CN114130366B - 一种水产水质改良剂及其制备方法 - Google Patents

一种水产水质改良剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114130366B
CN114130366B CN202111403065.7A CN202111403065A CN114130366B CN 114130366 B CN114130366 B CN 114130366B CN 202111403065 A CN202111403065 A CN 202111403065A CN 114130366 B CN114130366 B CN 114130366B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sepiolite
water quality
quality improver
aquatic product
modified
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111403065.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114130366A (zh
Inventor
李振华
徐开达
周永东
王好学
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Marine Fisheries Research Institute
Original Assignee
Zhejiang Marine Fisheries Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Marine Fisheries Research Institute filed Critical Zhejiang Marine Fisheries Research Institute
Priority to CN202111403065.7A priority Critical patent/CN114130366B/zh
Publication of CN114130366A publication Critical patent/CN114130366A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114130366B publication Critical patent/CN114130366B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/24Naturally occurring macromolecular compounds, e.g. humic acids or their derivatives
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28054Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J20/28057Surface area, e.g. B.E.T specific surface area
    • B01J20/28059Surface area, e.g. B.E.T specific surface area being less than 100 m2/g
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28054Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J20/28078Pore diameter
    • B01J20/28083Pore diameter being in the range 2-50 nm, i.e. mesopores
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/34Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
    • C02F3/348Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used characterised by the way or the form in which the microorganisms are added or dosed
