專利名稱：一種基于植物水孔蛋白的污水凈化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及生物技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種基于植物水孔蛋白的污水凈化裝置。
背景技術(shù)：
雖然地球上的水資源儲(chǔ)量很豐富，但是可供人類直接使用的淡水資源卻非常有限。并且隨著工業(yè)的發(fā)展，在某些區(qū)域，自然環(huán)境受到嚴(yán)重破壞，加上嚴(yán)重工業(yè)污染，可供人類利用淡水資源的質(zhì)量也在下降。雖然各國(guó)政府一直以來(lái)都高度重視工業(yè)污水的處理，然而即使經(jīng)過(guò)多級(jí)處理的污水，依然離生活用水，飲用水的標(biāo)準(zhǔn)相去甚遠(yuǎn)。據(jù)聯(lián)合國(guó)調(diào)查，全球約有4.6億人生活在用水高度緊張的國(guó)家或地區(qū)內(nèi)，還有1/4人口即將面臨嚴(yán)重用水緊張的局面。特別是中國(guó)，水資源也面臨嚴(yán)重的水資源短缺的情況，淡水資源短缺，人均淡水資源不足世界水平的1/3，地區(qū)分布不均，北京、天津、山西、上海、江蘇、山東、河南、寧夏等9個(gè)地區(qū)嚴(yán)重缺水(王浩.中國(guó)未來(lái)水資源情勢(shì)與管理需求.世界環(huán)境，2011，2:16-17)。據(jù)統(tǒng)計(jì)農(nóng)作物每年受到干旱的損失可以2000億元。我國(guó)一半以上的城市缺水，因缺水造成的經(jīng)濟(jì)損失也達(dá)到數(shù)千億元。同時(shí)，飲用水的安全性也是人們普遍關(guān)注的問(wèn)題，特別是重金屬污染的問(wèn)題。近年來(lái)，關(guān)于重金屬污染事件的報(bào)道屢見(jiàn)不鮮，去除水中重金屬離子是保護(hù)環(huán)境和保障人體健康的重要內(nèi)容。目前去除重金屬的方法主要有微生物法，離子交換法，膜分離法等方法，但是這些傳統(tǒng)的方法往往具有較高的成本，而且受用范圍較窄，存在二次污染的危險(xiǎn)。即使經(jīng)過(guò)處理的三級(jí)污水，也達(dá)不到農(nóng)業(yè)用水，生活用水的標(biāo)準(zhǔn)。水孔蛋白是水專一性通道蛋白，普遍存在于植物中(雷琴，夏敦嶺，任小林.水孔蛋白與植物的水分運(yùn)輸。水土保持研究.2005，3(12):81-84)。在水分經(jīng)過(guò)根系皮層細(xì)胞，進(jìn)入木質(zhì)部導(dǎo)管的過(guò)程中，水孔蛋白只允許中性的水分子通過(guò)，而非離子
實(shí)用新型內(nèi)容
·本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于植物水孔蛋白的污水凈化裝置。本實(shí)用新型利用了植物水孔蛋白專一性通透水分子的原理，利用外界施加壓力等多種手段加快水分進(jìn)入根系木質(zhì)部導(dǎo)管實(shí)現(xiàn)了水資源的高效凈化。用該污水凈化裝置可以進(jìn)一步提高污水處理的質(zhì)量，經(jīng)過(guò)該技術(shù)處理后，可以用來(lái)灌溉，甚至飲用。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為:一種基于植物水孔蛋白的污水凈化裝置，其特征是，包括加壓設(shè)備，污水凈化池，植物，收集管道和凈化水容器；所述加壓設(shè)備和污水凈化池以管道連接，所述管道上依次設(shè)有氣閥開(kāi)關(guān)和壓力表；所述凈化水容器設(shè)置在污水凈化池的右側(cè)；所述污水凈化池頂部設(shè)有可拆卸上蓋，所述可拆卸上蓋上設(shè)有多個(gè)圓孔，所述圓孔呈陣列分布；所述圓孔邊緣設(shè)有可拆卸密封圈；所述收集管道平行于可拆卸上蓋，懸空設(shè)置于可拆卸上蓋的上方，所述收集管道左端封閉，右端通入凈化水容器中；所述植物的根部置于污水凈化池中，植物的莖部穿過(guò)可拆卸上蓋上的圓孔連接在收集管道上。