CN110615535A - 一种水产养殖尾水强化重金属去除的无害化处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及水污染治理技术领域，具体公开了一种水产养殖尾水强化重金属去除的无害化处理方法，包括以下步骤：1)在浮床上设种植盆，种植盆设有夹层，夹层填充有透水防护层，种植盆侧壁开设有透水孔；2)将改性矿物吸附剂与土壤混合制备复合土；3)使用复合土将水芹菜种苗栽种在种植盆内；4)将浮床放入养殖池塘内；5)将生长成熟的水芹菜连根拔出，在种植盆中栽种新的水芹菜种苗，并使用复合土进行培土；6)重复步骤4)和步骤5)。本发明中，改性矿物吸附剂吸附养殖水体中的重金属离子，水芹菜的根茎吸收复合土中的重金属离子，实现对养殖尾水中重金属离子的及时处理，保障水产品的质量和产量，降低排放的养殖尾水的重金属离子含量。

Description

一种水产养殖尾水强化重金属去除的无害化处理方法
技术领域
本发明涉及水污染治理技术领域，具体公开了一种水产养殖尾水强化重金属去除的无害化处理方法。
背景技术
养殖尾水，是指在水产养殖过程中或养殖结束后，由养殖体系向自然水域排出的不再使用的养殖水。目前，养殖水源是河道水或者地下水，但不论是河道水还是地下水都因受到工农业污染而含有铜、汞、镉、铅等重金属离子，再加上养殖过程中施加的重金属杀虫剂，养殖水体中重金属离子的含量逐渐增大，因此，需要及时排放养殖尾水，避免养殖水体中的重金属离子对养殖的鱼类、虾类等水产品产生影响。但由于养殖尾水中重金属离子的含量较高，为避免污染自然水域，需要对养殖尾水进行处理，降低养殖尾水中重金属离子的含量。
当前，养殖尾水中重金属离子的处理方式包括：一、在养殖池塘内处理，如使用EDTA二钠等螯合剂处理养殖水体中的重金属离子后排放养殖尾水；二、挖建处理池进行处理，将养殖池塘内的养殖尾水通过排水沟渠排入处理池内后，采用化学、物理、生物技术处理养殖尾水中的重金属离子。但是，上述处理方式存在的问题是：1、在养殖池塘内使用螯合剂将会对水产品造成影响，且螯合剂成本高，不适合大面积使用；2、挖建处理池成本较高；3、养殖尾水排放前或使用螯合剂前，养殖水体中的重金属离子可能已经超标，即未能及时处理养殖尾水中的重金属离子，导致鱼类、虾类等水产品的爆发性疾病，甚至造成大面积死亡，水产品质量和产量均下降。
发明内容
本发明意在提供一种水产养殖尾水强化重金属去除的无害化处理方法，以解决相关技术中不能及时处理养殖尾水中的重金属离子导致水产品质量和产量下降的问题。
为了达到上述目的，本发明的基础方案为：一种水产养殖尾水强化重金属去除的无害化处理方法，具体包括以下步骤：
S1、准备浮床和种植盆：在浮床上开设多个用于放置种植盆的通槽，种植盆的侧壁和底壁设有夹层，夹层内填充有透水防护层，种植盆的内侧壁、外侧壁、内底壁和外底壁上开设有若干透水孔；
S2、准备复合土：将改性矿物吸附剂与土壤混合制成复合土；
S3、栽苗：在种植盆内铺放步骤S2中的复合土，将水芹菜种苗栽入种植盆内，使用复合土进行培土，使复合土完全覆盖水芹菜种苗的根部，并压实复合土；
S4、浮床入水：将带有水芹菜种苗的浮床放入养殖池塘内，养殖水体浸入种植盆内，水芹菜种苗开始生长；
S5、收取水芹菜：将浮床上生长成熟的水芹菜连根拔出，将新的水芹菜种苗栽入种植盆内，使用复合土进行培土，并压实复合土；
S6、重复步骤S4和步骤S5。
