CN104973686A

CN104973686A - 一种水产养殖废水脱氮用固体碳源的制备方法

Info

Publication number: CN104973686A
Application number: CN201510316217.8A
Authority: CN
Inventors: 李华; 周子明; 张家松; 李纯厚; 刘青松; 董宏标; 段亚飞
Original assignee: South China Sea Fisheries Research Institute Chinese Academy Fishery Sciences
Current assignee: South China Sea Fisheries Research Institute Chinese Academy Fishery Sciences
Priority date: 2015-06-10
Filing date: 2015-06-10
Publication date: 2015-10-14

Abstract

本发明公开了一种水产养殖废水脱氮用固体碳源的制备方法。本发明的固体碳源是由稻壳和荔枝核经过70～80℃恒温干燥20～24h后粉碎制粒及混合制成。本发明利用微生物能够迅速利用的荔枝核粉末与微生物利用相对较慢的稻壳粉末，可以短时间内获得大量碳源，同时随着时间的推移，稻壳粉末作为碳源也被释放出来，长短效结合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。

Description

一种水产养殖废水脱氮用固体碳源的制备方法

技术领域

本发明涉及一种固体碳源的制备方法，具体涉及一种水产养殖废水脱氮用固体碳源的制备方法。

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；可降解高分子材料类固体碳源使用成本相对较高，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。由于其结构疏松、比表面积大，有利于微生物附着。生物质材料作为碳源的最大优势是无生物毒性、取材方便、投资与运行成本低，较适宜养殖废水处理。主要存在使用寿命短、有些生物质材料微生物利用缓慢导致脱氮效率低等不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种固体碳源；

本发明的另一目的在于提供固体碳源在水产养殖废水脱氮中的应用。

本发明所采取的技术方案是：

一种固体碳源，由稻壳和荔枝核经过干燥粉碎制粒及混合制成。

优选的，稻壳和荔枝核于70～80℃恒温干燥20～24 h后粉碎制粒。

优选的，稻壳和荔枝核于80℃恒温干燥24 h后粉碎制粒。

优选的，粉碎制粒得到的稻壳粉末和荔枝核粉末的粒径范围为80～200目。

优选的，稻壳粉末和荔枝核粉末按照质量比为(1～2):(1～3)的比例充分混合制成固体碳源。

固体碳源在水产养殖废水脱氮中的应用，其中固体碳源如上所述。

本发明的有益效果是：

本发明采用了微生物能够迅速利用的荔枝核粉末与微生物利用相对较慢的稻壳粉末，可以短时间内获得大量碳源，同时随着时间的推移，稻壳粉末作为碳源也被释放出来，长短效结合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。

本发明的固体碳源，在25℃下，对于硝酸盐氮浓度为50 mg/l的养殖废水，24 h硝酸盐氮去除率即可达到97～99.8%，且亚硝酸盐浓度低于0.008 mg/l。本发明中的荔枝核和稻壳，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为粉碎后稻壳粉末SEM图；

图2为粉碎后荔枝核粉末SEM图；

图3为实施例1固体碳源去除NO₃-N效率图；

图4为实施例1反应过程中NO₂-N浓度变化曲线；

图5为实施例2固体碳源去除NO₃-N效率图；

图6为实施例2反应过程中NO₂-N浓度变化曲线。

具体实施方式

实施例1：

1) 将稻壳于80℃恒温干燥24 h，之后粉碎过筛成粒径为80目的粉末材料；粉碎后稻壳粉末SEM图见图1；

2) 将荔枝核于80℃恒温干燥24 h，之后粉碎过筛成粒径为200目的粉末材料；粉碎后荔枝核粉末SEM图见图2；

3) 将80目的稻壳和200目的荔枝核按质量比2:3，放入干粉搅拌机进行充分混合，得到固体碳源。

将所得固体碳源接种养殖系统中驯化的反硝化污泥，并添加养殖污水，控制活性污泥的浓度约为1.5g/L，进行反硝化脱氮。每天换水1次，换水前先将反应系统静置半小时沉淀后，排去上清液，然后继续添加等量的养殖废水。反应5天，结果见图3和图4。

