CN117089543A - 一种水处理菌剂及其在水产养殖废水处理中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水处理菌剂及其在水产养殖废水处理中的应用，属于微生物菌剂技术领域，具体涉及在EDC·HCl和NHS的条件下，由N‑(3‑氨基丙基)二乙醇胺对海藻酸钠进行改性，制备得到海藻酸钠衍生物，然后由海藻酸钠衍生物与海藻酸钠、光合细菌浓缩液复合，再滴入氯化钙溶液中，制备得到凝胶型的水处理菌剂，本发明中海藻酸钠衍生物与海藻酸钠需要在合理的范围内使用，得到的水处理菌剂可以应用于水产养殖废水的处理中。本发明制备得到的水处理菌剂的细菌负载率高，应用于水产养殖废水处理中后，氨氮去除率高。
Description
技术领域
本发明属于微生物菌剂技术领域，具体涉及一种水处理菌剂及其在水产养殖废水处理中的应用。
背景技术
近年来，随着水产养殖业的迅速发展，水产养殖单位产量增幅较快，投入品也随之增多，造成水质污染严重，特别是养殖后期，水体中有机物、氨及亚硝酸盐含量偏高，严重影响了养殖品的生长。在养殖水体中使用光合细菌后，可降解水体中的残存饵料、粪便及其它有机物，并通过吸收利用水体中的氨、亚硝酸盐、硫化氢等有害物质，促进有机物的循环，起到改良水质的作用，为水产养殖品的生长营造优良环境。
水产养殖废水处理方法主要有物理处理法、化学处理法、物理化学处理法、生物处理法。理化处理方法能耗高，容易引起二次污染，而生物处理法见效慢，处理效果波动大。光合细菌是具有原始光能合成体系的原核生物的总称，是一类以光作为能源、能在厌氧光照或好氧黑暗条件下利用自然界中的有机物、硫化物、氨等作为供氢体兼碳源进行光合作用的微生物。在水产养殖中使用光合细菌，能够快速降解水中氨氮、亚硝酸盐和硫化氢等有害物质，调节pH 值；有效分解水中残饵、粪便、动植物尸体等有机物。净化水质；可促进有益藻类的繁殖生长，维持藻相平衡，防止有害藻类过度繁殖；有利于养殖品的消化吸收，提高机体免疫功能，促进其健康生长。光合细菌的诸多特性，使其在水产养殖中有着广阔的应用前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种细菌负载率高、可以高效去除氨氮的水处理菌剂及其在水产养殖废水处理中的应用。
本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：
一种水处理菌剂，包括：由海藻酸钠和海藻酸钠衍生物在钙元素作用下形成凝胶基体；以及负载于凝胶基体中的光合细菌；海藻酸钠衍生物中具有N-(3-氨基丙基)二乙醇胺基团，海藻酸钠衍生物占海藻酸钠的5-30wt%。本发明由海藻酸钠和海藻酸钠衍生物在钙元素的结合作用下形成多孔交联的网状凝胶结构，并且在凝胶结构中负载光合细菌，因此，本发明方法制备得到的水处理菌剂与网状凝胶结构相关，而经过探索，发现在制备网状凝胶结构时，其组分及其特定使用量下，得到的水处理菌剂对光合细菌的负载效果好，并且在应用于水产养殖废水处理中时，对氨氮的去除效果好。
优选地，光合细菌为沼泽红假单胞菌；或，水处理菌剂的细菌负载率为80%以上；或，钙元素源自氯化钙。
本发明公开了上述一种水处理菌剂在水产养殖废水和/或氨氮污水中的用途。
本发明公开了一种水处理菌剂的制备方法，包括：由海藻酸钠和N-(3-氨基丙基)二乙醇胺进行反应制备得到海藻酸钠衍生物；然后由海藻酸钠、海藻酸钠衍生物和光合细菌浓缩液混合加入水中，然后滴加入含有钙元素的溶液中，制备得到水处理菌剂；海藻酸钠衍生物的使用量为海藻酸钠的5-30wt%。
优选地，海藻酸钠衍生物制备中使用EDC·HCl和NHS；或，海藻酸钠衍生物制备中，N-(3-氨基丙基)二乙醇胺的使用量为海藻酸钠的10-20wt%；或，光合细菌为沼泽红假单胞菌，光合细菌浓缩液的浓度为10-30g/L；或，光合细菌浓缩液的使用量为海藻酸钠的8-150wt%。
更优选地，EDC·HCl的使用量为海藻酸钠的100-200wt%；或，NHS的使用量为海藻酸钠的150-300wt%。
优选地，钙元素源自氯化钙；或，水处理菌剂为球形状凝胶。
优选地，海藻酸钠衍生物的制备中，将海藻酸钠加入蒸馏水中，然后加入EDC·HCl和NHS，调节pH至5-6，在20-40℃下搅拌处理0.5-3h，然后加入N-(3-氨基丙基)二乙醇胺，在氮气氛围下搅拌反应12-48h，反应完成后，透析，冷冻干燥，得到海藻酸钠衍生物。
更优选地，海藻酸钠衍生物的制备中，海藻酸钠的使用量为蒸馏水的2-10wt%。
更优选地，海藻酸钠衍生物的制备中，EDC·HCl的使用量为海藻酸钠的100-200wt%。
更优选地，海藻酸钠衍生物的制备中，NHS的使用量为海藻酸钠的150-300wt%。
更优选地，海藻酸钠衍生物的制备中，N-(3-氨基丙基)二乙醇胺的使用量为海藻酸钠的10-20wt%。
