CN112537891B - 用于处理养殖物粪便的生态净化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于处理养殖物粪便的生态净化装置，包括粪便输入口、需氧消化器、生态净化容器、空气管输入和固/液输出口，生态净化容器含有生态净化剂和水，生态净化剂与水经生态净化剂输入口进入，粪便经粪便输入口进入需氧消化器进行需氧消化形成固态消化物，将固态消化物送至生态净化容器中充分曝气，然后经固/液输出口排出，固/液输出口排出连接分离器；其中生态净化剂由含Al30的铝溶胶、茶黄素、植酸、蒙脱石粉、红薯粉、过磷酸钙在去离子水中搅拌混合制得；该装置是一种具有优异的氨与硫化氢降解率、较高COD和BOD降解率、总氮浓度与总磷浓度的降解率以及优良的细菌降低率的生态净化剂的用于处理养殖物粪便的生态净化装置。

Description

用于处理养殖物粪便的生态净化装置
技术领域
本发明属于养殖物粪便处理相关领域，具体涉及一种用于处理养殖物粪便的生态净化装置。
背景技术
随着我国经济的快速增长，人民生活品质随之提升，畜禽产品的消费数量也因此逐年增长，肉类的消费量更是以平均每年近10％的速度迅速上升，集约型规模化养猪场的迅速兴起，满足了市场对肉类食物的大量需求，但也带来了环境污染。畜禽养殖污染物的迅速增长，己经对水源、土壤和大气环境造成相当严重的污染。养猪场产生的大量高氨氮、高悬浮物、高浓度的污水，处理难度较大，成为了重要的水体污染源。
猪场污水中含有大量碳氢化合物，氮、磷营养元素有机物，高浓度的猪场污水排入江河湖泊中，会造成水体富营养化，引起藻类大量繁殖，导致“水华”现象频发。有研究表明，蓝藻水华爆发和藻类死亡易产生大量藻毒素，对人畜健康造成直接危害，有机物污染敏感的水生生物因缺氧逐渐死亡。水中有机物以及微生物尸体等厌氧腐解，使水体发黑发丑，造成持久性的有机污染，使原有水体更难治理恢复。污水渗入地下水，使水中硝态氮、硬度和细菌总数超标。养猪场粪污中含有大量的致病菌微生物，随粪便污水进入水体后，以水媒传播，会造成某些疫病的传播和扩散。如果污水中含有饲料中的抗生素、违禁药物或冲刷猪场用的消毒剂，污染水源都将危害人和动物的健康，带来不可估量的经济损失。猪场污水会向大气排放氨气、硫化氢等臭气物质，影响附近居民的生活空气质量。同时排放大量甲烷(CH4)、硫化氢(H2S)，氮氧化物(NOx)等温室气体，是重要的农业温室气体排放源。畜禽养殖业经动物肠道发酵和粪便所排放的氧化亚氮会引起臭氧层的减少。除此之外，还会产生重金属污染，如铜、锌、铁、锰、铬、镉、砷、氟化物等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有优异的氨与硫化氢降解率、较高的COD和BOD降解率、总氮浓度与总磷浓度的降解率以及优良的细菌降低率的生态净化剂的用于处理养殖物粪便的生态净化装置。
本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：
一种生态净化剂，其由含Al30的铝溶胶、茶黄素、植酸、蒙脱石粉、红薯粉、过磷酸钙在去离子水中搅拌混合制得。
本发明采用含Al30的铝溶胶、茶黄素、植酸、蒙脱石粉、红薯粉、过磷酸钙作为处理粪便用的生态净化剂的原料，由于含Al30的铝溶胶含有较多的羟基，能与茶黄素、植酸形成一定的氢键或发生缩合反应，形成稳定的化合物，其能与粪便形成的污水中的物质形成胶团，与粪便污水中的胶体物质发生电中和，形成绒粒沉降，能够吸附没有被吸收饲料中的重金属离子，使其沉淀下来，回收利用；该化合物再与蒙脱石粉、红薯粉、过磷酸钙混合，得到生态净化剂；该净化剂中各成分之间起协同增效作用，能够与粪便中的有机物质、微生物形成的带负电的胶团产生沉淀，以及能与粪便中产生的有害挥发性气体发生多重吸附，快速实现生态的无害化净化处理；该生态净化剂具有较高的氨与硫化氢降解率，以及较高的COD和BOD降解率、总氮浓度与总磷浓度的降解率，同时能有效代谢粪便中的细菌物质，对粪便具有很好的降解能力，即具有优良的细菌降低率，减少对环境的污染，具有优异的生态净化作用。
