專利名稱：：水生態(tài)物濾裝置的生產(chǎn)工藝及水生態(tài)物濾裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種濾布的生產(chǎn)工藝，尤其是涉及一種用于治理水體富營養(yǎng)化的水生態(tài)物濾裝置的生產(chǎn)工藝及利用該工藝加工成的物濾裝置。
背景技術(shù)：
：在現(xiàn)代的生產(chǎn)、生活中，人類對環(huán)境資源的開發(fā)利用日益頻繁，工農(nóng)業(yè)發(fā)展迅速，大量的營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入水體并在其中積累，導(dǎo)致富營養(yǎng)化在短期內(nèi)出現(xiàn)，富營養(yǎng)化是水體衰老的一種現(xiàn)象，它通常是指湖泊、水庫等封閉水體以及某些河流水體內(nèi)的氮、磷等植物營養(yǎng)物質(zhì)含量過多所引起的水質(zhì)污染現(xiàn)象。由于水體中氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)的富集，引起某些特征性藻類(主要是藍(lán)藻、綠藻)及其他浮游生物的迅速繁殖，水體生產(chǎn)能力提高，使水體溶解氧含量下降，造成藻類、浮游生物、植物、水生生物和魚類衰亡甚至絕跡的水質(zhì)惡化污染現(xiàn)象。富營養(yǎng)化具有緩慢、難以逆轉(zhuǎn)的特點，因此水體富營養(yǎng)化問題是當(dāng)今世界面臨的最主要水污染問題之一。消除水體富營養(yǎng)化的關(guān)鍵在于削減水體中的氮、磷以及沉積物中有機(jī)碳和氮、磷的負(fù)荷，消除水體中藻類瘋長的基礎(chǔ)，達(dá)到降低水體中藻類生物量，提高水體透明度的目的。目前主要應(yīng)用的有物理法、化學(xué)法和生物方法。其中，化學(xué)方法容易產(chǎn)生二次污染，且劑量難以掌握。物理方法(如底泥疏浚)費(fèi)用較高，并存在一些難以克服的弊病，利用生物方法治理富營養(yǎng)化水體是目前研究的熱點。
發(fā)明內(nèi)容針對以上問題，本發(fā)明目的在于提供一種用于治理水體富營養(yǎng)化的納米級的水生態(tài)物濾裝置的生產(chǎn)工藝及利用該工藝加工的物濾裝置。本發(fā)明通過以下技術(shù)措施實現(xiàn)的，一種水生態(tài)物濾裝置的生產(chǎn)工藝(1)、含礦物質(zhì)粉的無紡布的制備首先，在攪拌的條件下，將5%比例的礦物質(zhì)粉添加到溶解有親水高分子聚合物的有機(jī)溶劑中，形成紡絲液；然后，通過計量泵把上一步制成的紡絲液打入高壓靜電紡絲機(jī)的噴嘴中，其中紡絲機(jī)的設(shè)置參數(shù)為紡絲電壓1040kv，噴嘴直徑為420700μm,孔板距離為2030cm，加電后，孔板間形成高壓電場，紡絲液在電場力的作用下從噴嘴中噴出，在高速運(yùn)動中發(fā)生分裂，形成大量的細(xì)小纖維，同時由于溶劑的揮發(fā)形成納米纖維并被收集在銅板電極上，吸附在電極板上的超細(xì)纖維相互吸附纏繞，形成了含礦物質(zhì)粉纖維納米膜，該膜由直徑為85400nm的含礦物質(zhì)粉的超細(xì)纖維組成，膜的規(guī)格為50100g/m2；最后，由于自然積集的含礦物質(zhì)粉的纖維膜強(qiáng)度較差，通過加固法形成含礦物質(zhì)粉的無紡布，然后用卷繞機(jī)器將形成的含礦物質(zhì)粉的無紡布自動纏繞成卷；(2)、半成品物濾裝置的加工首先，把上述所得無紡布展開，迭加至620層后，按規(guī)定尺寸裁剪成長方形布料；其后，按設(shè)定好的程序，對每迭布料自下而上進(jìn)行開口至規(guī)定位置，裁成條狀；最后，將每塊無紡布上端縫制成一定直徑的筒狀，并在下延一定距離以及開口止位處橫縫二道加固后，清潔干凈，即為半成品；(3)、生物培養(yǎng)液的配制、成品水生態(tài)物濾裝置的加工首先，按重量取精細(xì)面粉1份，加水8份，加溫至50°C至80°C煮1_2小時，后加入生物培養(yǎng)物質(zhì)，配成生物培養(yǎng)液，冷卻后待用；而后，將第二步加工好的半成品物濾裝置平鋪，在汽體噴槍內(nèi)灌注上一步所得的生物培養(yǎng)液，并對半成品物濾裝置進(jìn)行生物培養(yǎng)液噴涂，噴涂量為50g/m2，單面噴涂后置于室內(nèi)晾6h，再噴另一面，在室內(nèi)晾12h后，用塑袋進(jìn)行單品密封包裝，標(biāo)準(zhǔn)成品水生態(tài)物濾裝置裝箱入庫。