專利名稱：：水生態物濾裝置的生產工藝及水生態物濾裝置的制作方法
技術領域：
：本發明涉及一種濾布的生產工藝，尤其是涉及一種用于治理水體富營養化的水生態物濾裝置的生產工藝及利用該工藝加工成的物濾裝置。
背景技術：
：在現代的生產、生活中，人類對環境資源的開發利用日益頻繁，工農業發展迅速，大量的營養物質進入水體并在其中積累，導致富營養化在短期內出現，富營養化是水體衰老的一種現象，它通常是指湖泊、水庫等封閉水體以及某些河流水體內的氮、磷等植物營養物質含量過多所引起的水質污染現象。由于水體中氮磷等營養物質的富集，引起某些特征性藻類(主要是藍藻、綠藻)及其他浮游生物的迅速繁殖，水體生產能力提高，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惡化污染現象。富營養化具有緩慢、難以逆轉的特點，因此水體富營養化問題是當今世界面臨的最主要水污染問題之一。消除水體富營養化的關鍵在于削減水體中的氮、磷以及沉積物中有機碳和氮、磷的負荷，消除水體中藻類瘋長的基礎，達到降低水體中藻類生物量，提高水體透明度的目的。目前主要應用的有物理法、化學法和生物方法。其中，化學方法容易產生二次污染，且劑量難以掌握。物理方法(如底泥疏浚)費用較高，并存在一些難以克服的弊病，利用生物方法治理富營養化水體是目前研究的熱點。
發明內容針對以上問題，本發明目的在于提供一種用于治理水體富營養化的納米級的水生態物濾裝置的生產工藝及利用該工藝加工的物濾裝置。本發明通過以下技術措施實現的，一種水生態物濾裝置的生產工藝(1)、含礦物質粉的無紡布的制備首先，在攪拌的條件下，將5%比例的礦物質粉添加到溶解有親水高分子聚合物的有機溶劑中，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的噴嘴中，其中紡絲機的設置參數為紡絲電壓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，在高速運動中發生分裂，形成大量的細小纖維，同時由于溶劑的揮發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纖維相互吸附纏繞，形成了含礦物質粉纖維納米膜，該膜由直徑為85400nm的含礦物質粉的超細纖維組成，膜的規格為50100g/m2；最后，由于自然積集的含礦物質粉的纖維膜強度較差，通過加固法形成含礦物質粉的無紡布，然后用卷繞機器將形成的含礦物質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，按規定尺寸裁剪成長方形布料；其后，按設定好的程序，對每迭布料自下而上進行開口至規定位置，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)、生物培養液的配制、成品水生態物濾裝置的加工首先，按重量取精細面粉1份，加水8份，加溫至50°C至80°C煮1_2小時，后加入生物培養物質，配成生物培養液，冷卻后待用；而后，將第二步加工好的半成品物濾裝置平鋪，在汽體噴槍內灌注上一步所得的生物培養液，并對半成品物濾裝置進行生物培養液噴涂，噴涂量為50g/m2，單面噴涂后置于室內晾6h，再噴另一面，在室內晾12h后，用塑袋進行單品密封包裝，標準成品水生態物濾裝置裝箱入庫。生產步驟(1)中所述親水高分子聚合物優選聚酯纖維、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；礦物質粉優選電氣石粉；無紡布加固法優選水刺法、熱合法、濕法、熔噴法或針刺法中的任意一種。生產步驟(3)中所述生物培養物質優選蛋白酶、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物質中的任意一種或幾種的組合。本發明還公開了一種利用上述工藝方法加工的水生態物濾裝置，由中間迭加620層含礦物質粉的無紡布以及兩邊的培養層組成的布料加工成的裝置，包括設置在一端的筒狀部位、設置在另一端的條狀部位以及中間的塊狀部位。作為一種技術改進，本發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。本發明首先加工含礦物質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構，由此構成的無紡布材料具有很強的吸附力以及良好的過濾性和保溫性，輔以礦物質與無紡布混紡所產生的特殊功能，非常適合水體中菌種與藻類在這種無紡布材料人工基質上繁殖與生長。本發明以生態學理論為指導，在富營養化的水體中引入人工水生態物濾裝置，物濾裝置表面具有培養層，該培養層特別有利于抗寒抗污菌類的生長，水生態物濾裝置為土著菌藻提供良好的水生態環境，為硝化、反硝化作用的細菌群落繁殖以及藻類生長創造適宜的條件，利用附著在水生態物濾裝置上的藻類和細菌兩類生物之間的生理功能協同作用來強化氮、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，進而恢復水體的生態系統。與傳統的治理方法相比，水生態物濾裝置治理法具有治理簡單、工程量小、費用低廉、不產生二次污染等優勢，實現了治理系統與自然環境的融合。圖1為本發明水生態物濾裝置剖面結構示意圖；圖2為本發明水生態物濾裝置結構示意圖。具體實施例方式下面結合實施例并對照附圖對本發明作進一步詳細說明。