优选地，按重量份计，含Al30的铝溶胶为6～12份、茶黄素为1～5份、植酸为0.02～0.1份、蒙脱石粉为12～15份、红薯粉为25～35份、过磷酸钙为8～17份。
优选地，搅拌温度为32～45℃，转速为30～50r/min，搅拌时间为30～60min。
优选地，含Al30的铝溶胶由铝盐与铝粉在水浴锅中回流反应制得。
优选地，铝盐为六水合氯化铝、九水合硝酸铝或异丙醇铝中的一种或几种的混合。
优选地，含Al30的铝溶胶的pH为3.5～4.5。
优选地，含Al30的铝溶胶的制备方法如下：
以铝盐和铝粉为原料，将铝盐溶于水中，并将其倒入三口烧瓶中，分批次将铝粉加入上述溶液中，铝盐与铝粉的摩尔比为1.5～3:1，在75～90℃水浴中反应至铝粉完全溶解，搅拌8～10h，可得到澄清透明的铝溶胶，利用pH计测其pH值为3.5～4.5。
一种用于处理养殖物粪便的生态净化装置，包括粪便输入口、需氧消化器、生态净化容器、空气管输入和固/液输出口，生态净化容器含有生态净化剂和水，生态净化剂与水经生态净化剂输入口进入，粪便经粪便输入口进入需氧消化器进行需氧消化形成固态消化物，将固态消化物送至生态净化容器中充分曝气，然后经固/液输出口排出，固/液输出口排出连接分离器。
本发明采用装有生态净化剂的生态净化装置用于处理养殖物粪便，能够减少环境的污染，同时能够对废弃物回收利用，达到有效的环境净化效果；养殖物粪便经需氧消化器消化后进入含有生态净化剂的生态净化容器，能与其充分接触，生态净化剂的各成分与粪便中的有机物质发生反应，有效除去粪便产生的氨与硫化氢气体，达到除臭的目的，同时具有较高的COD和BOD降解率、总氮浓度与总磷浓度的降解率和优良的细菌降低率，达到生态净化的目的。
优选地，需氧消化器中的需氧消化条件包括将养殖物粪便在氧或富氧气氛的存在下储存2～5周，使养殖物粪便充分形成固态消化物。
优选地，按重量份计，养殖物粪便为1～4重量份，生态净化剂为0.05～0.1份，水为20～60份。
优选地，曝气时间为5～7天，使生态净化剂与粪便充分接触反应，以更好地分解处理粪便。
优选地，曝气条件为：使曝气介质在正压力下以0.1～3m3/(L·h)的速率通过生态净化剂。
优选地，曝气介质为空气或氧气。
优选地，一种处理养殖物粪便的生态净化装置在处理猪、羊粪便中的用途。
为了进一步提高用于处理养殖物粪便的生态净化装置的氨与硫化氢降解率、COD和BOD降解率与细菌降低率，采取的优选措施还包括：
在生态净化剂中添加0.02～0.09重量份维他霉素与谷氨酸钠的混合物，其中维他霉素与谷氨酸钠的重量比为0.3～0.8:1，该混合物与生态净化剂混合得到的生态净化剂进一步提高了生态净化装置的氨与硫化氢降解率，COD和BOD降解率与细菌降低率；原因可能是一定含量的维他霉素与谷氨酸钠与含Al30的铝溶胶、茶黄素、植酸形成的化合物能够发生键合，能有效降解粪便产生的有机挥发性气体、细菌以及固体消化物质，进一步提高净化剂的净化效果。
本发明由于采用了含Al30的铝溶胶、茶黄素、植酸、蒙脱石粉、红薯粉、过磷酸钙作为处理粪便用的生态净化剂的原料，因而具有如下有益效果：将该生态净化剂装入生态净化装置中，与输入的养殖物粪便充分接触，能够吸附没有被吸收饲料中的重金属离子，同时也能够对粪便中的有机物质和产生的有害挥发性气体发生多重吸附，快速实现生态的无害化净化处理；该生态净化剂具有较高的氨与硫化氢降解率，以及较高的COD和BOD降解率，同时能有效代谢粪便中的细菌物质，对粪便具有很好的降解能力，即具有优良的细菌降低率，减少对环境的污染，具有优异的生态净化作用。因此，本发明是一种具有优异的氨与硫化氢降解率、较高COD和BOD降解率、总氮浓度与总磷浓度的降解率以及优良的细菌降低率的生态净化剂的用于处理养殖物粪便的生态净化装置。
附图说明
图1为养殖物粪便经生态净化装置处理后氨与硫化氢的降解率；
图2为养殖物粪便经生态净化装置处理后的COD与BOD降解率；
图3为养殖物粪便经生态净化装置处理后细菌的降低率；
图4为养殖物粪便经生态净化装置处理后总氮浓度与总磷浓度的降解率。
图5为用于处理养殖物粪便的生态净化装置示意图；
附图标号：1.粪便输入口；2.需氧消化器；3.空气管输入口；4.生态净化容器；5.生态净化剂输入口；6.空气管输入口；7.固/液输出口。
具体实施方式
以下结合具体实施方式和附图对本发明的技术方案作进一步详细描述：
本发明提供了一种用于处理养殖物粪便的生态净化装置，其示意图如图5所示，包括粪便输入口1、需氧消化器2、空气管输入口3、生态净化容器4、空气管输入口6和固/液输出口7，所述生态净化容器4的生态净化剂和水，生态净化剂与水经生态净化剂输入口5进入，粪便经粪便输入口1进入需氧消化器2进行需氧消化形成固态消化物，将固态消化物送至生态净化容器4中充分曝气，然后经固/液输出口7排出，固/液输出口7排出连接分离器。
在一些实施方案中，需氧消化器中的需氧消化条件包括将养殖物粪便在氧或富氧气氛的存在下储存至少2周的时间段；进一步地，储存的时间段为3～5周。
在一些实施方案中，生态净化剂装入生态净化容器中，进一步地，生态净化剂中各成分按重量份计，含Al30的铝溶胶为8～12份、茶黄素为1.5～4.5份、植酸为0.05～0.1份、蒙脱石粉为12.5～14.5份、红薯粉为27～35份、过磷酸钙为10～16份。
在一些实施方案中，固/液输出口排出连接分离器，分离器在使用中被布置为将经曝气的生态净化剂中的固体与液体分离。
在一些实施方案中，将经曝气的生态净化剂中的固体在重力下沉降20～35min，使空气经过空气管输入口6，在正压力下以0.1～3m3/(L·h)的速率将固/液体通过固/液输出口排出连接的分离器进行固液相的分离，以通过公知中的分离技术中的任一种来促进固液相的分离；可以通过泵送的方式将固相与液相之一或者两者输送至单独的分离装置。
实施例1
用于处理养殖物粪便的生态净化装置，其示意图如图5所示，包括粪便输入口1、需氧消化器2、空气管输入口3、生态净化容器4、空气管输入口6和固/液输出口7，所述生态净化容器4的生态净化剂和水，生态净化剂与水经生态净化剂输入口5进入，粪便经粪便输入口1进入需氧消化器2进行需氧消化形成固态消化物，将固态消化物送至生态净化容器4中充分曝气，然后经固/液输出口7排出，固/液输出口7排出连接分离器；其中，按重量份计，养殖物粪便为2重量份，生态净化剂为0.06重量份，水为40重量份，需氧消化器中养殖物粪便在氧的存在储存3周，得到固态消化物，然后进入生态净化容器，在生态净化容器中与生态净化剂接触进行曝气，曝气时间为5天，曝气条件为；使空气通过空气管输入口3在正压力下以0.5m3/(L·h)的速率通过生态净化剂；曝气周期完成后，将经曝气的生态净化剂中的固体在重力下沉降25min，使空气经过空气管输入口6，在正压力下以0.5m3/(L·h)的速率将固/液体通过固/液输出口排出连接的分离器进行固液相的分离。
进一步地，本实施中，上述生态净化剂的制备方法包括以下步骤：
S1：含Al30的铝溶胶的制备
以六水合氯化铝和铝粉为原料，将六水合氯化铝溶于水中，并将其倒入三口烧瓶中，分批次将铝粉加入上述溶液中，六水合氯化铝与铝粉的摩尔比为2:1，在80℃水浴中反应至铝粉完全溶解，搅拌8h，可得到澄清透明的铝溶胶，利用pH计测其pH值为3.7；
S2：生态净化剂的制备
按重量份计，将8.5重量份上述含Al30的铝溶胶、2.5重量份茶黄素、0.075重量份植酸、13重量份蒙脱石粉、32重量份红薯粉、12重量份过磷酸钙加入去离子水中，在35℃水浴中进行搅拌，转速为35r/min，搅拌时间为45min，得到生态净化剂。
实施例2
用于处理养殖物粪便的生态净化装置，与实施例1的生态净化装置相同，其中，按重量份计，养殖物粪便为2.5重量份，生态净化剂为0.075重量份，水为35重量份；需氧消化器中养殖物粪便在氧的存在储存4周，得到固态消化物，然后进入生态净化容器，在生态净化容器中与生态净化剂接触进行曝气，曝气时间为7天，曝气条件为；使空气通过空气管输入口3在正压力下以2.5m3/(L·h)的速率通过生态净化剂；曝气周期完成后，将经曝气的生态净化剂中的固体在重力下沉降30min，使空气经过空气管输入口6，在正压力下以2.5m3/(L·h)的速率将固/液体通过固/液输出口排出连接的分离器进行固液相的分离。
进一步地，本实施中，上述生态净化剂的制备方法包括以下步骤：
S1：含Al30的铝溶胶的制备
以九水合硝酸铝和铝粉为原料，将九水合硝酸铝溶于水中，并将其倒入三口烧瓶中，分批次将铝粉加入上述溶液中，九水合硝酸铝与铝粉的摩尔比为1.5:1，在90℃水浴中反应至铝粉完全溶解，搅拌10h，可得到澄清透明的铝溶胶，利用pH计测其pH值为4.1；
S2：生态净化剂的制备
按重量份计，将10重量份上述含Al30的铝溶胶、3.5重量份茶黄素、0.09重量份植酸、14.5重量份蒙脱石粉、27重量份红薯粉、14重量份过磷酸钙加入去离子水中，在42℃水浴中进行搅拌，转速为40r/min，搅拌时间为55min，得到生态净化剂。
实施例3
用于处理养殖物粪便的生态净化装置，与实施例1的生态净化装置相同，其中，按重量份计，养殖物粪便为4重量份，生态净化剂为0.1重量份，水为28重量份；需氧消化器中养殖物粪便在氧的存在储存5周，得到固态消化物，然后进入生态净化容器，在生态净化容器中与生态净化剂接触进行曝气，曝气时间为6天，曝气条件为；使空气通过空气管输入口3在正压力下以3m3/(L·h)的速率通过生态净化剂；曝气周期完成后，将经曝气的生态净化剂中的固体在重力下沉降35min，使空气经过空气管输入口6，在正压力下以3m3/(L·h)的速率将固/液体通过固/液输出口排出连接的分离器进行固液相的分离；
进一步地，本实施中，上述生态净化剂的制备方法包括以下步骤：
S1：含Al30的铝溶胶的制备
以异丙醇铝和铝粉为原料，将异丙醇铝溶于水中，并将其倒入三口烧瓶中，分批次将铝粉加入上述溶液中，异丙醇铝与铝粉的摩尔比为3:1，在85℃水浴中反应至铝粉完全溶解，搅拌9h，可得到澄清透明的铝溶胶，利用pH计测其pH值约为4.5；
S2：生态净化剂的制备
按重量份计，将12重量份上述含Al30的铝溶胶、1.9重量份茶黄素、0.46重量份植酸、13.5重量份蒙脱石粉、33重量份红薯粉、16重量份过磷酸钙加入去离子水中，在45℃水浴中进行搅拌，转速为50r/min，搅拌时间为60min，得到生态净化剂。
实施例4
用于处理养殖物粪便的生态净化装置，与实施例1的生态净化装置相同，与实施例1不同的是，生态净化装置进行处理养殖物粪便时，按重量份计，养殖物粪便为1.7重量份，生态净化剂为0.068份，水为29份；其他步骤同实施例1。
实施例5
用于处理养殖物粪便的生态净化装置，与实施例1的生态净化装置相同，养殖物粪便的处理条件同实施例1，与实施例1不同的是：
本实施例中，上述生态净化剂的制备方法包括以下步骤：
步骤S1同实施例1；
S2：生态净化剂的制备
按重量份计，将11重量份上述含Al30的铝溶胶、3.6重量份茶黄素、0.098重量份植酸、13.7重量份蒙脱石粉、23重量份红薯粉、16重量份过磷酸钙加入去离子水中，在45℃水浴中进行搅拌，转速为50r/min，搅拌时间为60min，得到生态净化剂。
实施例6
为了进一步提高用于处理养殖物粪便的生态净化装置的生态净化能力，采取的优选措施还包括：用于处理养殖物粪便的生态净化装置，与实施例1的生态净化装置相同，养殖物粪便的处理条件同实施例1，与实施例1不同的是：
本实施例中，上述生态净化剂的制备方法包括以下步骤：
步骤S1同实施例1；
S2：生态净化剂的制备
按重量份计，将8.5重量份上述含Al30的铝溶胶、2.5重量份茶黄素、0.075重量份植酸、13重量份蒙脱石粉、32重量份红薯粉、12重量份过磷酸钙、0.045重量份维他霉素与谷氨酸钠的混合物，其中维他霉素与谷氨酸钠的重量比为0.3:1加入去离子水中，在35℃水浴中进行搅拌，转速为35r/min，搅拌时间为45min，得到生态净化剂。
实施例7
用于处理养殖物粪便的生态净化装置，与实施例6的生态净化装置相同，养殖物粪便的处理条件同实施例6，与实施例6不同的是：生态净化剂的制备步骤S2中，维他霉素与谷氨酸钠的混合物的添加量为0.06重量份。
实施例8
用于处理养殖物粪便的生态净化装置，与实施例6的生态净化装置相同，养殖物粪便的处理条件同实施例6，与实施例6不同的是：生态净化剂的制备步骤S2中，维他霉素与谷氨酸钠的混合物的添加量为0.1重量份。
实施例9
用于处理养殖物粪便的生态净化装置，与实施例6的生态净化装置相同，养殖物粪便的处理条件同实施例6，与实施例6不同的是：生态净化剂的制备步骤S2中，维他霉素与谷氨酸钠的重量比为0.5:1。
实施例10
用于处理养殖物粪便的生态净化装置，与实施例7的生态净化装置相同，养殖物粪便的处理条件同实施例7，与实施例7不同的是：生态净化剂的制备步骤S2中，维他霉素与谷氨酸钠的重量比为1:1。
对比例1
用于处理养殖物粪便的生态净化装置，与实施例1的生态净化装置相同，养殖物粪便的处理条件同实施例1，与实施例1不同的是，生态净化剂的制备步骤S2中，不添加含Al30的铝溶胶。
对比例2
用于处理养殖物粪便的生态净化装置，与实施例1的生态净化装置相同，养殖物粪便的处理条件同实施例1，与实施例1不同的是，生态净化剂的制备步骤S2中，不添加茶黄素。
对比例3
用于处理养殖物粪便的生态净化装置，与实施例1的生态净化装置相同，养殖物粪便的处理条件同实施例1，与实施例1不同的是，生态净化剂的制备步骤S2中，不添加植酸。
对比例4
用于处理养殖物粪便的生态净化装置，与实施例1的生态净化装置相同，养殖物粪便的处理条件同实施例1，与实施例1不同的是，生态净化剂的制备步骤S2中，不添加含Al30的铝溶胶与茶黄素。
对比例5
用于处理养殖物粪便的生态净化装置，与实施例1的生态净化装置相同，养殖物粪便的处理条件同实施例1，与实施例1不同的是，生态净化剂的制备步骤S2中，不添加含Al30的铝溶胶与植酸。
对比例6
用于处理养殖物粪便的生态净化装置，与实施例1的生态净化装置相同，养殖物粪便的处理条件同实施例1，与实施例1不同的是，生态净化剂的制备步骤S2中，不添加茶黄素与植酸。
对比例7
用于处理养殖物粪便的生态净化装置，与实施例1的生态净化装置相同，养殖物粪便的处理条件同实施例1，与实施例1不同的是，生态净化剂的制备步骤S2中，不添加含Al30的铝溶胶、茶黄素与植酸。
试验例1
1.养殖物粪便经生态净化装置处理后氨与硫化氢降解率的测定
在畜舍内，先测定未经生态净化剂处理的养殖物粪便产生的氨与硫化氢的浓度为M0，然后测定经生态净化装置处理后产生的氨与硫化氢的浓度为M1，其中养殖物粪便与生态净化剂的重量比为100:1，计算氨与硫化氢的降解率为A。计算公式如下：
A＝(M0-M1)/M0
图1为养殖物粪便经生态净化装置处理后氨与硫化氢的降解率。从图1可以看出，实施例1-5中生态净化装置对养殖物粪便中产生的氨的降解率高于77.5％，对硫化氢的降解率高于87％，实施例6、实施例7与实施例9中氨的降解率均高于82％，硫化氢的降解率均不低于91％，对比实施例1与实施例6、实施例7、实施例9，实施例6、实施例7、实施例9中氨与硫化氢的降解率均高于实施例1，对比实施例1与实施例8、实施例10，实施例8与实施例10中氨与硫化氢的降解率低于实施例1，这说明在生态净化剂中添加0.02～0.09重量份的维他霉素与谷氨酸钠混合物，且维他霉素与谷氨酸钠的重量比为0.3～0.8:1时，能进一步提高了生态净化剂对氨与硫化氢的降解率，即提高了生态净化装置对养殖物粪便中的氨与硫化氢的降解率；原因可能是一定含量的维他霉素与谷氨酸钠与含Al30的铝溶胶、茶黄素、植酸形成的化合物能够发生键合，能有效降解粪便产生的氨与硫化氢；对比实施例1与对比例1-7，实施例1中氨与硫化氢的降解率高于对比例1-7，这说明在生态净化剂中同时添加含Al30的铝溶胶、茶黄素、植酸能提高生态净化剂对氨与硫化氢的降解率；原因可能是含Al30的铝溶胶含有较多的羟基，能与茶黄素、植酸形成一定的氢键或发生缩合反应，形成稳定的化合物，该化合物再与蒙脱石粉、红薯粉、过磷酸钙混合，得到生态净化剂，其能与粪便中产生的有害挥发性气体，即氨与硫化氢发生多重吸附，提高氨与硫化氢降解率，以达到生态净化装置除臭的目的。
2.养殖物粪便经生态净化装置处理后COD和BOD降解率的测定
COD降解率的测定：本试验采用重铬酸钾法测定COD的含量，首先向未经生态净化处理的养殖物粪便污水的水样中加入硫酸汞溶液、过量的重铬酸钾溶液和和硫酸银硫酸溶液，其中硫酸银起催化作用，硫酸的作用是调节水样到强酸条件下。加热回流后，重铬酸钾将水样中的还原性物质(主要是有机物)氧化，过量的重铬酸钾以1,10-邻飞啰啉为指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定，根据所消耗的硫酸亚铁按的量计算出氧化还原物质(主要是有机物)重铬酸钾的量，从而换算得到消耗氧的量，即为COD，记为C0；同理，测定经过生态净化装置处理后排出的粪便污水中的COD值，记为C1，然后计算出COD的降解率，计算公式如下：
COD降解率＝(C0-C1)/C0
BOD降解率的测定：将未经净化剂处理的养殖物粪便污水充满完全密闭的的溶解氧瓶中，在的暗处培养天，然后分别测定培养前后水样中溶解氧的质量浓度，由培养前后溶解氧的质量浓度之差，计算每升样品消耗的溶解氧量，以BOD5(mg/L)来表示，记为B0；同理，测定经过生态净化装置处理后排出的养殖物粪便污水中的BOD5值，记为B1，根据计算公式得到BOD的降解率，其计算公式如下：
BOD降解率＝(B0-B1)/B0
图2为养殖物粪便经生态净化装置处理后的COD与BOD降解率。从图2可以看出，实施例1-5中生态净化装置对养殖物粪便污水中的COD降解率高于85.5％，BOD的降解率不低于82.5％，实施例6、实施例7与实施例9中COD的降解率均高于88.5％，BOD的降解率均高于85.5％，对比实施例1与实施例6、实施例7和实施例9，实施例6、实施例7和实施例9中COD与BOD的降解率均高于实施例1，对比实施例1与实施例8、实施例10，实施例8与实施例10中COD与BOD的降解率低于实施例1，这说明在生态净化剂中添加0.02～0.09重量份的维他霉素与谷氨酸钠混合物，且维他霉素与谷氨酸钠的重量比为0.3～0.8:1时，能进一步提高了生态净化剂对粪便污水中COD与BOD的降解率；原因可能是一定含量的维他霉素与谷氨酸钠与含Al30的铝溶胶、茶黄素、植酸形成的化合物能够发生键合，能有效除去粪便污水中的COD与BOD；对比实施例1与对比例1-7，实施例1中氨与硫化氢的降解率高于对比例1-7，这说明在生态净化剂中同时添加含Al30的铝溶胶、茶黄素、植酸能提高生态净化剂对粪便污水中COD与BOD的降解率，即生态净化装置对养殖物粪便中COD与BOD的降解率；原因可能是含Al30的铝溶胶含有较多的羟基，能与茶黄素、植酸形成一定的氢键或发生缩合反应，形成稳定的化合物，该化合物再与蒙脱石粉、红薯粉、过磷酸钙混合，得到生态净化剂，其能与粪便污水中的有害物质发生多重吸附，提高COD与BOD的降解率。
3.养殖物粪便经生态净化装置处理后细菌降低率的测定
本试验采用沉降法测定养殖物粪便污水中细菌的降低率；采用营养琼脂平板四点法先测定1kg未经生态净化剂处理的粪便污水中的细菌数，记为m0，然后测定经生态净化装置处理后的粪便污水中的细菌数，记为m1，计算细菌的降低率，记为Y；计算公式如下：
细菌降低率Y＝(m0-m1)/m0
图3为养殖物粪便经生态净化装置处理后细菌的降低率。从图3可以看出，实施例1-5中生态净化装置对养殖物粪便中的细菌降低率高于73％，实施例6、实施例7与实施例9中细菌的降低率高于77％，对比实施例1与实施例6、实施例7和实施例9，实施例6、实施例7和实施例9中细菌的降低率均高于实施例1，对比实施例1与实施例8、实施例10，实施例8与实施例10中细菌的降低率低于实施例1，这说明在生态净化剂中添加0.02～0.09重量份的维他霉素与谷氨酸钠混合物，且维他霉素与谷氨酸钠的重量比为0.3～0.8:1时，能进一步提高了生态净化剂对粪便污水中细菌的降低率，即提高生态净化装置的细菌降低率；对比实施例1与对比例1-7，实施例1中细菌的降低率高于对比例1-7，这说明在生态净化剂中同时添加含Al30的铝溶胶、茶黄素、植酸能提高生态净化剂对粪便污水中细菌的降低率，进一步提高生态净化装置对养殖物粪便的净化作用；原因可能是含Al30的铝溶胶含有较多的羟基，能与茶黄素、植酸形成一定的氢键或发生缩合反应，形成稳定的化合物，该化合物再与蒙脱石粉、红薯粉、过磷酸钙混合，得到生态净化剂，其能有效代谢粪便中的细菌物质，对粪便具有很好的降解能力，即具有优良的细菌降低率，减少对环境的污染，具有优异的生态净化作用。
4.养殖物粪便经生态净化装置处理后金属元素的测定
本试验采用二乙基二硫代氨基甲酸钠分光光度法与双硫腙分光光度法测定粪便污水中的Cu与Zn含量。将1L未经生态净化装置处理的粪便污水样品加入10mL浓硝酸酸化，保存48h，同理，将经过生态净化装置处理后的粪便污水加入10mL浓硝酸酸化，取上清液分别采用二乙基二硫代氨基甲酸钠分光光度法测定污水中的Cu含量，采用双硫腙分光光度法测定污水中的Zn与Cd含量，采用火焰原子吸收分光光度法测定粪便污水中的Mn含量，采用二苯碳酰二肼分光光度法测定污水中的Cr6+含量。
表1粪便污水中的金属元素含量
Figure BDA0002726844060000111
表1为粪便污水处理经生态净化装置处理前后金属元素的含量。从表1可以看出，实施例1、实施例6、实施例7和实施例9中Cu、Zn、Mn、Cd与Cr6+金属元素降幅较大，对比对比实施例1与实施例6、实施例7和实施例9，实施例6、实施例7和实施例9中Cu、Zn、Mn、Cd与Cr6+金属元素的降幅量高于实施例1，对比实施例1与实施例8、实施例10，实施例8与实施例10中Cu、Zn、Mn、Cd与Cr6+金属元素的降幅量低于实施例1，这说明在生态净化剂中添加0.02～0.09重量份的维他霉素与谷氨酸钠混合物，且维他霉素与谷氨酸钠的重量比为0.3～0.8:1时，能进一步提高了生态净化装置对粪便污水中金属元素的降幅量，降低污水中金属元素的含量；对比实施例1与对比例1-7，实施例1中细菌的降低率高于对比例1-7，这说明在生态净化剂中同时添加含Al30的铝溶胶、茶黄素、植酸能提高生态净化装置对粪便污水中金属元素的降幅量，降低污水中金属元素的含量；原因可能是含Al30的铝溶胶含有较多的羟基，能与茶黄素、植酸形成一定的氢键或发生缩合反应，形成稳定的化合物，其能与粪便形成的污水中的物质形成胶团，与粪便污水中的胶体物质发生电中和，形成绒粒沉降，能够吸附没有被吸收饲料中的重金属离子，使其沉淀下来，回收利用，对养殖物粪便起到净化的作用。
5.养殖物粪便经生态净化装置处理后含氮浓度与含磷浓度降解率的测定
总含氮量(TN)的测定：将未经生态净化装置处理后的粪便污水用硫酸酸化，调至pH为1～2，在1～5℃下保存24h，然后取上清液采用钼酸铵分光光度法测定总氮的浓度N0；同理，测定经生态净化装置处理后粪便污水的总氮浓度N1，计算总氮浓度的降解率；计算公式如下：
总氮浓度降解率＝(N0-N1)/N0
总含氮量(TP)的测定：将未经生态净化装置处理后的粪便污水用硫酸酸化，盐酸酸化至pH≤2，保存24h，然后取上清液采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定总磷的浓度P0；同理，测定经生态净化装置处理后粪便污水的总磷浓度P1，计算总磷浓度的降解率。
