[发明专利]一种用于河床水生态修复的生物酶载体及敷设方法

说明书

本发明是一种用于河床水生态修复的生物酶载体和敷设方法，该载体包括承载有生物酶的生物酶载体。所述的生物酶载体包括高分子聚合物纤维树脂材料的网状骨架，绑缚在网状骨架上的用于承载生物酶的纳米丝状载体，所述的生物酶载体由敷设在河床上的第一碎石层支撑，在所述的生物酶载体上还分段敷设有第二碎石层。该敷设方法公开了该载体的具体敷设方法。本发明生物酶载体装置具有安装简单，操作性强，可模块化实施等特点，碎石层的铺设方法增加了河床的粗糙程度，碎石空隙为底栖动物和微生物提供了生存空间，有利于维持生态系统的稳定性，适用于河床坡度大、水流速度快的雨源性河流。

技术领域

本发明涉及环境治理、水生态修复技术领域，特别涉及一种用于河床水生态修复的生物酶载体及敷设方法。

背景技术

河床生态修复主要包括底泥污染控制和生态系统环境的构建。底质污染与底泥再悬浮是城市黑臭河道形成的重要原因之一，底泥作为城市河道水体的重要内源污染物，在水力冲刷、人力扰动以及生物活动的影响下，引起沉积底泥再悬浮，进而在一系列物理-化学-生物综合作用下，吸附在底泥颗粒上的污染物与孔隙水发生交换，从而向水体释放污染物，大量悬浮颗粒漂浮在水中，导致水体发黑发臭。另外，大量底泥也能为水体的微生物提供良好的生长环境，其中放线菌和蓝藻通过代谢作用使底泥甲烷化、反硝化，导致底泥上浮及水体黑臭。黑臭河道的修复是环境治理的重要内容，生物处理方法较为常见，生物处理过程主要依赖于活性微生物的新陈代谢作用来实现，微生物对废水中污染物质的分解和转化过程，实质上都是在生物酶的催化下进行的一系列复杂的生化反应过程。

生物酶是一类生物量适中的蛋白质，由于其催化效率高，选择性好，且可反复利用，在环保、食品、医药领域被广泛应用。为了高效应用生物酶，将其进行固定化处理到载体上是应用于污水高效处理的前提。固定化生物酶的性能主要取决于固定化方法和所使用的载体材料，其中， 载体材料的性能直接影响其固定化酶的催化活性。酶的固定化对载体材料有很高的要求，理想的载体材料应具备良好的机械强度、热稳定性和化学稳定性、耐生物降解性及对酶的高度亲和性、并能保持较高的酶活性等。目前市场上常用的生物酶载体有刚性的、柔性的，按载体材质有纤维素、壳聚糖、水凝胶、以及动物毛发等。然而，这些载体在固定生物酶时，要么机械强度不够而导致生物酶分离或载体破碎，造成效率低，甚至因为载体破碎流失而造成二次污染；要么对酶的亲和力和化学性不够稳定，影响生物酶的活性和使用效果。因此，设计、发明和制备性能更加优异的载体材料已成为固定化生物酶研究的重点之一。

另一方面，生物酶载体在河道修复应用过程中，存在受河道冲刷影响流失严重、淤泥覆盖后生态系统难以建立、河床生境缺失微生物难以附着生长等问题，从而制约了生物酶载体在河道生态修复中的应用。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，针对黑臭水体河床生态修复的特点，本发明提供一种用于河床水生态修复的生物酶载体及敷设方法。

本发明的技术方案是：一种用于河床水生态修复的生物酶载体，包括承载有生物酶的生物酶载体。所述的生物酶载体包括高分子聚合物纤维树脂材料的网状骨架，绑缚在网状骨架上的用于承载生物酶的纳米丝状载体，所述的生物酶载体由敷设在河床上的第一碎石层支撑，在所述的生物酶载体上还分段敷设有第二碎石层。

进一步的，上述的用于河床水生态修复的生物酶载体中：所述的网状骨架的网格尺寸为： m×n，所述的纳米丝状载体绑缚在所述的网状骨架的网丝交接处,m和n的范围在5-20cm之间。

进一步的，上述的用于河床水生态修复的生物酶载体中：所述的纳米丝状载体为以纳米纤维编绞而成的丝状材料，纳米纤维的长度为10-20cm。

进一步的，上述的用于河床水生态修复的生物酶载体中：所述的纳米丝状载体为以高分子聚合物为原料加入碳纳米纤维，采用静电纺丝技术编绞而成的丝状物。