把5%(重量比)的超細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的噴嘴中，調整噴嘴的直徑為450μm，紡絲電壓設為25kv，噴絲孔和電極板間的距離設為25cm，通電后，電極板件產生了強加速電場，含超細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動中發生分裂，形成大量的細小纖維，同時由于溶劑的揮發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纖維相互吸附纏繞，形成了含礦物質粉纖維納米膜，該膜由直徑為100300nm的含電氣石粉的超細纖維組成，膜的規格為400g/m2。由于自然積集的纖維膜強度較差，利用水刺法加固形成無紡布，然后用卷繞機器將形成的無紡布自動纏繞成卷。通過該工序生產的無紡布幅寬為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，用灌裝有生物培養液的汽體噴漆槍單面噴涂形成培養層101，噴涂量為50g/m2，置于室內晾6h，后再噴另一面，在室內晾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構成的水生態物濾裝置1，用塑袋進行單品密封包裝，標準裝箱入庫在某段河道使用本發明的水生態物濾裝置1進行黑臭整治，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個月后水質已提高到IV-V類水。該河道整治前后的水質監測見下表。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>以上是對本發明水生態物濾裝置的生產方法和結構進行了闡述，用于幫助理解本發明，但本發明的實施方式并不受上述實施例的限制。任何未背離本發明原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。權利要求一種水生態物濾裝置的生產工藝，其特征在于(1)、含礦物質粉的無紡布的制備首先，在攪拌的條件下，將5％比例的礦物質粉添加到溶解有親水高分子聚合物的有機溶劑中，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的噴嘴中，其中紡絲機的設置參數為紡絲電壓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，在高速運動中發生分裂，形成大量的細小纖維，同時由于溶劑的揮發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纖維相互吸附纏繞，形成了含礦物質粉纖維納米膜，該膜由直徑為85～400nm的含礦物質粉的超細纖維組成，膜的規格為50～100g/m2；最后，由于自然積集的含礦物質粉的纖維膜強度較差，通過加固法形成含礦物質粉的無紡布，然后用卷繞機器將形成的含礦物質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，按規定尺寸裁剪成長方形布料；其后，按設定好的程序，對每迭布料自下而上進行開口至規定位置，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)、生物培養液的配制、成品水生態物濾裝置的加工首先，按重量取精細面粉1份，加水8份，加溫至50℃至80℃煮1-2小時，后加入生物培養物質，配成生物培養液，冷卻后待用；而后，將第二步加工好的半成品物濾裝置平鋪，在汽體噴槍內灌注上一步所得的生物培養液，并對半成品物濾裝置進行生物培養液噴涂，噴涂量為50g/m2，單面噴涂后置于室內晾6h，再噴另一面，在室內晾12h后，用塑袋進行單品密封包裝，標準成品水生態物濾裝置裝箱入庫。2.根據權利要求1所述的水生態物濾裝置的生產方法，其特征在于生產步驟(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.根據權利要求1所述的水生態物濾裝置的生產方法，其特征在于生產步驟(1)中所述礦物質粉為電氣石粉。4.根據權利要求1所述的水生態物濾裝置的生產方法，其特征在于生產步驟(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.根據權利要求1所述的水生態物濾裝置的生產方法，其特征在于生產步驟(3)中所述生物培養物質為蛋白酶、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.根據權利要求1的方法所制作的一種水生態物濾裝置，其特征在于由中間迭加620層含礦物質粉的無紡布以及兩邊的培養層組成的布料加工成的裝置，包括設置在一端的筒狀部位、設置在另一端的條狀部位以及中間的塊狀部位。7.根據權利要求6所述的水生態物濾裝置，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。全文摘要本發明公開了一種水生態物濾裝置的生產工藝，包括含礦物質粉的無紡布的制備、半成品物濾裝置的加工和生物培養液的配制、成品水生態物濾裝置的加工；本發明還公開了一種利用上述工藝方法加工的水生態物濾裝置。本發明以生態學理論為指導，在富營養化的水體中引入人工物濾裝置，物濾裝置表面具有培養層，該培養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環境，為硝化、反硝化作用的細菌群落繁殖以及藻類生長創造適宜的條件，利用附著在物濾裝置上的藻類和細菌兩類生物之間的生理功能協同作用來強化氮、磷的去除效果，從而改善受污染水體的水質，進而恢復水體的生態系統。文檔編號D01D5/00GK101805064SQ20101013288公開日2010年8月18日申請日期2010年3月24日優先權日2010年3月24日發明者葉文婷,岳瑞江,馬曉波申請人:深圳市格瑞斯特環保技術有限公司