本基础方案的工作原理及有益效果在于：步骤S1中，种植盆的夹层内的透水防护层能够在养殖水体进入种植盆内时防止大量复合土流出种植盆，大幅度降低复合土的流失量，保证水芹菜种苗的生长。步骤S2中，将改性矿物吸附剂与土壤混合制成复合土，矿物吸附剂改性后对重金属离子的吸附能力大大提高，当养殖水体浸入复合土后，改性矿物吸附剂迅速吸收养殖水体中的重金属离子，将重金属离子困在复合土中。步骤S3、S4中，将水芹菜种苗栽种在种植盆内的复合土内，利用水芹菜种苗在生长过程中，其根茎吸收复合土中的重金属离子，并转移至水芹菜的枝叶中，以便复合土能够继续吸收养殖水体中的重金属离子。而在水芹菜种苗栽种后压实复合土，能够加强复合土的紧实度，进一步降低复合土的流失量。另外，由于养殖水体内含有丰富的氮磷等营养元素，因此，水芹菜种苗在生长过程中，还能吸收养殖水体中的氮磷等营养元素，降低养殖水体中氮磷的含量，净化养殖水体。步骤S5中，将浮床上生长成熟的水芹菜连根拔出，再将新的水芹菜种苗栽入种植盆内，从而不断利用水芹菜种苗的生长吸收复合土内的重金属离子，持续地处理养殖水体中的重金属离子。
本基础方案中，从将浮床放入养殖池塘内开始，便一直在去除养殖水体中的重金属离子，实现了对养殖尾水中重金属离子的及时处理，从而保障水产品的质量和产量，并使得排放的养殖尾水中重金属离子的含量低，不会对自然水域造成污染。
可选地，所述步骤S2中，改性矿物吸附剂与土壤的质量比为0.3-0.4:1。
改性矿物吸附剂能够迅速吸附养殖水体内的重金属离子，而土壤能够为水芹菜种苗提供钾、钙、镁、硫、氯等营养元素，将改性矿物吸附剂与土壤的质量比控制在0.3-0.4:1的范围内，以便复合土能够为水芹菜种苗提供营养元素的同时迅速吸附养殖水体中的重金属离子。
可选地，所述步骤S2中，改性矿物吸附剂为改性高岭土或改性石英砂或改性高岭土与改性石英砂的混合物。
改性高岭土和改性石英砂对重金属离子的吸附能力强，且改性成本低，易于推广使用。
可选地，所述步骤S2中，改性矿物吸附剂为改性高岭土与改性石英砂的混合物，改性高岭土与改性石英砂的质量比为1：0.9-1.1。
改性高岭土对铁离子、铜离子、铅离子、汞离子的吸附能力较高，而改性石英砂对铜离子、镉离子、铅离子的吸附能力较高，将改性高岭土与改性石英砂的质量比控制在1：0.9-1.1范围内，使得复合土能够迅速吸附养殖水体中的铁离子、铜离子、汞离子、镉离子、铅离子。
可选地，所述步骤S1中的透水防护层为海绵层。
海绵层能够在透水的同时有效防止复合土通过透水孔离开种植盆，从而有效防止复合土的流失。
可选地，所述步骤S1中，种植盆的内侧壁、外侧壁上的透水孔交错设置，种植盆内底壁、外底壁上的透水孔交错设置。
种植盆上的透水孔交错设置，从外层透水孔进入夹层的养殖水体将会撞在种植盆的内侧壁上，以此减缓水流的流速，进一步缓冲水流对复合土的冲击力。
可选地，所述步骤S1中，种植盆内固定连接有水平设置的网格板，网格板上铺设有棉花层。
复合土位于棉花层上，在水芹菜种苗的生长过程中，水芹菜种苗的根茎逐渐变大变长，水芹菜种苗的根茎穿过棉花层进入种植盆的底部，能够直接吸收养殖水体中的重金属离子以及氮磷等物质。
可选地，所述步骤S1中，浮床的端部固定连接有固定杆，固定杆上固定连接有绳索，绳索远离浮床的一端固定于养殖池塘边。
通过绳索限制浮床的移动范围，并且，通过绳索能轻易地将浮床拉动至养殖池塘边，方便将浮床拖离养殖池塘。