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/10Inorganic compounds
    • C02F2101/16Nitrogen compounds, e.g. ammonia
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/10Inorganic compounds
    • C02F2101/16Nitrogen compounds, e.g. ammonia
    • C02F2101/166Nitrites
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/08Chemical Oxygen Demand [COD]; Biological Oxygen Demand [BOD]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/22O2
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2305/00Use of specific compounds during water treatment
    • C02F2305/06Nutrients for stimulating the growth of microorganisms
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Farming Of Fish And Shellfish (AREA)

Abstract

本发明提供了一种水产水质改良剂及其制备方法,属于水产养殖技术领域。水产水质改良剂的制备方法为取改性海泡石加入菌悬液,使用磷酸缓冲液调整pH后振荡吸附,过滤即得水产水质改良剂。其中,改性海泡石的改性方法包括:取海泡石原矿使用氯化钠、硫酸钾进行预处理得海泡石粉;取海泡石粉加入含铁离子的混合溶液,氮气保护下升温,调节pH后再次升温,持续搅拌反应;反应后调节pH为中性;加入4‑氨基吡啶‑2‑甲酸继续反应;反应后磁分离并洗涤即得磁性海泡石;取磁性海泡石分散在水中,加入木质素磺酸钠混合搅拌,搅拌后静置分层,除去上清液,用蒸馏水洗涤浆液后烘干并研磨,过筛即得改性海泡石。

Description

一种水产水质改良剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及水产养殖技术领域,具体涉及一种水产水质改良剂及其制备方法。
背景技术
水产养殖水体生态环境的控制是我国水产养殖可持续健康发展的关键所在。养殖水体水质和底质的优劣决定了养殖水体的生态环境质量。在养殖水体中,水质是水体环境质量的直观表现,一些可溶性物质、气体影响了水质,而水体底质是水体环境质量的根本。随着水产养殖业的发展,追求高产量和高效益的养殖方式给水体底质带来了空前的生态压力。高密度养殖需要投入大量的饲料,饵料残余以及水产动物排泄物对养殖水体造成污染,导致NH3、H2S、有机物等有害物质增加,化学耗氧量(COD)和生物耗氧量(BOD)增加,严重影响了水产动物的生长。使养殖动物出现参透压不平衡、应激、免疫力下降,容易引发爆发性病菌感染死亡,造成养殖失败。以前水产养殖户大量采用抗生素防治,抗生素的滥用更加快水质恶化,造成养殖动物二次受应激,对病害防治带来更大的困难,容易引起养殖动物爆发性死亡并影响养殖动物品质。出口受影响,对人体造成间接危害。因此及时调控水质,增加养殖成功率成为水产养殖业持续发展的问题。
水质改良剂是在水产养殖业中十分常用,其主要作用是通过改良养殖水体环境,通过减少换水量缩小养殖用水量,是水产养殖节能减排的一种有效手段,分为两大类,一类为净水剂通过养殖水体中悬浮微粒集聚变大,或形成絮团,使之聚沉,达到净化养殖水体的目的;另一类为底质改良剂可强效氧化池塘有机质,降低水体中的氨氮、亚硝酸盐、硫化氢等有害物质,改良池塘水质。水质的好坏主要是根据COD、能见度、溶解氧效果等指标来衡量的。优良的产品能迅速改良恶化的水质、预防疾病发生、提高养殖效益。因此,渔药企业及水产科研单位近年来非常重视此类产品的研究与开发。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够有效降低水体氨氮含量、降低水体亚硝酸盐含量、降低水体COD值、增加水中溶解氧的水产水质改良剂;本发明的另一个目的在于提供一种孔径和比表面积大、吸附微生物后表面生物量高的改性海泡石。