生產(chǎn)步驟(1)中所述親水高分子聚合物優(yōu)選聚酯纖維、聚酰胺纖維、聚乙烯醇、乙烯_乙烯醇共聚物中的任意一種或幾種的組合；礦物質(zhì)粉優(yōu)選電氣石粉；無紡布加固法優(yōu)選水刺法、熱合法、濕法、熔噴法或針刺法中的任意一種。生產(chǎn)步驟(3)中所述生物培養(yǎng)物質(zhì)優(yōu)選蛋白酶、葡萄糖、動物瓊脂、可溶性淀粉、其它有利于微生物生長的生物培養(yǎng)物質(zhì)中的任意一種或幾種的組合。本發(fā)明還公開了一種利用上述工藝方法加工的水生態(tài)物濾裝置，由中間迭加620層含礦物質(zhì)粉的無紡布以及兩邊的培養(yǎng)層組成的布料加工成的裝置，包括設(shè)置在一端的筒狀部位、設(shè)置在另一端的條狀部位以及中間的塊狀部位。作為一種技術(shù)改進(jìn)，本發(fā)明的物濾裝置的條狀部位與塊狀部位之間至少有一條橫縫線。本發(fā)明首先加工含礦物質(zhì)粉的無紡布并加工成半成品物濾裝置，在半成品物濾裝置上通過雙面噴涂生物培養(yǎng)液加工出有利于微生物生長的成品物濾裝置。通過高壓靜電紡絲法制得的納米纖維表面存在納米氣孔，加上纖維直徑達(dá)到納米級，因此具有極大比表面積，且纖維膜的纖維之間也形成了許多納米微孔結(jié)構(gòu)，由此構(gòu)成的無紡布材料具有很強(qiáng)的吸附力以及良好的過濾性和保溫性，輔以礦物質(zhì)與無紡布混紡所產(chǎn)生的特殊功能，非常適合水體中菌種與藻類在這種無紡布材料人工基質(zhì)上繁殖與生長。本發(fā)明以生態(tài)學(xué)理論為指導(dǎo)，在富營養(yǎng)化的水體中引入人工水生態(tài)物濾裝置，物濾裝置表面具有培養(yǎng)層，該培養(yǎng)層特別有利于抗寒抗污菌類的生長，水生態(tài)物濾裝置為土著菌藻提供良好的水生態(tài)環(huán)境，為硝化、反硝化作用的細(xì)菌群落繁殖以及藻類生長創(chuàng)造適宜的條件，利用附著在水生態(tài)物濾裝置上的藻類和細(xì)菌兩類生物之間的生理功能協(xié)同作用來強(qiáng)化氮、磷的去除效果，并輔以其它治理措施，從而改善受污染水體的水質(zhì)，進(jìn)而恢復(fù)水體的生態(tài)系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的治理方法相比，水生態(tài)物濾裝置治理法具有治理簡單、工程量小、費(fèi)用低廉、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)勢，實現(xiàn)了治理系統(tǒng)與自然環(huán)境的融合。圖1為本發(fā)明水生態(tài)物濾裝置剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明水生態(tài)物濾裝置結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施例方式下面結(jié)合實施例并對照附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。