優(yōu)選的，所述圓孔間距為10 50cm。優(yōu)選的，所述污水凈化池為壓力容器。優(yōu)選的，所述壓力容器中裝入4/5體積的待凈化污水。本實(shí)用新型所具有的優(yōu)點(diǎn):(I)水凈化效果顯著，由于水孔蛋白對(duì)中性水分子識(shí)別的專一性，可以完全去除重金屬離子、放射性物質(zhì)，從而得到高品質(zhì)的凈水。(2)和傳統(tǒng)凈水方法，例如微生物法，離子交換法，膜分離法，電解法等相比,通過(guò)本裝置凈水更加綠色環(huán)保，而且更加節(jié)水，節(jié)能。(3)本實(shí)用新型的污水凈化裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易，使用方便，實(shí)用性強(qiáng)，前景廣闊，既適用于造紙、煉油等大型企業(yè)的污水凈化處理，也適用于小規(guī)模的家庭使用，在凈化水的同時(shí)，也有助于周邊空氣的凈化。


附圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為附圖1的俯視圖；附圖3為水孔蛋白在植物根系水分運(yùn)輸中的貢獻(xiàn)率；附圖標(biāo)記說(shuō)明:1加壓設(shè)備，2污水凈化池，3植物，4收集管道，5凈化水容器，11氣閥開(kāi)關(guān)，12壓力表，21可拆卸上蓋，211圓孔，212可拆卸密封圈。
具體實(shí)施方式
為闡明對(duì)本實(shí)用新型特征的理解，下面結(jié)合實(shí)施實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步闡述。如圖1-2所示，一種基于植物水孔蛋白的污水凈化裝置，包括加壓設(shè)備1，污水凈化池2，植物3，收集管道4和凈化水容器5，其中，污水凈化池2為壓力容器，在壓力容器中裝入4/5體積的待凈化污水。在水分經(jīng)過(guò)根系皮層細(xì)胞，進(jìn)入木質(zhì)部導(dǎo)管的過(guò)程中，水孔蛋白只允許中性的水分子通過(guò)，而非離子。在這個(gè)過(guò)程中，利用外界施加壓力等多種手段加快水分進(jìn)入根系木質(zhì)部導(dǎo)管可以實(shí)現(xiàn)水資源的高效凈化。所述加壓設(shè)備I和污水凈化池2以管道連接，所述管道上依次設(shè)有氣閥開(kāi)關(guān)11和壓力表12 ;所述凈化水容器5設(shè)置在污水凈化池2的右側(cè)。所述污水凈化池2的頂部設(shè)有可拆卸上蓋21，所述可拆卸上蓋21上設(shè)有多個(gè)圓孔211，所述圓孔211呈陣列分布，圓孔211數(shù)量與植物3的數(shù)量相同；圓孔211間距為10 50cm ;所述圓孔211邊緣設(shè)有可拆卸密封圈212 ;用以密封污水凈化池。所述收集管道4平行于可拆卸上蓋21，懸空設(shè)置于可拆卸上蓋21的上方，所述收集管道4左端封閉，右端通入凈化水容器5中。所述植物的根部置于污水凈化池2中，植物3的莖部穿過(guò)可拆卸上蓋21上的圓孔211連接在收集管道4上，與收集管道垂直緊密相連，圓孔處以密封圈密封固定。在待處理的污水中，存在一定的有機(jī)質(zhì)等物質(zhì)，可以維持植物生長(zhǎng)，經(jīng)試驗(yàn)證明，植物可在呆處理的污水中存活24小時(shí)以上。植物可以選擇根系發(fā)達(dá)，水導(dǎo)度高，適應(yīng)性強(qiáng)的水稻。收集過(guò)程中，水分依次經(jīng)過(guò)污水凈化池、植物根系表皮、皮層等多層細(xì)胞上的水孔蛋白、木質(zhì)部導(dǎo)管、收集管道，從而得到高品質(zhì)凈化水。如圖3所示，水孔蛋白在植物根系水分運(yùn)輸中的貢獻(xiàn)率在90%以上(其中NaN3,是一種高效的水孔蛋白抑制劑)。實(shí)施例:普通水稻的培養(yǎng)和凈化水的收集將普通水稻種子經(jīng)75%酒精消毒后播種于含有營(yíng)養(yǎng)土的花盆中，保持濕潤(rùn)，讓種子發(fā)芽。幼苗長(zhǎng)出5周后，將水稻幼苗的頂部剪去，然后將20棵剪去頂部的幼苗穿過(guò)污水凈化池可拆卸上蓋上的圓孔，并用可拆卸密封圈固定在可拆卸上蓋上，裝上可拆卸上蓋，將幼苗的根系浸入到污水中，剩余部分的頂端連接在收集導(dǎo)管上，然后使用加壓設(shè)備將凈化池壓力加大到壓力表顯示lOMPa，通過(guò)收集管道可以收集到經(jīng)過(guò)水孔蛋白凈化的水；收集水分的速度為6.8升/ 小時(shí)。
權(quán)利要求1.一種基于植物水孔蛋白的污水凈化裝置，其特征是，包括加壓設(shè)備，污水凈化池，植物，收集管道和凈化水容器； 所述加壓設(shè)備和污水凈化池以管道連接，所述管道上依次設(shè)有氣閥開(kāi)關(guān)和壓力表；所述凈化水容器設(shè)置在污水凈化池的右側(cè)； 所述污水凈化池頂部設(shè)有可拆卸上蓋，所述可拆卸上蓋上設(shè)有多個(gè)圓孔，所述圓孔呈陣列分布；所述圓孔邊緣設(shè)有可拆卸密封圈； 所述收集管道平行于可拆卸上蓋，懸空設(shè)置于可拆卸上蓋的上方，所述收集管道左端封閉，右端通入凈化水容器中； 所述植物的根部置于污水凈化池中，植物的莖部穿過(guò)可拆卸上蓋上的圓孔連接在收集管道上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于植物水孔蛋白的污水凈化裝置，其特征是，所述圓孔間距為10 50cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于植物水孔蛋白的污水凈化裝置，其特征是，所述污水凈化池為壓力容器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任意一項(xiàng)所述的一種基于植物水孔蛋白的污水凈化裝置，其特征是，所述壓力容器 中裝入4/5體積的待凈化污水。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于植物水孔蛋白的污水凈化裝置，屬于生物技術(shù)領(lǐng)域。包括加壓設(shè)備，污水凈化池，植物，收集管道和凈化水容器；所述加壓設(shè)備和污水凈化池以管道連接，所述管道上依次設(shè)有氣閥開(kāi)關(guān)和壓力表；所述凈化水容器設(shè)置在污水凈化池的右側(cè)；所述污水凈化池頂部設(shè)有可拆卸上蓋，所述可拆卸上蓋上設(shè)有多個(gè)圓孔，所述圓孔呈陣列分布；所述圓孔邊緣設(shè)有可拆卸密封圈；所述收集管道平行于可拆卸上蓋，所述收集管道左端封閉，右端通入凈化水容器中；所述植物的根部置于污水凈化池中，植物的莖部穿過(guò)可拆卸上蓋上的圓孔連接在收集管道上。用該污水凈化裝置可以進(jìn)一步提高污水處理的質(zhì)量，經(jīng)過(guò)該裝置處理后，可以用來(lái)灌溉，甚至飲用。
文檔編號(hào)C02F3/32GK203128302SQ20132015600
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月29日
發(fā)明者李國(guó)衛(wèi), 王興軍, 趙傳志, 趙術(shù)珍, 夏晗, 李愛(ài)芹, 李長(zhǎng)生, 侯蕾 申請(qǐng)人:山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高新技術(shù)研究中心