可选地，所述步骤S3中，将步骤S2中的部分复合土取出，使用该部分复合土包裹水芹菜种苗的根茎，再将该部分水芹菜种苗栽入排水沟渠内。
将根茎包裹有复合土的水芹菜种苗栽入排水沟渠内，以便水芹菜种苗在生长过程中对排水沟渠内的养殖尾水进行处理，并且，复合土也能够吸收排水沟渠内底泥中的重金属离子，进一步降低养殖尾水中重金属离子的含量。
可选地，排水沟渠内，相邻水芹菜种苗之间的距离为6-8cm。
相邻水芹菜种苗之间的距离为6-8cm，为水芹菜种苗留足生长空间，避免相邻水芹菜种苗之间相互压制生长。
附图说明
图1为本发明一种水产养殖尾水强化重金属去除的无害化处理方法中使用的浮床的结构示意图；
图2为栽入水芹菜种苗后的浮床的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：浮床1、种植盆2、透水防护层3、透水孔4、网格板5、棉花层6、固定杆7、绳索8、复合土9、水芹菜种苗10。
实施例一
本实施例中的一种水产养殖尾水强化重金属去除的无害化处理方法，具体包括以下步骤：
S1、准备浮床和种植盆：如图1所示，在浮床1上开设多个用于放置种植盆2的通槽，相邻通槽的中心之间的距离为10cm。种植盆2的侧壁和底壁设有夹层，夹层内填充有透水防护层3，本实施例中，透水防护层3为海绵层。种植盆2的内侧壁、外侧壁、内底壁和外底壁上开设有若干透水孔4，透水孔4交错设置，相邻透水孔4之间的距离为2-3cm，本实施例中，相邻透水孔4之间的距离为3cm。种植盆2内固定连接有水平设置的网格板5，网格板5上铺设有棉花层6，棉花层6完全遮挡网格板5。浮床1的左端固定连接有固定杆7，固定杆7上固定连接有绳索8，绳索8远离浮床1的一端固定于养殖池塘边。
S2、准备复合土：将改性矿物吸附剂与土壤按照0.3-0.4:1的质量比混合制成复合土9，具体地，改性矿物吸附剂与土壤的质量比为0.4:1。改性矿物吸附剂为改性高岭土或改性石英砂或改性高岭土与改性石英砂的混合物。本实施例中，改性矿物吸附剂为改性高岭土与改性石英砂的混合物，且改性高岭土与改性石英砂的质量比为1：0.9-1.1，具体地，本实施例中的改性高岭土与改性石英砂的质量比为1:1。
S3、栽苗：在种植盆内铺放步骤S2中的复合土，直至复合土表面与种植盆的顶端之间的距离大致等于水芹菜种苗根茎的长度位置。然后，将水芹菜种苗10栽入种植盆内，使用复合土进行培土，使复合土完全覆盖水芹菜种苗的根部，并压实复合土。复合土压实后，复合土表面与种植盆的顶端相齐平，如图2所示。
S4、浮床入水：将带有水芹菜种苗的浮床放入养殖池塘内，并将其中一个浮床放置在养殖池塘的出水口；养殖水体浸入种植盆内，水芹菜种苗开始生长。
S5、收取水芹菜：通过绳索将浮床拉动至养殖池塘边，并将浮床拖离养殖池塘，然后将浮床上生长成熟的水芹菜连根拔出，将新的水芹菜种苗栽入种植盆内，并使用复合土进行培土，最后压实复合土。
S6、重复步骤S4和步骤S5。
本实施例中，种植盆的侧壁和底壁内的透水防护层能够保证养殖水体进入种植盆内，同时有效防止种植盆内的复合土通过透水孔离开种植盆，从而有效防止复合土的大量流失，从而确保水芹菜种苗的生长。
浮床进入养殖池塘内后，养殖水体通过种植盆的透水孔进入种植盆内，并浸入复合土内，复合土内的改性矿物吸附剂快速吸收养殖水体内的重金属离子，将重金属离子“困”在复合土中，由于养殖水体具有流动性，因此，养殖水体不断从一侧的透水孔进入种植盆内，再从另一侧的透水孔离开种植盆，从而实现对养殖水体中重金属离子的及时处理，避免养殖水体中重金属离子超标而影响水产品的质量和产量，也就实现了对养殖尾水中重金属离子的及时处理。
