[实用新型]一种基于植物水孔蛋白的污水净化装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及生物技术领域，具体的说是一种基于植物水孔蛋白的污水净化装置。

背景技术

虽然地球上的水资源储量很丰富，但是可供人类直接使用的淡水资源却非常有限。并且随着工业的发展，在某些区域，自然环境受到严重破坏，加上严重工业污染，可供人类利用淡水资源的质量也在下降。虽然各国政府一直以来都高度重视工业污水的处理，然而即使经过多级处理的污水，依然离生活用水，饮用水的标准相去甚远。据联合国调查，全球约有4.6亿人生活在用水高度紧张的国家或地区内，还有1/4人口即将面临严重用水紧张的局面。特别是中国，水资源也面临严重的水资源短缺的情况，淡水资源短缺，人均淡水资源不足世界水平的1/3，地区分布不均，北京、天津、山西、上海、江苏、山东、河南、宁夏等9个地区严重缺水（王浩.中国未来水资源情势与管理需求.世界环境,2011,2:16-17）。据统计农作物每年受到干旱的损失可以2000亿元。我国一半以上的城市缺水，因缺水造成的经济损失也达到数千亿元。同时，饮用水的安全性也是人们普遍关注的问题，特别是重金属污染的问题。近年来，关于重金属污染事件的报道屡见不鲜，去除水中重金属离子是保护环境和保障人体健康的重要内容。目前去除重金属的方法主要有微生物法，离子交换法，膜分离法等方法，但是这些传统的方法往往具有较高的成本，而且受用范围较窄，存在二次污染的危险。即使经过处理的三级污水，也达不到农业用水，生活用水的标准。

水孔蛋白是水专一性通道蛋白，普遍存在于植物中（雷琴，夏敦岭，任小林.水孔蛋白与植物的水分运输。水土保持研究.2005,3(12):81-84）。在水分经过根系皮层细胞，进入木质部导管的过程中，水孔蛋白只允许中性的水分子通过，而非离子。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于植物水孔蛋白的污水净化装置。本实用新型利用了植物水孔蛋白专一性通透水分子的原理，利用外界施加压力等多种手段加快水分进入根系木质部导管实现了水资源的高效净化。用该污水净化装置可以进一步提高污水处理的质量，经过该技术处理后，可以用来灌溉，甚至饮用。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种基于植物水孔蛋白的污水净化装置，其特征是，包括加压设备，污水净化池，植物，收集管道和净化水容器；

所述加压设备和污水净化池以管道连接，所述管道上依次设有气阀开关和压力表；所述净化水容器设置在污水净化池的右侧；

所述污水净化池顶部设有可拆卸上盖，所述可拆卸上盖上设有多个圆孔，所述圆孔呈阵列分布；所述圆孔边缘设有可拆卸密封圈；

所述收集管道平行于可拆卸上盖，悬空设置于可拆卸上盖的上方，所述收集管道左端封闭，右端通入净化水容器中；

所述植物的根部置于污水净化池中，植物的茎部穿过可拆卸上盖上的圆孔连接在收集管道上。

优选的，所述圆孔间距为10～50cm。

优选的，所述污水净化池为压力容器。

优选的，所述压力容器中装入4/5体积的待净化污水。

本实用新型所具有的优点：

（1）水净化效果显著，由于水孔蛋白对中性水分子识别的专一性，可以完全去除重金属离子、放射性物质，从而得到高品质的净水。

（2）和传统净水方法，例如微生物法，离子交换法，膜分离法，电解法等相比，通过本装置净水更加绿色环保，而且更加节水，节能。

（3）本实用新型的污水净化装置结构简易，使用方便，实用性强，前景广阔，既适用于造纸、炼油等大型企业的污水净化处理，也适用于小规模的家庭使用，在净化水的同时，也有助于周边空气的净化。

附图说明

附图1为本实用新型实施例的结构示意图；

附图2为附图1的俯视图；

附图3为水孔蛋白在植物根系水分运输中的贡献率；

附图标记说明：1加压设备，2污水净化池，3植物，4收集管道，5净化水容器，11气阀开关，12压力表，21可拆卸上盖，211圆孔，212可拆卸密封圈。

具体实施方式

为阐明对本实用新型特征的理解，下面结合实施实例对本实用新型做进一步阐述。

如图1-2所示，一种基于植物水孔蛋白的污水净化装置，包括加压设备1，污水净化池2，植物3，收集管道4和净化水容器5，其中，污水净化池2为压力容器，在压力容器中装入4/5体积的待净化污水。在水分经过根系皮层细胞，进入木质部导管的过程中，水孔蛋白只允许中性的水分子通过，而非离子。在这个过程中，利用外界施加压力等多种手段加快水分进入根系木质部导管可以实现水资源的高效净化。