为达到上述发明目的,采用如下技术方案。
一种改性海泡石的制备方法,包括如下步骤:
取海泡石原矿加入水、氯化钠、硫酸钾,搅拌使海泡石分散均匀后静置,出现分层后倒出上层浆液,去除容器底部杂质;取浆液烘干并研磨,过筛即得海泡石粉;
取海泡石粉加入含铁离子的混合溶液,氮气保护下升温,调节pH后再次升温,持续搅拌反应;反应后调节pH为中性;加入4-氨基吡啶-2-甲酸继续反应;反应后磁分离并洗涤即得磁性海泡石;
取磁性海泡石分散在水中,加入木质素磺酸钠混合搅拌,搅拌后静置分层,除去上清液,用蒸馏水洗涤浆液后烘干并研磨,过筛即得改性海泡石。
上述改性方法种,处理海泡石原矿时加入了氯化钠和硫酸钾,可以有效提高海泡石的阳离子交换量,有利于后续改性步骤的进行;使用铁离子进行改性后,海泡石具有一定磁性,从而增加了海泡石的吸附能力;现有技术中,单独使用阴离子表面活性剂对海泡石进行改性时,虽然可以增加海泡石的吸附量,但是会减小海泡石的比表面积;本发明改性方法先使用氯化钠、硫酸钾进行处理,起到清除海泡石孔隙内的杂质的作用;并且使用铁离子和4-氨基吡啶-2-甲酸进行初步改性后,再使用木质素磺酸钠进行改性,所得的改性海泡石的孔径和比表面积没有减小,反而增加,有利于进一步提高海泡石的吸附性能。
优选地,海泡石原矿、氯化钠、硫酸钾的重量比为50-100:5-8:1-3。
优选地,海泡石与木质素磺酸钠的用量按照海泡石原矿的阳离子交换量进行添加,用量比为1:0.2-2CEC;其中CEC为土壤离子交换量。
优选地,海泡石改性步骤包括:
按重量份计,取50-100份海泡石原矿加入10-15倍体积的水、5-8份氯化钠、1-3份硫酸钾,搅拌使海泡石分散均匀后静置10-30min,出现分层后倒出上层浆液,去除容器底部杂质;反复操作3-5次,取浆液烘干并研磨,过200-400目筛即得海泡石粉;
取10-50份海泡石粉加入5-10份FeCl2·4H2O和10-20份FeCl3·6H2O配成的含铁离子0.3-0.5mol/L的混合溶液,氮气保护下升温至55-70℃,调节pH至碱性后升温至80-90℃,持续搅拌反应1-3h;调节pH为中性后加入4-氨基吡啶-2-甲酸继续反应20-40min;反应后磁分离并洗涤即得磁性海泡石;
取磁性海泡石分散在10-15倍体积的水中,加入0.1-2CEC木质素磺酸钠混合搅拌30-240min,搅拌后静置分层,除去上清液,用蒸馏水洗涤浆液3-5次后烘干并研磨,过200-400目筛即得改性海泡石。
上述方法所得的改性海泡石吸附性能增加,更有利于吸附水体中的有害物质,降低水体中氨氮、亚硝酸盐等有害物质的含量,起到改良水质的作用;此外,改性海泡石较大的孔隙还可以用于吸附微生物,作为固定微生物的载体,负载具有改良水质作用的微生物。
本发明还公开了一种水产水质改良剂,包括上述制备方法制得的改性海泡石和菌悬液。
优选地,菌悬液中包括光合细菌、芽孢杆菌、酵母菌中的一种或几种。
优选地,上述菌悬液中的细菌吸附在改性海泡石上。
光合细菌可显著提高氨态氮和COD的去除率,并能增加溶解氧。将这种菌固定在改性海泡石上,可以有效降低COD值、增加水中溶解氧的含量。此外,改性后的海泡石更加适于固定微生物,改性海泡石表面生物量大大提高。
优选地,水产水质改良剂的制备方法,包括:
取改性海泡石加入菌悬液,使用磷酸缓冲液调整pH后振荡吸附,过滤即得水产水质改良剂。
更优选地,水产水质改良剂的制备方法,包括:
按重量份计,取1-5份改性海泡石加入200-500份109-2×109CFU/mL的菌悬液,使用磷酸缓冲液调整pH至6-8后在25-35℃条件下振荡吸附12-24h,过滤即得水产水质改良剂。
更优选地,水产水质改良剂的制备方法,包括:
按重量份计,取1-5份改性海泡石加入200-500份109-2×109CFU/mL的菌悬液、1-3份异莲心碱、3-15份牛膝多糖,使用磷酸缓冲液调整pH至6-8后在25-35℃条件下振荡吸附6-10h,过滤即得水产水质改良剂。
异莲心碱和牛膝多糖的加入,可以有效增加光合细菌繁殖速度,从而缩短振荡吸附所需时间,增加吸附量。此外,经异莲心碱和牛膝多糖处理后的混合菌液具有分解水体中抗生素的作用,可以避免养殖时投加的药品残留给水产生物造成危害。
本发明还公开了上述的改性海泡石在吸附微生物中的用途。
本发明还公开了上述水产水质改良剂在降低水体氨氮含量和/或降低水体亚硝酸盐含量和/或降低水体COD值和/或增加水中溶解氧的含量中的用途。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