把5%(重量比)的超細(xì)電氣石粉末加入丙醇的水溶液(丙醇水=73體積比)，攪拌均勻后轉(zhuǎn)移到帶有加熱套的攪拌釜中，向攪拌釜中加入乙烯_乙烯醇的的共聚物，升溫至80°C并在攪拌的作用下使乙烯-乙烯醇的共聚物完全溶解，形成含電氣石粉紡絲液，紡絲液通過計量泵打入高壓靜電紡絲機(jī)的噴嘴中，調(diào)整噴嘴的直徑為450μm，紡絲電壓設(shè)為25kv，噴絲孔和電極板間的距離設(shè)為25cm，通電后，電極板件產(chǎn)生了強(qiáng)加速電場，含超細(xì)電氣石粉的紡絲液在電場力的作用下從噴嘴中自動噴出，噴出的紡絲液在高速運(yùn)動中發(fā)生分裂，形成大量的細(xì)小纖維，同時由于溶劑的揮發(fā)形成納米纖維并被收集在銅板電極上，吸附在電極板上的超細(xì)纖維相互吸附纏繞，形成了含礦物質(zhì)粉纖維納米膜，該膜由直徑為100300nm的含電氣石粉的超細(xì)纖維組成，膜的規(guī)格為400g/m2。由于自然積集的纖維膜強(qiáng)度較差，利用水刺法加固形成無紡布，然后用卷繞機(jī)器將形成的無紡布自動纏繞成卷。通過該工序生產(chǎn)的無紡布幅寬為2m長度50m，重量為400g/m2。把上面制成的無紡布展開，疊加10層在全自動裁床上，固定，然后裁剪成長2m，寬1.9m的長方形布料。按照已編好的程序，對布料進(jìn)行全自動裁剪，按照圖紙要求將每個無紡布上端裁制成直徑38mm的圓筒，在下延及開口止位處橫縫兩道加固后，清洗干凈，就制成了半成品物濾裝置102。按重量取精細(xì)面粉1KG，加水8KG，加溫至80°C煮1_2小時，后加入蛋白酶、葡萄糖和動物瓊脂，配成生物培養(yǎng)液，冷卻后待用，將加工好的半成品物濾裝置102平鋪，用灌裝有生物培養(yǎng)液的汽體噴漆槍單面噴涂形成培養(yǎng)層101，噴涂量為50g/m2，置于室內(nèi)晾6h，后再噴另一面，在室內(nèi)晾12h后，就加工成了由筒狀部位2、條狀部位5、塊狀部位3和橫縫線4構(gòu)成的水生態(tài)物濾裝置1，用塑袋進(jìn)行單品密封包裝，標(biāo)準(zhǔn)裝箱入庫在某段河道使用本發(fā)明的水生態(tài)物濾裝置1進(jìn)行黑臭整治，河道工程段長1000m、均寬Sm、深1.5m，整治前河道黑臭，水質(zhì)為劣V類水。整治時，在河道中均勻投放IOOOm2的納米物濾裝置1，10天后物濾裝置1上開始掛膜，3個月后水質(zhì)已提高到IV-V類水。該河道整治前后的水質(zhì)監(jiān)測見下表。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>以上是對本發(fā)明水生態(tài)物濾裝置的生產(chǎn)方法和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了闡述，用于幫助理解本發(fā)明，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制。任何未背離本發(fā)明原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求一種水生態(tài)物濾裝置的生產(chǎn)工藝，其特征在于(1)、含礦物質(zhì)粉的無紡布的制備首先，在攪拌的條件下，將5％比例的礦物質(zhì)粉添加到溶解有親水高分子聚合物的有機(jī)溶劑中，形成紡絲液；然后，通過計量泵把上一步制成的紡絲液打入高壓靜電紡絲機(jī)的噴嘴中，其中紡絲機(jī)的設(shè)置參數(shù)為紡絲電壓10～40kv，噴嘴直徑為420～700μm，孔板距離為20～30cm，加電后，孔板間形成高壓電場，紡絲液在電場力的作用下從噴嘴中噴出，在高速運(yùn)動中發(fā)生分裂，形成大量的細(xì)小纖維，同時由于溶劑的揮發(fā)形成納米纖維并被收集在銅板電極上，吸附在電極板上的超細(xì)纖維相互吸附纏繞，形成了含礦物質(zhì)粉纖維納米膜，該膜由直徑為85～400nm的含礦物質(zhì)粉的超細(xì)纖維組成，膜的規(guī)格為50～100g/m2；最后，由于自然積集的含礦物質(zhì)粉的纖維膜強(qiáng)度較差，通過加固法形成含礦物質(zhì)粉的無紡布，然后用卷繞機(jī)器將形成的含礦物質(zhì)粉的無紡布自動纏繞成卷；(2)、半成品物濾裝置的加工首先，把上述所得無紡布展開，迭加至6～20