[发明专利]一种水产养殖废水深度脱氮用复合固体碳源填料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合固体碳源填料的制备方法，具体涉及一种水产养殖废水深度脱氮用复合固体碳源填料的制备方法。

背景技术

近年来，水产养殖业迅猛发展，大量来自残余饵料和养殖对象排泄物的含氮废水进入天然水体中，这些污染物质一方面导致水域环境恶化，赤潮频发，破坏生态平衡。另一方面，排放到水体中的非离子态氨氮对养殖生物有直接毒性，会影响其生长和发育，给水产养殖带来严重后果和巨大经济损失。利用生物法除氮是一种经济、有效的方法。

养殖废水含盐量高、含碳量低，硝化-反硝化菌生长慢、数量少；且反硝化脱氮过程中碳源严重不足，造成养殖处理水中硝酸盐大量积累。需要外加碳源提供反硝化微生物代谢需要的能量来进行深度生物脱氮。目前用于低碳氮比废水反硝化脱氮的外加碳源，主要可以分为以下三类：低分子有机物（甲醇、乙酸等）、糖类物质（葡萄糖、蔗糖等）和可降解高分子材料（聚丁二酸丁二醇酯PBS、聚己内酯二醇PCL等）。但甲醇本身存在毒性，乙醇、乙酸、葡萄糖投加量不易控制会导致出水中的COD增加，造成二次污染，在实际运行中常需要昂贵的设备来控制投加量；可降解高分子材料此类固体碳源使用成本仍相对较高，限制了其在养殖废水反硝化脱氮水处理工艺中的大规模应用。生物质材料来源广泛，取材方便、成本低廉且无生物毒性，较适宜养殖废水水处理。但存在使用寿命短、有些生物质材料微生物利用缓慢导致脱氮效率低等不足。为克服上述不足本发明提出一种水产养殖废水深度脱氮用复合固体碳源填料的制备方法，既作为碳源，又作为填料，且能提高生物质材料的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合固体碳源填料的制备方法；

本发明的另一目的在于提供固体碳源填料在水产养殖废水深度脱氮中的应用。

本发明所采取的技术方案是：

一种复合固体碳源填料的制备方法，包括以下步骤：

1）配制葡甘聚糖水溶液；

2）将荔枝核粉末加入葡甘聚糖溶液中混合均匀；

3）往上述混合物中加入碳酸钠，混合均匀得到复合溶胶；

4）将上步所得复合溶胶室温静置45~75min，再于85~95℃水浴中处理2.5~3.5h，得复合凝胶；

5）将复合凝胶于-80~-20℃冷冻10~14h，取出，冷冻干燥后即得多孔复合碳源填料。

进一步的，步骤1）所述葡甘聚糖水溶液的浓度为20~30g/L。

进一步的，上述葡甘聚糖水溶液的配制方法为：将加入葡甘聚糖的水溶液于50℃恒温水浴搅拌至葡甘聚糖溶解分散成均一溶液。

进一步的，步骤2）加入的荔枝核粉末与葡甘聚糖的质量比为(1:3)~(7:3)。

进一步的，步骤2）中荔枝核粉末加入葡甘聚糖溶液后需搅拌25~40min。

进一步的，上述荔枝核粉末为过200目以上筛的粉末。

进一步的，步骤3）加入碳酸钠的质量为葡甘聚糖质量的10%~12%。

复合固体碳源填料在废水脱氮中的应用，所述复合固体碳源填料的制备方法如上述所述的方法。

进一步的，上述废水为水产养殖废水。

本发明的有益效果是：

本发明的配方中采用了含大量淀粉的农林废弃物荔枝核粉末与天然多糖物质葡甘聚糖，经过简单的搅拌混合冷冻得到含有大量孔隙的复合固体碳源填料，制备方法简单，反应条件温和，既能作为碳源又能作为填料，能够被完全降解，不污染环境。可以为处理养殖废水生物反硝化脱氮或是污水的深度处理和地下水生物反硝化脱氮提供一种经济长效碳源。

本发明的复合固体碳源填料，在25℃下，对于硝酸盐氮浓度为60~70mg/l的养殖废水，24h硝酸盐氮去除率即可达到100%，无亚硝酸盐积累。本发明中的荔枝核和葡甘聚糖价格便宜，来源方便，对养殖生物无毒副作用，是经济实用的固体碳源。

附图说明

图1为实施例1固体碳源填料去除NO₃-N效率图；

图2为实施例1反应过程中NO₂-N浓度变化曲线；

图3为实施例2固体碳源填料去除NO₃-N效率图；

图4为实施例2反应过程中NO₂-N浓度变化曲线；

图5为实施例3含50%荔枝核复合碳源填料的SEM图；

图6为实施例4为含70%荔枝核复合碳源填料的SEM图。

具体实施方式