本发明水产水质改良剂具有降低水体氨氮含量、降低水体亚硝酸盐含量、降低水体COD值、增加水中溶解氧的作用。在实验中,本发明水产水质改良剂对水体中的;有效降低COD值至3 mg/L以下;有效提高水中溶解氧的含量至5以上;使得处理后的水体达到水产养殖的标准。此外,本发明中使用改性海泡石制备水产水质改良剂,本发明先使用氯化钠和硫酸钾处理海泡石,增加了海泡石阳离子交换量(CEC),CEC可达130mmol/100g以上;再使用铁离子对海泡石进行初步改性、最后使用木质素磺酸钠对海泡石再次进行改性,提高了海泡石的孔径和比表面积,使其分别达到19 nm以上和40 m2/g以上,有利于进一步提高海泡石的吸附性能。改性后的和吸附微生物的能力增强,表面生物量可达2000nmolP/g以上。本发明水产水质改良剂是由改性海泡石吸附细菌制得,本发明在使用改性海泡石吸附光合细菌时,添加异莲心碱和牛膝多糖,可以增加光合细菌繁殖速度,从而缩短振荡吸附所需时间,增加吸附量。此外,经异莲心碱和牛膝多糖处理后的混合菌液具有分解水体中抗生素的作用,可以进一步净化水体。
附图说明
图1为海泡石原矿电镜照片;
图2为实施例1制得的改性海泡石电镜照片。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明,以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的方法的例子。
下述实施例中的实验方法,如无特殊说明,均为常规方法,或按照制造厂商所建议的条件。下述实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。海泡石原矿购自河北辉浩环保科技有限公司,阳离子交换量为98.75mmol/100g。
实施例1
水产水质改良剂的制备
1、海泡石的改性
取50g海泡石原矿加入10倍体积的水、6.2g氯化钠、1.8g硫酸钾,搅拌使海泡石分散均匀后静置15min,出现分层后倒出上层浆液,去除容器底部杂质;反复操作5次,取浆液烘干并研磨,过200目筛即得海泡石粉;
取30g海泡石粉加入6g FeCl2·4H2O和14g FeCl3·6H2O配成的含铁离子0.5mol/L的混合溶液,氮气保护下升温至60℃,调节pH至10后升温至80℃,持续搅拌反应1h;调节pH为7后加入4-氨基吡啶-2-甲酸继续反应30min;反应后磁分离并洗涤即得磁性海泡石;
取10g磁性海泡石分散在10倍体积的水中,升温至70℃后加入1.2CEC木质素磺酸钠混合搅拌120min,搅拌后静置分层,除去上清液,用蒸馏水洗涤浆液5次后烘干并研磨,过200目筛即得改性海泡石。
2、水产水质改良剂的制备
取1g改性海泡石加入350g 2×109CFU/mL菌悬液、2g异莲心碱、6g牛膝多糖,使用磷酸缓冲液调整pH至7.5后在30℃条件下振荡吸附6h,过滤即得水产水质改良剂。
实施例2
水产水质改良剂的制备
1、海泡石的改性
取50g海泡石原矿加入10倍体积的水、5g氯化钠、1g硫酸钾,搅拌使海泡石分散均匀后静置10min,出现分层后倒出上层浆液,去除容器底部杂质;反复操作5次,取浆液烘干并研磨,过200目筛即得海泡石粉;
取20g海泡石粉加入5g FeCl2·4H2O和10g FeCl3·6H2O配成的含铁离子0.3mol/L的混合溶液,氮气保护下升温至55℃,调节pH至10后升温至80℃,持续搅拌反应1h;调节pH为7后加入4-氨基吡啶-2-甲酸继续反应20min;反应后磁分离并洗涤即得磁性海泡石;
取10g磁性海泡石分散在10倍体积的水中,加入0.1木质素磺酸钠混合搅拌30min,搅拌后静置分层,除去上清液,用蒸馏水洗涤浆液3次后烘干并研磨,过200目筛即得改性海泡石。
2、水产水质改良剂的制备
取1g改性海泡石加入200g 2×109CFU/mL菌悬液、1g异莲心碱、3g牛膝多糖,使用磷酸缓冲液调整pH至6后在25℃条件下振荡吸附6h,过滤即得水产水质改良剂。
实施例3
水产水质改良剂的制备
1、海泡石的改性
取50g海泡石原矿加入10倍体积的水、8g氯化钠、3g硫酸钾,搅拌使海泡石分散均匀后静置30min,出现分层后倒出上层浆液,去除容器底部杂质;反复操作5次,取浆液烘干并研磨,过200目筛即得海泡石粉;
取40g海泡石粉加入10g FeCl2·4H2O和20g FeCl3·6H2O配成的含铁离子0.5mol/L的混合溶液,氮气保护下升温至70℃,调节pH至10后升温至90℃,持续搅拌反应3h;调节pH为7后加入4-氨基吡啶-2-甲酸继续反应40min;反应后磁分离并洗涤即得磁性海泡石;