層后，按規(guī)定尺寸裁剪成長方形布料；其后，按設(shè)定好的程序，對每迭布料自下而上進(jìn)行開口至規(guī)定位置，裁成條狀；最后，將每塊無紡布上端縫制成一定直徑的筒狀，并在下延一定距離以及開口止位處橫縫二道加固后，清潔干凈，即為半成品；(3)、生物培養(yǎng)液的配制、成品水生態(tài)物濾裝置的加工首先，按重量取精細(xì)面粉1份，加水8份，加溫至50℃至80℃煮1-2小時，后加入生物培養(yǎng)物質(zhì)，配成生物培養(yǎng)液，冷卻后待用；而后，將第二步加工好的半成品物濾裝置平鋪，在汽體噴槍內(nèi)灌注上一步所得的生物培養(yǎng)液，并對半成品物濾裝置進(jìn)行生物培養(yǎng)液噴涂，噴涂量為50g/m2，單面噴涂后置于室內(nèi)晾6h，再噴另一面，在室內(nèi)晾12h后，用塑袋進(jìn)行單品密封包裝，標(biāo)準(zhǔn)成品水生態(tài)物濾裝置裝箱入庫。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水生態(tài)物濾裝置的生產(chǎn)方法，其特征在于生產(chǎn)步驟(1)中所述親水高分子聚合物為聚酯纖維、聚酰胺纖維、聚乙烯醇、乙烯_乙烯醇共聚物中的任意一種或幾種的組合。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水生態(tài)物濾裝置的生產(chǎn)方法，其特征在于生產(chǎn)步驟(1)中所述礦物質(zhì)粉為電氣石粉。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水生態(tài)物濾裝置的生產(chǎn)方法，其特征在于生產(chǎn)步驟(1)中所述無紡布加固法為水刺法、熱合法、濕法、熔噴法或針刺法中的任意一種。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水生態(tài)物濾裝置的生產(chǎn)方法，其特征在于生產(chǎn)步驟(3)中所述生物培養(yǎng)物質(zhì)為蛋白酶、葡萄糖、動物瓊脂、可溶性淀粉中的任意一種或幾種的組合。6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法所制作的一種水生態(tài)物濾裝置，其特征在于由中間迭加620層含礦物質(zhì)粉的無紡布以及兩邊的培養(yǎng)層組成的布料加工成的裝置，包括設(shè)置在一端的筒狀部位、設(shè)置在另一端的條狀部位以及中間的塊狀部位。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水生態(tài)物濾裝置，其特征在于所述條狀部位與塊狀部位之間至少有一條橫縫線。全文摘要本發(fā)明公開了一種水生態(tài)物濾裝置的生產(chǎn)工藝，包括含礦物質(zhì)粉的無紡布的制備、半成品物濾裝置的加工和生物培養(yǎng)液的配制、成品水生態(tài)物濾裝置的加工；本發(fā)明還公開了一種利用上述工藝方法加工的水生態(tài)物濾裝置。本發(fā)明以生態(tài)學(xué)理論為指導(dǎo)，在富營養(yǎng)化的水體中引入人工物濾裝置，物濾裝置表面具有培養(yǎng)層，該培養(yǎng)層特別有利于抗寒抗污菌類的生長，為土著菌藻提供良好的水生態(tài)環(huán)境，為硝化、反硝化作用的細(xì)菌群落繁殖以及藻類生長創(chuàng)造適宜的條件，利用附著在物濾裝置上的藻類和細(xì)菌兩類生物之間的生理功能協(xié)同作用來強(qiáng)化氮、磷的去除效果，從而改善受污染水體的水質(zhì)，進(jìn)而恢復(fù)水體的生態(tài)系統(tǒng)。文檔編號D01D5/00GK101805064SQ20101013288公開日2010年8月18日申請日期2010年3月24日優(yōu)先權(quán)日2010年3月24日發(fā)明者葉文婷,岳瑞江,馬曉波申請人:深圳市格瑞斯特環(huán)保技術(shù)有限公司