2-Zellen in die Mikroporen im Inneren der Aktivkohlen eindringen und an der Oberfläche der Mikroporen eng anhaften, so wird ein Aktivkohle-Chlorpyrifos abbauende Bakterien-Kopplungsträger 11 erhalten.
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Die Ausführungsschritte der Erfindung sollen mittels der Ausführungsbeispiele näher erläutert werden, so dass der Fachmann die Erfindung besser versteht, ohne jedoch die Erfindung hierauf zu beschränken.
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Ausführungsbeispiele
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Eine Kopplungsvorrichtung für Aktivkohle und Mikroorganismen zum Entfernen von Pestizid in einem Ackerland-Abwasser umfasst ein wasserdurchlässiges Montagegestell 1, ein Grobgitter-Abfanggeflecht 8, eine eingebettete Filterwand 3 und einen Befestigungspfahl 4. Das wasserdurchlässige Montagegestell 1 ist mit einer Rastnut 2 und einer schmalen Nut 9 vorgesehen. Der Boden des wasserdurchlässigen Montagegestells 1 und die beide Seiten des wasserdurchlässigen Montagegestells parallel zur Längsrichtung des Ackerlandgrabens werden jeweils durch die Bodenanschlagplatte 10 aus PVC-Kunststoff und die Seitenanschlagplatten 5 aus PVC-Kunststoff verschlossen. Das wasserdurchlässige Montagegestell 1 ist durch die Befestigungspfähle 4 in einem Entwässerungsgraben eines Ackerlandes befestigt. In der Rastnut 2 ist eine eingebettete Filterwand 3 angeordnet. Das Grobgitter-Abfanggeflecht 8 ist in der schmalen Nut 9 eingesteckt.
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Das wasserdurchlässige Montagegestell 1 ist 80 cm lang X 80 cm breit X 60 cm hoch und wird durch Verschweißen von Winkelstähle hergestellt. An den vier oberen und unteren Winkelstähle parallel zum Entwässerungsgraben wird jeweils an der zur Vorstirnfläche und Hinterstirnfläche 2cm liegenden Positonen eine schmale Nut 9 mit einer Breite von 0,8 cm ausgeschnitten, und dazwischen (sogenannt in der mittleren Position) wird eine Rastnut 2 mit einer Breite von 3,5 cm jeweils in Abständen von 15 cm ausgeschnitten, wobei insgesamt vier Rastnuten 2 an jedem Winkelstahl in unterschiedlichen Positionen in der Längsrichtung jedes Winkelstahls ausgeschnitten sind. Der Boden des wasserdurchlässigen Montagegestells wird durch die Bodenanschlagplatte 10 aus PVC-Kunststoff mit einer Länge 80 cm X einer Breite 80 cm verschlossen, und die beide Seiten des Rahmens mit Rastnuten 2 werden außerdem durch jeweils zwei Seitenanschlagplatten 5 aus PVC-Kunststoff mit einer Länge 80 cm X einer Breite 60 cm verschlossen, und die anderen drei Seiten sind offen. So ist das wasserdurchlässige Montagegestell 1 ausgebildet. An den vier Ecken des wasserdurchlässigen Montagegestells 1 ist jeweils eine Befestigungsring 6 mit einem Durchmesser von 4 cm angeschweißt. Die Ackerlandgraben-Befestigungspfähle 4 mit einem Durchmesser von 3,5 cm werden durch die Befestigungsringe 6 durchgeführt, um das wasserdurchlässige Montagegestell 1 in dem Boden vom Entwässerungsgraben des Ackerlandes 18 zu befestigen.
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Das Grobgitter-Abfanggeflecht 8 wird aus Bewehrungsstahl und Stahldrahtgeflecht hoher Dichte (4.5 kg/m2) hergestellt und seine Größe ist 79,5 cm lang × 60 cm hoch × 0,5 cm breit.
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Die eingebettete Filterwand 3 kann von oben geöffnet werden und ihre Größe ist 79,5 cm lang × 60 cm hoch × 3 cm breit. Die eingebettete Filterwand 3 kann durch Verschweißen von Edelstahlrahmen 15 mit einer Breite von 3,0 cm mit zwei Drahtgeflechten 12 (mit einem Lochdurchmesser von weniger als 1,5 cm) hergestellt werden. Die Größe der Edelstahlverschlusskappe 16 ist 79,5 cm lang × 3 cm breit und wird durch das Scharnier 14 an den Edelstahlrahmen 15 angeschlossen. Das Kreuzversteifungsteil 13 wird durch Verschweißen von zwei Stahlstangen mit einer Länge von 79,5 cm X einer Breite von 60 cm X einer Höhe von 0,2 cm hergestellt. Durch das Kreuzversteifungsteil 13 ist die Verbindungsfestigkeit zwischen Drahtgeflecht 12 und Edelstahlrahmen 15 verstärkt. An der Edelstahlverschlusskappe 16 sind zwei Griffe 7 angebracht, um Einstecken und Entnehmen der eingebetteten Filterwand 3 in das wasserdurchlässige Montagegestell/aus demselben zu erleichtern.