取磁性海泡石分散在10倍体积的水中,加入2CEC木质素磺酸钠混合搅拌240min,搅拌后静置分层,除去上清液,用蒸馏水洗涤浆液5次后烘干并研磨,过200目筛即得改性海泡石。
2、水产水质改良剂的制备
取5g改性海泡石加入500g 2×109CFU/mL菌悬液、3g异莲心碱、15g牛膝多糖,使用磷酸缓冲液调整pH至8后在35℃条件下振荡吸附8h,过滤即得水产水质改良剂。
实施例4
水产水质改良剂的制备
本实施例与实施例1的不同之处在于,步骤2中不添加异莲心碱和牛膝多糖。
实施例5
水产水质改良剂的制备
本实施例与实施例2的不同之处在于,步骤2中不添加异莲心碱和牛膝多糖。
实施例6
水产水质改良剂的制备
本实施例与实施例3的不同之处在于,步骤2中不添加异莲心碱和牛膝多糖。
实施例7
水产水质改良剂的制备
本实施例与实施例1的不同之处在于,步骤2中不添加牛膝多糖。
实施例8
水产水质改良剂的制备
本实施例与实施例1的不同之处在于,步骤2中不添加异莲心碱。
对比例1
水产水质改良剂的制备
本对比例与实施例4的不同之处在于,步骤1中不添加硫酸钾。
对比例2
水产水质改良剂的制备
本对比例与实施例4的不同之处在于,步骤1中不添加氯化钠。
对比例3
水产水质改良剂的制备
本对比例与实施例4的不同之处在于,步骤1中不添加氯化钠和硫酸钾。
对比例4
水产水质改良剂的制备
本对比例与实施例1的不同之处在于,步骤1中不添加氯化钠和硫酸钾。
对比例5
水产水质改良剂的制备
本对比例与对比例4的不同之处在于,步骤2中不添加牛膝多糖。
对比例6
水产水质改良剂的制备
本对比例与对比例4的不同之处在于,步骤2中不添加异莲心碱。
试验例1
改性海泡石性能测定
一、电镜扫描
使用扫描电镜对海泡石原矿以及实施例1中制得的改性海泡石进行扫描,结果如图1和图2所示。
由图1和图2对比可知,改性前海泡石呈现明显的纤维状结构,并且有较多团聚体;改性后的海泡石纤维结构出现破碎并且团聚体减少,说明改性后的海泡石疏水性增加,分散性更好。
二、比表面积、孔径测定
使用比表面积及孔径测定仪对实施例1、2、3以及对比例1、2、3中制得的改性海泡石以及海泡石原矿进行测试,测试结果如表1所示。
表1 改性海泡石比表面积、孔径测定结果
Figure DEST_PATH_IMAGE002A
由表1可知,实施例1-3的改性海泡石的比表面积和平均孔径均大于对比例和海泡石原矿,并且对比例1-3中的改性海泡石的比表面积小于海泡石原矿;对比对比例3和海泡石原矿可知仅使用木质素磺酸钠对海泡石改性会减小海泡石的比表面积,而在改性时同时添加氯化钠和硫酸钾则可以避免比表面积的大幅降低,仅添加氯化钠或硫酸钾的效果不及二者共同使用;此外,改性时无论是否添加氯化钠和/或硫酸钾,均可以增加海泡石的平均孔径。因此,本发明所使用的改性方法能够增加海泡石的比表面积和孔径,从而更有利于改性海泡石进行吸附。
三、阳离子交换量(CEC)的测定
采用氯化钡-硫酸法对实施例1、2、3以及对比例1、2、3中制得的海泡石粉的阳离子交换量进行测定。
取海泡石粉1g加入30mL 0.5mol/L的氯化钡溶液,振荡5min后3000r/min离心15min,弃上清;重复上述操作后使用去离子水洗涤沉淀至上清液无氯离子;加入30mL0.1mol/L的硫酸溶液,振荡20min;振荡后加入1-2滴酚酞指示剂,使用0.1mol/L的氢氧化钠进行滴定;滴定后按照如下公式计算阳离子交换量。
CEC=(C1×50-C2V2)/(W0K2)×100%
式中:CEC—阳离子交换量,mmol/kg;
C1—标准硫酸溶液浓度,mol/L;
V2—滴定消耗标准氢氧化钠溶液体积,ml;
W0—称取的土样重,g;
C2—标准氢氧化钠溶液的浓度,mol/L;
K2—水分换算系数。
测定结果如表2所示。
表2 阳离子交换量测定结果
Figure DEST_PATH_IMAGE004
由表2可知,实施例1-3制得的海泡石粉的CEC大于对比例制得的海泡石粉和海泡石原矿;说明在改性时同时添加氯化钠和硫酸钾则可以大幅提高阳离子交换量,仅添加氯化钠或硫酸钾同样可以提高阳离子交换量,但效果不及二者共同使用。
四、表面生物量测定
采用磷脂法测定实施例1、4、7、8和对比例1-6中制得的水产水质改良剂中,吸附在改性海泡石表面的生物量,具体操作步骤如下:
