[发明专利]一种改性缓释净水材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于环保技术领域，涉及一种改性缓释净水材料及其制备方法和应用

背景技术

我国是一个多湖泊国家，全国地表水污染较严重，湖泊(水库)富营养化问题突出。其中富营养、中营养和贫营养的湖泊(水库)比例分别为27.8％、57.4％和14.8％，主要污染指标为总氮和总磷。富营养化是指氮、磷等营养盐含量过多而引起藻类大量增殖，破坏水体生态结构的水污染现象。湖泊富营养化表现为水华，蓝绿藻大量爆发，导致湖体透明度降低，湖体中下层植物光合作用受到抑制，溶解氧降低，且藻类会分泌大量藻毒素抑制鱼类及其他水体植物的生长，导致水生生态系统紊乱，水生生物种类减少，生态多样性遭到破坏。此外富营养化水体中的亚硝酸盐和硝酸盐，对人畜的健康具有危害作用。

目前富营养化水质改善技术包括减少入湖外源性营养负荷技术、控制湖泊内源营养负荷技术、控制湖泊富营养化的湖泊生态修复技术和水体中藻类治理技术，这些技术成本较高且收效甚微，需要研发新技术以改善湖泊富营养化现状。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术成本高且收效甚微的缺陷，而提供一种改性缓释净水材料。

本发明的另一个目的是提供一种上述改性缓释净水材料的制备方法。

一种改性缓释净水材料，其生产原料包括以下重量份的组分：

其中，聚羟基烷酸酯与生物活性剂不同时为0份

所述聚羟基烷酸酯为聚3-羟基丁酸酯-4-羟基丁酸酯、聚羟基丁酸戊酸酯或者3-羟基丁酸3-羟基己酸酯中的一种以上。

所述生物活性剂为生物酶、腐殖酸或小分子有机酸等中的一种以上。

优选的，所述生物酶为蛋白酶；

优选的，所述小分子有机酸为氨基酸。

优选的，所述水溶性聚乙烯醇的重量份为5-10份。

所述溶剂为蒸馏水。

优选的，所述聚羟基烷酸酯的重量份为10～80份。

优选的，所述生物活性剂的重量份为10～80份。本发明还提供了一种上述改性缓释净材料的制备方法，包括以下步骤：

取指定重量份的聚羟基烷酸酯、生物活性剂和水溶性聚乙烯醇，将其溶解在溶液中，干燥后即得该改性缓释净水材料。

所述干燥方法为冷冻干燥，干燥温度为-20℃。

一种上述改性缓释净水材料的应用，通过水泵使被净化水体中的水样在水体与装载有该改性缓释净水材料的生物反应器之间循环流动。

本发明所述净水材料中的聚羟基烷酸酯和生物活性剂随着水溶性聚乙烯醇的溶解，而缓慢释放入被污染水体中，一方面，缓慢释放的生物活性剂在增添了水体中有益细菌的种类的同时，激活有益细菌的生长，从而调整微生物之间互生、共生及拮抗关系，使有益细菌逐步成为优势菌群，产生优势主导现象，进而重组、完善和优化微生物的生态系统，增强水系统的生物活性，提高了微生物的有效生物量和功能性，另一方面，聚羟基烷酸酯被微生物所降解，做为外界碳源储存在微生物细胞内，为微生物提供了生长代谢所需要的碳营养物质，驯化有益微生物的生长和繁殖，促进了有益微生物对水体中富营养物质的降解，从而实现了水体的净化，具有可生物降解性。

为提高本发明所述改性缓释净水材料的净化效果，本发明所述净水材料在应用中运用上流式生物滤池的概念，通过水泵使被净化水体中的水样在水体与装载有本发明所述改性缓释净水材料的生物反应器之间循环流动，以更有效的驯化有益微生物，提高富营养化污染物质的降解，从而实现水体的净化。

本发明同现有技术相比，具有以下优点和有益效果：

(1)本发明所述净水材料比表面积较大，为微生物的附着和生长繁殖提供了有效的场所；

(2)通过对本发明所述净水材料中水溶性聚乙烯醇添加量的调节来调控该净水材料的整体释放速率，以避免由于释放速率过快而导致的碳源浪费，或由于释放速率过慢而导致的微生物生长繁殖受到抑制的问题，从而实现了该净水填料的生物降解速率和微生物生长繁殖的平衡。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步的说明。

本发明各实施例中将某小区湖泊水作为被测水样。

实施例1

取80份生物活性剂(由蛋白酶、氨基酸和腐殖酸组成)，5份水溶性聚乙烯醇，溶解在200份蒸馏水中；之后进行冷冻干燥，冷冻干燥温度为-20℃，待该缓释填料完全冻干后即得本发明所述的改性缓释净水材料。