[实用新型]一种水生植物和微生物协同去除微囊藻毒素的设备

说明书

本实用新型公开了一种水生植物和微生物协同去除微囊藻毒素的设备，涉及水体水质净化技术领域，装置包括：太阳能曝气装置组件、浮岛床体组件、固体填料组件、生物挂膜组件。曝气装置组件通过支撑杆固定于浮岛床体之上，床体设有种植槽，将水生植物种植于种植槽内，床体下方设有填料及挂膜组件，通过去除微囊藻毒素的功能性微生物的筛选及培养，将功能性微生物富集于填料和挂膜组件中，有效去除微囊藻毒素、分解水中污染物。本装置及方法采用功能微生物和植物联合作用以解决湖库水体富营养化问题，具有结构简单、净化水质效果好的特点。

技术领域

本实用新型涉及水体水质净化技术领域，具体涉及一种水生植物和微生物协同去除微囊藻毒素的设备。

背景技术

近年来，淡水水域富营养化加剧导致蓝藻水华频发，蓝藻产生的微囊藻毒素(Microcystins,MCs)进入人体肝细胞后，能强烈地抑制蛋白磷酸酶的活性，是肝脏肿瘤促进剂，给人类健康和饮用水安全带来极大威胁。藻毒素已列为我国地表水环境质量标准的检测项目，WHO推荐饮用水中的藻毒素浓度不超过1μg·L^-1，藻毒素污染已为淡水水体中最为关注的环境问题，去除藻毒素污染已势在必行。目前研究多采用传统生态浮床，其类型单一、对水体水质的净化效率低下、去除水中微囊藻毒素的功能性及针对性不强，并且存在植物根系溶解氧少且易腐烂、填料挂膜材料易流失等一系列问题。

本实用新型专利将一种水生植物与微生物协同去除微囊藻毒素的原位-生物修复技术和生态浮岛装置相结合，研发出一种稳定高效的且可持续利用的环保装置，该装置利用水生植物与功能微生物相耦合协同去除富营养化水体中MCs。首先通过室内多次纯化和驯化筛选高效去除MCs的功能微生物，研究其生活习性以及降解MCs的具体过程，并对该功能微生物菌种进行扩大培养；后进一步与水生植物有机结合，配合曝气、添加缓释碳源、微生物固定等技术联合改良成一新型浮岛组合，有效去除水体中MCs的同时，还削减了水体中氮、磷负荷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种水生植物和微生物协同去除微囊藻毒素的设备，解决以下技术问题。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：

一种水生植物和微生物协同去除微囊藻毒素的设备，在LB培养基中加入一定量的水体底泥，培养一段时间，使降解MCs的功能菌种富集于培养基中，将MCs作为唯一变量，用稀释梯度方法培养功能菌种，逐步增加MCs的浓度，经过多次纯化和驯化完成初筛，筛选出耐受性高的功能性菌种，然后将纯菌株进行接种，培养一段时间后取样，用高效液相色谱-质谱联用技术(HPLS-MS)检测MCs浓度，完成MCs降解菌复筛，最后将筛选出的功能性微生物进行挂膜培养，观察其在填料中的培养情况以及投入浮岛模型后对水体中微囊藻毒素的净化效率，得出最终菌种筛选结果：微嗜酸寡养单胞菌+藤黄微球菌好氧菌组合。

具体包括太阳能微孔曝气装置组件、浮岛床体组件、固体填料组件、生物挂膜组件、漂浮球、浮岛牵引绳、固定桩，所述漂浮球安装于浮岛床体组件不锈钢网上，所述太阳能微孔曝气装置组件安装在浮岛床体组件上方，所述浮岛床体组件内开设有种植孔，种植孔上安装有种植槽，水生植物种植于种植槽内，种植槽下方安装有固体填料组件和生物挂膜组件，浮岛床体组件的两侧通过浮岛牵引绳连接固定桩，固定桩插于水面底部。

作为本实用新型进一步的方案：所述太阳能微孔曝气装置组件包括光伏板，所述光伏板固定于支撑架上，所述支撑架安装在浮岛床体组件的两端，蓄电池设置于支撑架旁，光伏板与蓄电池之间通过连接线连接，所述浮岛床体组件底部垂直均匀设置有多根微孔曝气管，由固定架串联在一起，所述微孔曝气管与浮岛床体组件中心的鼓风机通过通气管相连，所述微孔曝气管上设有曝气孔。

作为本实用新型进一步的方案：所述浮岛床体组件包括浮岛载体、浮岛基质、水生植物、水下固定装置，所述浮岛基质设置于浮岛载体中心种植槽底部，所述浮岛基质由污泥、钢渣、椰壳纤维混合制成。

作为本实用新型进一步的方案：所述水下固定装置由浮岛牵引绳、固定桩构成。