取水产水质改良剂0.5g,加入三氯甲烷40mL、甲醇80mL、蒸馏水32mL,振荡15min后静置12h;静置后加入三氯甲烷40mL、蒸馏水40mL,继续静置12h;静置分层后从三氯甲烷相中取出10mL蒸干,加入1mL 5%的过硫酸钾溶液后使用蒸馏水定容至10mL,120℃消解40min,消解后使用分光光度法测定总磷含量;含量使用nmolP/g海泡石表示,1nmolP相当于光合细菌109个。测定结果如表3所示。
表3 改性海泡石表面生物量
Figure DEST_PATH_IMAGE006
由表3可知,实施例1、4、7、8中改性海泡石表面生物量接近,且实施例1中改性海泡石表面生物量最高,将实施例4、7、8与实施例1对比可知,吸附光合细菌时加入异莲心碱和牛膝多糖会增加改性海泡石表面生物量;对比实施例和对比例可知,改性中使用同时使用氯化钠和硫酸钾可以有效提高改性海泡石表面生物量,这可能是由于提高了改性海泡石的比表面积和孔径,使改性海泡石更容易吸附光合细菌。
试验例2
水产水质改良剂性能测定
一、模拟水体净化试验
使用容量为10L的玻璃钢模拟鱼塘对实施例1、4、7、8和对比例1-6中制得的水质水产改良剂进行测定,在周边选取5个鱼塘随机取养殖废水,混合后倒入玻璃缸中,每缸倒入6L,用于进行试验。按照1g/L的投放量投放水产水质改良剂。分别测定投放水产水质改良剂前后水体中氨氮含量变化、亚硝酸盐含量变化、溶解氧含量变化以及COD值的变化。
使用溶解氧测定仪测定投放前的溶解氧含量并记录;使用COD检测仪测定水体的COD值;根据HJ 535-2009《水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法》的记载测定水体中氨氮含量;HJ/T197 2005《水质亚硝酸盐氮的测定气相分子吸收光谱法》的记载测定水体中亚硝酸盐含量;投放水产水质改良剂后24h分别再次测定溶解氧含量、COD值、氨氮含量、亚硝酸盐含量。测定结果如表4所示。
表4 投放水产水质改良剂前后水质变化
Figure DEST_PATH_IMAGE008
由表4可知,根据溶解氧的测定结果,分别对比实施例1和4、对比例3和4的数据可知,在吸附光合细菌时添加异莲心碱和牛膝多糖的水产水质改良剂提高水体中溶解氧的含量的能力更强,说明在吸附光合细菌时添加异莲心碱和牛膝多糖提高细菌吸附量,更好的增加水体中溶解氧含量;对比实施例1、4、7、8的数据可知,如果仅添加异莲心碱或牛膝多糖,增加水体中溶解氧含量的能力与不添加二者时类似,说明只有共同添加异莲心碱和牛膝多糖才能获得较好的效果;对比实施例4和对比例1、2的数据可知,改性时同时使用氯化钠和硫酸钾时,提高水体中溶解氧的能力好于仅添加氯化钠或硫酸钾,这可能是由于同时使用氯化钠和硫酸钾增加了改性海泡石的比表面积和孔径,可以吸附更多细菌。
根据氨氮和亚硝酸盐含量的测定结果,本发明水产水质改良剂可以有效降低水体中氨氮和亚硝酸盐的含量,对比实施例1和4的结果可知,在吸附细菌时使用异莲心碱和牛膝多糖的水质改良剂具有更好的降低水体中氨氮和亚硝酸盐的含量的能力,说明同时使用莲心碱和牛膝多糖增加菌的吸附量后,提高了水质改良剂降低水体中氨氮和亚硝酸盐的含量的能力;同时也可能由于异莲心碱和牛膝多糖促进了菌分解氨氮和亚硝酸盐的能力。
根据COD的测定结果,实施例中COD值均小于对比例,说明改性时同时使用氯化钠和硫酸钾时,降低水体COD的能力好于仅添加氯化钠或硫酸钾,这可能是由于同时使用氯化钠和硫酸钾增加了改性海泡石的比表面积和孔径,提高了改性海泡石的吸附能力;实施例中实施例1的COD值最小,这可能是由于在吸附光合细菌时添加异莲心碱和牛膝多糖可以提高细菌的吸附量,有利于进一步降低COD值。
二、抗生素分解能力测定
测定实施例1、4、7、8和对比例1-6中制得的水质水产改良剂降解抗生素的能力。配制氧氟沙星标准溶液,使用紫外可见分光光度计测定OD值用于拟合标准曲线,所得标准曲线方程为y=0.07962x+0.00217,R2=0.9987;配制氧氟沙星浓度为20mg/mL的溶液6L,按照1g/L的投放量投放水产水质改良剂,对水质改良剂降解抗生素的能力进行测定。投加水质改良剂12h后使用紫外可见分光光度计对水体中氧氟沙星浓度进行测定,检测波长为200-400nm,特征峰在290nm附近;测定浓度后计算抗生素的降解率:
降解率(%)=(抗生素初始浓度-抗生素终浓度)/抗生素初始浓度×100%
测定结果如表5所示。
表5 水质改良剂降解抗生素能力测定结果
Figure DEST_PATH_IMAGE010