如图3所示：在25℃下，对于硝酸盐氮浓度为50 mg/l的养殖废水，24 h硝酸盐氮去除率即可达到98.6%，第5天时，硝酸盐氮去除率达99%～100%。图4是反应过程中NO₂-N浓度变化曲线反应，24 h亚硝酸盐氮浓度低于0.008mg/l，之后的每天浓度逐渐降低，到第5天时基本为0。

实施例2：

1) 将稻壳于80℃恒温干燥24h，之后粉碎过筛成粒径为200目的粉末材料；

2) 将荔枝核于80℃恒温干燥24 h，之后粉碎过筛成粒径为100目的粉末材料；

3) 将200目的稻壳和100目的荔枝核按质量比1:1，放入干粉搅拌机进行充分混合，得到固体碳源。

将所得固体碳源接种养殖系统中驯化的反硝化污泥，并添加养殖污水，控制活性污泥的浓度约为1.5 g/L，进行反硝化脱氮。每天换水1次，换水前先将反应系统静置半小时沉淀后，排去上清液，然后继续添加等量的养殖废水，反应10天。结果见图5和图6。

如图5和图6所示：在25℃下，对于硝酸盐氮浓度为50 mg/l的养殖废水，24 h硝酸盐氮去除率即可达到97～99%，显示出固体碳源能迅速释放出碳源供反硝化脱氮过程利用，24h亚硝酸盐氮浓度低于0.008 mg/l。随着反应的进行，不断有新的养殖污水加入，本固体碳源通过迅速利用的荔枝核粉末与利用相对较慢的稻壳粉末的配伍，在反应的10天当中，持续不断的去除硝酸盐氮。第10天时，硝酸盐氮去除率达99%～100%。亚硝酸盐氮浓度稍有反复，第4天时，降至0.002 mg/l，第5天时，又增加到0.008 mg/l，随后降低至第7天0.003 mg/l，第8～9天又增加到0.007 mg/l，到第10天时接近为0。可能是由于稻壳释放碳源不稳定造成，但总体亚硝酸盐氮的浓度低，完全不会对养殖生物造成危害。

实施例3：

1) 将稻壳于80℃恒温干燥24 h，之后粉碎过筛成粒径为200目的粉末材料；

2) 将荔枝核于80℃恒温干燥24 h，之后粉碎过筛成粒径为80目的粉末材料；

3) 将200目的稻壳和80目的荔枝核按质量比2:1，放入干粉搅拌机进行充分混合，得到固体碳源。

将所得固体碳源接种养殖系统中驯化的反硝化污泥，并添加养殖污水，控制活性污泥的浓度约为1.5g/L，进行反硝化脱氮。每天换水1次，换水前先将反应系统静置半小时沉淀后，排去上清液，然后继续添加等量的养殖废水。

结果如下：在25℃下，对于硝酸盐氮浓度为50 mg/l的养殖废水，24 h硝酸盐氮去除率即可达到99.8%，且亚硝酸盐浓度低于0.006 mg/l。

实施例4：

2) 将荔枝核于80℃恒温干燥24 h，之后粉碎过筛成粒径为200目的粉末材料；

3) 将200目的稻壳和200目的荔枝核按质量比1:2，放入干粉搅拌机进行充分混合，得到固体碳源。

结果如下：在25℃下，对于硝酸盐氮浓度为50 mg/l的养殖废水，24 h硝酸盐氮去除率即可达到99.8%，且亚硝酸盐浓度低于0.001 mg/l。

Claims

1.一种固体碳源，其特征在于：由稻壳和荔枝核经过干燥粉碎制粒及混合制成。

2.根据权利要求1所述的固体碳源，其特征在于：稻壳和荔枝核于70～80℃恒温干燥20～24 h后粉碎制粒。

3.根据权利要求1所述的固体碳源，其特征在于：稻壳和荔枝核于80℃恒温干燥24 h后粉碎制粒。

4.根据权利要求2所述的固体碳源，其特征在于：粉碎制粒得到的稻壳粉末和荔枝核粉末的粒径范围为80～200目。

5.根据权利要求1所述的固体碳源，其特征在于：稻壳粉末和荔枝核粉末按照质量比为(1～2):(1～3)的比例充分混合制成固体碳源。

6.固体碳源在水产养殖废水脱氮中的应用，其特征在于：固体碳源如权利要求1～5任意一项所述。