并且，水芹菜种苗在生长过程中，水芹菜种苗的根茎将会吸收复合土中的重金属离子，将重金属离子转移至枝叶中，使得复合土能够不断地吸附养殖水体中的重金属离子，持续性降低养殖水体中重金属离子的含量，强化对养殖水体中重金属离子的去除，且不会对养殖水体产生其他危害。不仅如此，水芹菜种苗在生长过程中，其根茎逐渐变大变长，因此，水芹菜种苗的根茎能够穿过棉花层和网格板，直接与养殖水体接触，以便根茎直接吸收养殖水体中的重金属离子以及氮磷等物质，净化养殖水体。最后，将浮床上生长成熟的水芹菜连根拔出，将水芹菜吸收的重金属离子转移出养殖池塘。
另外，需要说明的是，本实施例中的改性高岭土和改性石英砂均采用现有改性方法进行改性，从而提高其对重金属离子的吸附能力。例如改性高岭土通过酸碱改性法制得，而改性石英砂通过Fe(NO3)3或FeCl3改性石英砂而制得。
实施例二
本实施例的一种水产养殖尾水强化重金属去除的无害化处理方法，具体包括以下步骤：
S1、准备浮床和种植盆：如图1所示，在浮床1上开设多个用于放置种植盆2的通槽，相邻通槽的中心之间的距离为10cm。种植盆2的侧壁和底壁设有夹层，夹层内填充有透水防护层3，本实施例中，透水防护层3为海绵层。种植盆2的内侧壁、外侧壁、内底壁和外底壁上开设有若干透水孔4，透水孔4交错设置，相邻透水孔4之间的距离为2-3cm，本实施例中，相邻透水孔4之间的距离为2cm。种植盆2内固定连接有水平设置的网格板5，网格板5上铺设有棉花层6，棉花层6完全遮挡网格板5。浮床1的左端固定连接有固定杆7，固定杆7上固定连接有绳索8，绳索8远离浮床1的一端固定于养殖池塘边。
S2、准备复合土：将改性矿物吸附剂与土壤按照0.3-0.4:1的质量比混合制成复合土9，具体地，改性矿物吸附剂与土壤的质量比为0.3:1。改性矿物吸附剂为改性高岭土或改性石英砂或改性高岭土与改性石英砂的混合物。本实施例中，改性矿物吸附剂为改性高岭土与改性石英砂的混合物，且改性高岭土与改性石英砂的质量比为1：0.9-1.1，具体地，本实施例中的改性高岭土与改性石英砂的质量比为1:1.1。
S3、栽苗：在种植盆内铺放步骤S2中的复合土，直至复合土表面与种植盆的顶端之间的距离大致等于水芹菜种苗根茎的长度位置。然后，将水芹菜种苗10栽入种植盆内，使用复合土进行培土，使复合土完全覆盖水芹菜种苗的根部，并压实复合土。复合土压实后，复合土表面与种植盆的顶端相齐平，如图2所示。
同时，取部分步骤S2中的复合土，将该部分复合土搓成多个球体，然后分别将多个水芹菜种苗的根茎一一埋入球体内，即使得复合土包裹水芹菜种苗的根茎，然后将水芹菜栽入排水沟渠内，并使得球体的部分露出排水沟渠的底泥。
S4、浮床入水：将带有水芹菜种苗的浮床放入养殖池塘内，并将其中一个浮床放置在养殖池塘的出水口；养殖水体浸入种植盆内，水芹菜种苗开始生长。
S5、收取水芹菜：通过绳索将浮床拉动至养殖池塘边，并将浮床拖离养殖池塘，然后将浮床上生长成熟的水芹菜连根拔出，将新的水芹菜种苗栽入种植盆内，并使用复合土进行培土，最后压实复合土。
同时，将排水沟渠内生长成熟的水芹菜连根拔出，将新的、根茎包裹有复合土的水芹菜种苗栽入排水沟渠内。
S6、重复步骤S4和步骤S5。