由表5可知,只有实施例1和对比例4表现出较好的降解抗生素的能力,说明在吸附细菌时添加有异莲心碱和牛膝多糖的水质改良剂具有良好的降解抗生素的能力,而单独添加异莲心碱或牛膝多糖则没有这种效果;这可能是由于异莲心碱和牛膝多糖提高了细菌分解抗生素的能力,从而使水质改良剂具有降解抗生素的能力。
试验例3
养殖试验
在浙江省舟山市某鱼塘选取一面积为5亩的池塘,水深2米,水源充足且水质达标;按照亩产350-400公斤的投放白鲢鱼苗;采用一次投放、一次捕捞的方式进行养殖;在8月份向该池塘投放实施例1中制得的水产水质改良剂80kg,在投放前后分别测定水体氨氮含量变化、亚硝酸盐含量变化、溶解氧含量变化以及COD值的变化。测定结果如表6所示。
表6 鱼塘水质变化
投放前 投放3天后
溶解氧(mg/L) 4.6 8.3
氨氮(mg/L) 0.13 0.0
亚硝酸盐(mg/L) 0.22 0.01
COD(mg/L) 42.2 11.3
由表6可知,投放本发明水产水质改良剂之后,水质出现明显变化,说明本发明水产水质改良剂在实际养殖中同样具有良好的改善水质的作用。
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。
以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明,应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例,并不用于限制本发明,凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种改性海泡石的制备方法,包括如下步骤:
取海泡石原矿加入水、氯化钠、硫酸钾,海泡石原矿、氯化钠、硫酸钾的重量比为50-100:5-8:1-3,搅拌使海泡石分散均匀后静置,出现分层后倒出上层浆液,去除容器底部杂质;取浆液烘干并研磨,过筛即得海泡石粉;
取海泡石粉加入含铁离子的混合溶液,氮气保护下升温,调节pH后再次升温,持续搅拌反应;反应后调节pH为中性;加入4-氨基吡啶-2-甲酸继续反应;反应后磁分离并洗涤即得磁性海泡石;
取磁性海泡石分散在水中,加入木质素磺酸钠混合搅拌,搅拌后静置分层,除去上清液,用蒸馏水洗涤浆液后烘干并研磨,过筛即得改性海泡石。
2.如权利要求1所述的改性海泡石的制备方法,其特征在于,海泡石与木质素磺酸钠的用量按照海泡石原矿的阳离子交换量进行添加,用量比为1:0.2-2CEC;其中CEC为海泡石阳离子交换量。
3.一种水产水质改良剂,包括权利要求1-2任一项所述的制备方法制得的改性海泡石和菌悬液。
4.如权利要求3所述的水产水质改良剂,其特征在于,所述菌悬液中包括光合细菌、芽孢杆菌、酵母菌中的一种或几种。
5.如权利要求4所述的水产水质改良剂,其特征在于,所述菌悬液中的细菌吸附在改性海泡石上。
6.权利要求3所述的水产水质改良剂的制备方法,包括:
取改性海泡石加入菌悬液,使用磷酸缓冲液调整pH后振荡吸附,过滤即得水产水质改良剂。
7.权利要求1-2任一项所述的制备方法制得的改性海泡石在吸附微生物中的用途。
8.权利要求3所述的水产水质改良剂在降低水体氨氮含量和/或降低水体亚硝酸盐含量和/或降低水体COD值和/或增加水中溶解氧的含量中的用途。
CN202111403065.7A 2021-11-24 2021-11-24 一种水产水质改良剂及其制备方法 Active CN114130366B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111403065.7A CN114130366B (zh) 2021-11-24 2021-11-24 一种水产水质改良剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111403065.7A CN114130366B (zh) 2021-11-24 2021-11-24 一种水产水质改良剂及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114130366A CN114130366A (zh) 2022-03-04
CN114130366B true CN114130366B (zh) 2023-05-16

Family

ID=80391564