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Die Aktivkohlen im Aktivkohle-Mikroorganismen-Kopplungsträger 11 sind partikelförmig. Der Durchmesser der Aktivkohlenpartikel ist mehr als 1,5 cm. Die Aktivkohlen sollen vor Tragen von Mikroorganismen aktiviert werden. Die Aktivierung umfasst die folgenden Schritte: (1) die Aktivkohlen werden bei Hochtemperatur 500°C für 4 Stunden geröstet und mit sterilem Wasser dreimal für jeweils 15 Minuten gespült, und es ist kein Trocknen nach dem Spülen notwendig; (2) die im Schritt (1) erhaltenen Aktivkohlepartikel werden in einer 0,1M Ethylendiamin- tetraessigsäurelösung bei 25°C für 24 Stunden zur Chelation für Verbesserung eingeweicht und nach dem fertigen Einweichen aus der Ethylendiamintetraessigsäurelösung entnommen, und es ist kein Trocknen notwendig; (3) die im Schritt (2) verbesserten Aktivkohlen werden in einer 30% Natriumhydroxidlösung für 12 Stunden eingeweicht und nach dem fertigen Einweichen entnommen, und es ist kein Trocknen notwendig; (4) die im Schritt (3) mit Alkali gewaschenen Aktivkohlen werden in einer 30% Salzsäurelösung für 12 Stunden eingeweicht und nach dem fertigen Einweichen entnommen, und es ist kein Trocknen notwendig; (5) die Aktivkohlen werden mit sterilem Wasser 5-6mal für jeweils 15 Minuten gespült und danach bei 100°C bis zur Trockne geröstet. Die Mikroorganismen im Aktivkohle-Mikroorganismen-Kopplungsträger 11 sind die Chlorpyrifos-abbauende Bakterien Sphingomonas sp. Dsp-2, die durch Akklimation und Screening aus Ackerland erhaltenen werden. Die Sphingomonas sp. Dsp-2-Stämme können in einem Schüttelrüttler unter Verwendung von LB-Kulturmedium (LB-Kulturmedium enthaltend Trypton 10 g/L, Hefeextrakt 5 g/L, Natriumchlorid 10 g/L; pH 7,0) erweitert kultiviert werden, wobei die Geschwindigkeit vom Schüttelrüttler 200 rmp beträgt und die Kulturbedingung Temperatur von 30°C ist. Die Wachstumssituation von abbauenden Bakterien wird durch Bestimmung der Absorbanz OD600 mittels eines Spektralphotometers erfasst. Sobald das Wachstum die Plateauzeit erreicht hat , wird die aktivierte Aktivkohle in dem Kultursystem zugesetzt und für 24 Stunden kultiviert.
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Dabei können die Sphingomonas sp. Dsp-2-Zellen in die Mikroporen im Inneren der Aktivkohlen eindringen und an der Oberfläche der Mikroporen eng anhaften, so wird ein Aktivkohle-Chlorpyrifos abbauende Bakterien-Kopplungsträger 11 erhalten.
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Bei der Verwendung, wird zuerst das Grobgitter-Abfanggeflecht 8 entsprechend der Richtung des Wasserflusses in die schmalen Nuten 9 an dem Vorende oder Hinterende des wasserdurchlässigen Montagegestells 1 eingesteckt, um große Partikelnsschwebstoffe oder Erntestroh usw. zu abfangen. Die Anzahl der im wasserdurchlässigen Montagegestell 1 eingesteckten eingebetteten Filterwände 3 wird entsprechend der Geschwindigkeit des Wasserflusses im Graben flexibel eingestellt. Wie die 5 zeigt, werden in dem Entwässerungsgraben eines Ackerlandes 2-10 Kopplungsvorrichtungen angeordnet. Das Chlorpyrifos im Ackerland-Abwasser wird bei Durchströmen durch mehrere eingebetteten Filterwände 3 in der Vorrichtung Schicht nach Schicht gereinigt, wodurch der Zweck erreicht wird, Pestizidrückstände im Wasser effizient zu entfernen und die Wasserqualität zu bessern. Nachdem sie für einen Zeitraum gelaufen ist, werden die eingebetteten Filterwände 3 aus dem wasserdurchlässigen Montagegestell 1 herausgezogen und wird die Edelstahlverschlusskappe 16 dann geöffnet, sodass der eingebaute Aktivkohle-Mikroorganismen-Kopplungsträger 11 von oben ausgeschüttet, gesammelt und ersetzt werden kann. Der rückgewonnene Aktivkohle- Mikroorganismen-Kopplungsträger 11 wird während der Behandlung bei einer hohen Temperatur von 500°C für mindestens 4 Stunden geröstet, um das adsorbierte, aber noch nicht abgebaute Pestizid zu zersetzen.