总磷浓度降解率＝(P0-P1)/P0
图4为养殖物粪便经生态净化装置处理后总氮浓度与总磷浓度的降解率。从图4可以看出，实施例1-5中生态净化装置对养殖物粪便污水中的总氮浓度降解率高于22.5％，总磷浓度的降解率不低于31.5％，实施例6、实施例7与实施例9中总氮浓度的降解率均不低于25.7％，总磷浓度的降解率不低于36.7％，对比实施例1与实施例6、实施例7和实施例9，实施例6、实施例7和实施例9中总氮浓度与总磷浓度的降解率与实施例1几乎无明显差别，且稍微有一定的提高；对比实施例1与实施例8、实施例10，实施例8与实施例10中总氮浓度与总磷浓度的降解率低于实施例1，这说明在生态净化剂中添加0.02～0.09重量份的维他霉素与谷氨酸钠混合物，且维他霉素与谷氨酸钠的重量比为0.3～0.8:1时，生态净化装置对粪便污水中总氮浓度与总磷浓度的降解率几乎无明显影响，且有稍微的提高；对比实施例1与对比例1-7，实施例1中氨与硫化氢的降解率高于对比例1-7，这说明在生态净化剂中同时添加含Al30的铝溶胶、茶黄素、植酸能提高生态净化剂对粪便污水中总氮浓度与总磷浓度的降解率，即提高生态净化装置对养殖物粪便中总氮浓度与总磷浓度的降解率。
本发明的操作步骤中的常规操作为本领域技术人员所熟知，在此不进行赘述。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此，所有等同的技术方案、也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (8)

1.一种生态净化剂，其由含Al30的铝溶胶、茶黄素、植酸、蒙脱石粉、红薯粉、过磷酸钙在去离子水中搅拌混合制得；
所述含Al30的铝溶胶为6~12份、茶黄素为1~5份、植酸为0.02~0.1份、蒙脱石粉为12~15份、红薯粉为25~35份、过磷酸钙为8~17份；
所述生态净化剂中含有0.02~0.09重量份维他霉素与谷氨酸钠的混合物，其中维他霉素与谷氨酸钠的重量比为0.3~0.8:1；
所述含Al30的溶胶由铝盐与铝粉在水浴锅中回流反应制得。
2.根据权利要求1所述的一种生态净化剂，其特征是：所述生态净化剂中包括：8.5重量份含Al30的铝溶胶、2.5重量份茶黄素、0.075重量份植酸、13重量份蒙脱石粉、32重量份红薯粉、12重量份过磷酸钙、0.045重量份维他霉素与谷氨酸钠的混合物，其中维他霉素与谷氨酸钠的重量比为0.3:1。
3.根据权利要求1所述的一种生态净化剂，其特征是：所述搅拌温度为32~45℃，转速为30~50r/min，搅拌时间为30~60min。
4.根据权利要求1所述的一种生态净化剂，其特征是：所述铝盐为六水合氯化铝、九水合硝酸铝或异丙醇铝中的一种或几种的混合。
5.一种用于处理养殖物粪便的生态净化装置，包括粪便输入口(1)、需氧消化器(2)、空气管输入口(3)、生态净化容器(4)、空气管输入口(6)和固/液输出口(7)，所述生态净化容器(4)含有权利要求1-4任一项所述的生态净化剂和水，所述生态净化剂与水经生态净化剂输入口(5)进入，粪便经所述粪便输入口(1)进入所述需氧消化器(2)进行需氧消化形成固态消化物，将所述固态消化物送至所述生态净化容器(4)中充分曝气，然后经所述固/液输出口(7)排出，所述固/液输出口(7)排出连接分离器。
6.根据权利要求5所述的一种用于处理养殖物粪便的生态净化装置，其特征是：所述曝气时间为5~7天。
7.根据权利要求5所述的一种用于处理养殖物粪便的生态净化装置，其特征是：所述曝气条件为：使曝气介质在正压力下以0.1~3m3/(L·h)的速率通过生态净化剂。
8.权利要求5所述的一种用于处理养殖物粪便的生态净化装置在处理猪、羊粪便中的用途。
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