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111403065.7A Active CN114130366B (zh) 2021-11-24 2021-11-24 一种水产水质改良剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114130366B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2253617A1 (de) * 2009-05-20 2010-11-24 Bayer CropScience AG Halogen-substituierte Verbindungen als Pestizide
CN106396165A (zh) * 2016-06-30 2017-02-15 无锡龙盈环保科技有限公司 一种甲鱼养殖废水处理工艺及装置
CN110127869A (zh) * 2019-06-17 2019-08-16 黑龙江益瑞化工有限公司 一种环保型采油用中性阻垢缓蚀剂及其制备方法
CN113083218A (zh) * 2021-04-13 2021-07-09 华南师范大学 一种改性海泡石及其制备方法和应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2253617A1 (de) * 2009-05-20 2010-11-24 Bayer CropScience AG Halogen-substituierte Verbindungen als Pestizide
CN106396165A (zh) * 2016-06-30 2017-02-15 无锡龙盈环保科技有限公司 一种甲鱼养殖废水处理工艺及装置
CN110127869A (zh) * 2019-06-17 2019-08-16 黑龙江益瑞化工有限公司 一种环保型采油用中性阻垢缓蚀剂及其制备方法
CN113083218A (zh) * 2021-04-13 2021-07-09 华南师范大学 一种改性海泡石及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN114130366A (zh) 2022-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107176702B (zh) 一种强化硫自养反硝化过程同步脱氮除磷的污水处理方法
CN110801811B (zh) Mg/Fe氧化物修饰的生物炭纳米复合材料及其制备方法
CN110813237B (zh) Mg/Fe氧化物修饰的生物炭纳米复合材料在去除抗生素中的应用
CN110577336B (zh) 一种水产养殖尾水强化絮凝的无害化处理方法
CN111137969B (zh) 生物滤池填料的制备方法和曝气生物滤池
CN105906169B (zh) 处理谷氨酸钠发酵污水的生物制剂
CN115304169B (zh) 一种菌藻共生体系及其处理生活污水的方法和装置
CN114751520B (zh) 一种利用真菌微藻共生系统处理氨糖加工废水的方法
CN113912182A (zh) 一种植物基固液混合碳源的应用
CN114130366B (zh) 一种水产水质改良剂及其制备方法
CN105833832B (zh) 一种用于治理谷氨酸发酵污水的生化制剂
CN1270799C (zh) 含锌抗生素菌渣的处理方法
CN112744916A (zh) 同步硝化反硝化生物载体耦合系统处理受污染水体的方法
CN116589130A (zh) 一种水产养殖用海水的净化处理方法
CN116177696A (zh) 一种养殖水体净化剂及其制备方法与应用
CN112266074B (zh) 一种镁盐改性生物质炭强化异养硝化-好氧反硝化菌株脱氮的方法
CN108314179A (zh) 强化活性污泥去除污水氮磷和难降解有毒有机物的方法
CN113913482A (zh) 一种植物基固液混合碳源及其制备方法
CN110182948B (zh) 基于活性污泥发酵物的污水生物处理方法
CN113845207A (zh) 一种纤维素磁性载体及其制备方法、含有该载体的厌氧颗粒污泥及其制备方法
CN117263402B (zh) 一种基于硝化细菌的污水处理剂及其制备方法
CN117326702B (zh) 一种柠檬酸组合物生物质碳源及其制备方法
CN117844642B (zh) 一种藻-菌协同净化餐厨污水的方法
CN110104895B (zh) 一种啤酒废水的处理方法
CN108546662A (zh) 采用分别固定化的硝化菌群-芽孢杆菌联合处理养殖废水的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant