[发明专利]用于水体生态修复的石墨烯智能生态系统

说明书

本发明提供了一种用于水体生态修复的石墨烯智能生态系统，属于环保技术领域。它解决了现有技术存在着生态修复效果差的问题。本用于水体生态修复的石墨烯智能生态系统，包括底座、曝气管、智能生态水草纤维束和石墨烯培养结构，上述底座用于连接在河道底部处，上述底座水平设置且在其上部具有由其一端延伸至另一端的缺口，缺口的两侧处形成截面呈弧形的包覆部，上述曝气管与包覆部相匹配且曝气管嵌于包覆部处。本用于水体生态修复的石墨烯智能生态系统生态修复效果好。

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，涉及一种用于水体生态修复 的石墨烯智能生态系统。

背景技术

目前常用的河道治理方法主要为疏浚、生态浮岛、局部充氧 和投撒生物菌剂。局部充氧可提升水体溶解氧，常用有表曝、底 曝、橡皮坝等手段。由于设备及供电的局限性或河运发展的需求， 制约及适用性交差，仅局限于湖泊河涌或不承担运输任务的支流 小河方可适用，使用局限性非常的强。

疏浚清污方法虽然可短期内一次性清除河底淤泥及大部分有 机污染物，但通过疏浚清污破坏了河道内动植物的生态环境，使 得环境自净能力遭受到毁灭性破坏，在环境自净能力低于纳污量 时河道短时间内恢复污染状态甚至更加恶劣。同时，疏浚通常需 要花费大量的人力和物力，而且维持的时间短，污染容易复发。

生态浮岛的水生植物以及根系的遮蔽作用，能够很好的抑制 水华的爆发，提高水体透明度，对改善后的水质有较好的保持作 用，但由于受河道运输限制，浮岛只能设置在河道两侧，则使得 河道两侧水流流速和流量远小于河道中心，对河道整体的净化效 率低。且浮岛水生植物生长周期短、季节性强，导致处理效果随 季节变化较大。投撒生物菌剂是目前新兴的主要环境修复手段， 通过在水体中投加有用菌种，通过微生物参与下进行有机污染物 的去除效果明显，但由于菌种没有固定载体受水流冲击，流失严 重，需反复不停的进行菌剂投加，除造成较高的运行成本外，由 于水体中氧含量缺乏，菌种易转型为厌氧菌种，更加剧黑臭水体 的产生。

根治黑臭河道问题根本在于重建河道微生物系统，而微生物 在局部环境内的相对稳定又成为急需解决的核心技术问题，如何 能在不断流、不影响河道运输安全性的基础上创造出好氧型微生 物的稳定生存环境成为了行业研发重点。

近年来，国内外陆续投用人工水草用以解决菌种流失问题， 但由于大部分人工水草材质为纤维织物为主，其坚实的材质又往 往给往来船舶螺旋桨造成威胁，对运输安全造成隐患。同时，由 于缺乏充氧手段，往往菌种形成厌氧菌种而导致水体黑臭现象趋 于恶劣。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提供一种生 态修复效果好且利于微生物生长存活的用于水体生态修复的石墨 烯智能生态系统。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种用于水体生态修复的石墨烯智能生态系统，其特征在于， 包括底座、曝气管、石墨烯智能生态水草纤维束和石墨烯培养结 构，上述底座用于连接在河道底部处，上述底座水平设置且在其 上部具有由其一端延伸至另一端的缺口，缺口的两侧处形成截面 呈弧形的包覆部，上述曝气管与包覆部相匹配且曝气管嵌于包覆 部处，上述石墨烯智能生态水草纤维束呈长条状，智能生态水草 纤维束中部为连接段，石墨烯智能生态水草纤维束的两端至连接 段之间的部位为培养段，上述连接段被紧压在包覆部与曝气管之 间，在曝气管的曝气作用下上述石墨烯智能生态水草纤维束的培 养段能竖立，上述石墨烯培养结构连接在培养段处。

石墨烯具有完美的二维晶体结构，它的晶格是由六个碳原子 围成的六边形，厚度为一个原子层。碳原子之间由σ键连接，结 合方式为sp2杂化，这些σ键赋予了石墨烯极其优异的力学性质 和结构刚性。

在石墨烯中，每个碳原子都有一个未成键的p电子，这些p 电子可以在晶体中自由移动，且运动速度高达光速的1/300，赋 予了石墨烯良好的导电性。