本实施例中，在浮床处理养殖水体的基础上，在排水沟渠内栽种水芹菜种苗形成生态沟渠，并且，水芹菜种苗的根茎还包括有复合土。当养殖尾水通过排水沟渠排出时，复合土中的改性吸附剂能够迅速吸收排水沟渠内的养殖尾水中的重金属离子，再由水芹菜种苗的根茎吸收，进一步减少养殖尾水中重金属离子的含量，强化对养殖尾水中重金属离子的处理。另外，在水芹菜种苗生长过程中，其根茎逐渐变大变长，因此，根茎会延伸至排水沟渠的底泥内，吸收底泥内的重金属离子，净化排水沟渠。最后，将生长成熟的水芹菜连根拔出，将水芹菜吸收的重金属离子转移出排水沟渠。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和本发明的实用性。

Claims (10)

1.一种水产养殖尾水强化重金属去除的无害化处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、准备浮床和种植盆：在浮床上开设多个用于放置种植盆的通槽，种植盆的侧壁和底壁设有夹层，夹层内填充有透水防护层，种植盆的内侧壁、外侧壁、内底壁和外底壁上开设有若干透水孔；
S2、准备复合土：将改性矿物吸附剂与土壤混合制成复合土；
S3、栽苗：在种植盆内铺放步骤S2中的复合土，将水芹菜种苗栽入种植盆内，使用复合土进行培土，使复合土完全覆盖水芹菜种苗的根部，并压实复合土；
S4、浮床入水：将带有水芹菜种苗的浮床放入养殖池塘内，养殖水体浸入种植盆内，水芹菜种苗开始生长；
S5、收取水芹菜：将浮床上生长成熟的水芹菜连根拔出，将新的水芹菜种苗栽入种植盆内，使用复合土进行培土，并压实复合土；
S6、重复步骤S4和步骤S5。
2.根据权利要求1所述的水产养殖尾水强化重金属去除的无害化处理方法，其特征在于：所述步骤S2中，改性矿物吸附剂与土壤的质量比为0.3-0.4:1。
3.根据权利要求2所述的水产养殖尾水强化重金属去除的无害化处理方法，其特征在于：所述步骤S2中，改性矿物吸附剂为改性高岭土或改性石英砂或改性高岭土与改性石英砂的混合物。
4.根据权利要求2所述的水产养殖尾水强化重金属去除的无害化处理方法，其特征在于：所述步骤S2中，改性矿物吸附剂为改性高岭土与改性石英砂的混合物，改性高岭土与改性石英砂的质量比为1：0.9-1.1。
5.根据权利要求3所述的水产养殖尾水强化重金属去除的无害化处理方法，其特征在于：所述步骤S1中的透水防护层为海绵层。
6.根据权利要求5所述的水产养殖尾水强化重金属去除的无害化处理方法，其特征在于：所述步骤S1中，种植盆的内侧壁、外侧壁上的透水孔交错设置，种植盆内底壁、外底壁上的透水孔交错设置。
7.根据权利要求6所述的水产养殖尾水强化重金属去除的无害化处理方法，其特征在于：所述步骤S1中，种植盆内固定连接有水平设置的网格板，网格板上铺设有棉花层。
8.根据权利要求1所述的水产养殖尾水强化重金属去除的无害化处理方法，其特征在于：所述步骤S1中，浮床的端部固定连接有固定杆，固定杆上固定连接有绳索，绳索远离浮床的一端固定于养殖池塘边。
9.根据权利要求1所述的水产养殖尾水强化重金属去除的无害化处理方法，其特征在于：所述步骤S3中，将步骤S2中的部分复合土取出，使用该部分复合土包裹水芹菜种苗的根茎，再将该部分水芹菜种苗栽入排水沟渠内。
10.根据权利要求9所述的水产养殖尾水强化重金属去除的无害化处理方法，其特征在于：排水沟渠内，相邻水芹菜种苗之间的距离为6-8cm。
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