优选地，水处理菌剂的制备中，将海藻酸钠、海藻酸钠衍生物和光合细菌浓缩液加入蒸馏水中混合，然后滴加入氯化钙溶液中，在20-40℃下固化5-30min，然后将聚合成型的凝胶取出，去离子水清洗，得到水处理菌剂。
更优选地，水处理菌剂的制备中，海藻酸钠的使用量为蒸馏水的8-200wt%。
更优选地，水处理菌剂的制备中，海藻酸钠衍生物的使用量为海藻酸钠的5-30wt%。
更优选地，水处理菌剂的制备中，光合细菌为沼泽红假单胞菌，光合细菌浓缩液的浓度为10-30g/L，光合细菌在光照条件下通过现有技术培养，光合细菌浓缩液的使用量为海藻酸钠的8-150wt%。
更优选地，水处理菌剂的制备中，氯化钙溶液中氯化钙的含量为1-5wt%，氯化钙溶液的使用量为适量。
优选地，水处理菌剂制备中还可以加入单宁酸衍生物，单宁酸衍生物的使用量为海藻酸钠的3-9wt%。本发明发现水处理菌剂的性能与网状凝胶结构相关，在对水处理菌剂的制备过程中加入单宁酸衍生物，可以改善水处理菌剂的网状凝胶结构，在其结构与负载光合细菌的作用下，发现制备的水处理菌剂的细菌负载率进一步提高，并且可以提高水产养殖废水中氨氮的去除效果。
更优选地，单宁酸衍生物的制备中，将单宁酸加入蒸馏水中，调节pH至中性，然后在40-60℃下加入衍生剂，搅拌反应1-3h，反应过程中控制pH为中性，然后在60-80℃下反应2-8h，反应完成后，得到单宁酸衍生物。
更优选地，单宁酸衍生物的制备中，单宁酸的使用量为蒸馏水的3-12wt%。
更优选地，单宁酸衍生物的制备中，衍生剂为N,N-二乙基氯乙酰胺，衍生剂的使用量为单宁酸的6-18wt%。
本发明公开了一种水产养殖废水的处理方法，包括：采用模块化处理系统对水产养殖废水进行处理；模块化处理系统中包含生物反应器，生物反应器内加入上述水处理菌剂。
优选地，模块化处理系统中还包括预处理模块和/或太阳能光热处理模块。
更优选地，预处理模块中使用活性炭、石英砂、细格栅或超滤膜；或，生物反应器内水处理菌剂填充率为10-30%；或，太阳能光热处理模块处理后的养殖废水的温度为20-40℃。
优选地，模块化处理系统包括养殖废水的预处理、太阳能光热处理、微生物处理和检测处理。
优选地，养殖废水的预处理中，对水产养殖废水进行预处理，去除大部分固体悬浮物和部分有机物；预处理中采用活性炭、石英砂、细格栅或超滤膜技术处理；
优选地，太阳能光热处理中，将经过预处理的养殖废水经太阳能光热系统处理，得到具有稳定温度的养殖废水；太阳能光热系统为槽式集热器，包括安装在钢结构支架的槽式反光镜和真空集热管，并由传动控制系统控制。槽式反光镜是在玻璃基层上依次涂装银反射层、铜保护层、底漆涂层、中漆涂层和白色面漆涂层。真空集热管产生的换热介质为≤400℃，介质可以采用导热油也可直接用水。太阳能光热处理后的养殖废水的温度为20-40℃。
优选地，微生物处理中，将经太阳能光热处理后的具有稳定温度的养殖废水通入含有水处理菌剂的生物反应器内，然后进行光合细菌处理，生物反应器内水处理菌剂填充率为10-30%，保持每天6-12h光照，水力停留时间维持在12-48h。水处理菌剂为球形状凝胶。
优选地，检测处理中，对微生物处理后的出水进行检测，如达到排放标准，则进行排放，如未达到排放标准，则回流再次进行处理直到达标。
本发明由于采用了存在EDC·HCl和NHS的条件，由N-(3-氨基丙基)二乙醇胺对海藻酸钠进行改性，制备得到海藻酸钠衍生物，然后由海藻酸钠衍生物与海藻酸钠、光合细菌浓缩液复合，再滴入氯化钙溶液中，制备得到凝胶型的水处理菌剂，本发明中海藻酸钠衍生物与海藻酸钠需要在合理的范围内使用，得到的水处理菌剂可以应用于水产养殖废水的处理中，因而具有如下有益效果：水处理菌剂的细菌负载率高，应用于水产养殖废水处理中后，氨氮去除率高。因此，本发明是一种细菌负载率高、可以高效去除氨氮的水处理菌剂及其在水产养殖废水处理中的应用。
附图说明
图1为电镜图；
图2为细菌负载率图；
图3为氨氮去除率图。
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：
实施例1：一种水处理菌剂的制备方法
海藻酸钠衍生物的制备：将海藻酸钠加入蒸馏水中，然后加入EDC·HCl和NHS，调节pH至5，在30℃下搅拌处理2h，然后加入N-(3-氨基丙基)二乙醇胺，在氮气氛围下搅拌反应24h，反应完成后，透析，冷冻干燥，得到海藻酸钠衍生物。蒸馏水的使用量为100g，海藻酸钠的使用量为5g，EDC·HCl的使用量为7.5g，NHS的使用量为10g，N-(3-氨基丙基)二乙醇胺的使用量为0.7g。
水处理菌剂的制备：将海藻酸钠、海藻酸钠衍生物和光合细菌浓缩液加入蒸馏水中混合，然后滴加入氯化钙溶液中，在30℃下固化20min，然后将聚合成型的凝胶取出，去离子水清洗，得到水处理菌剂。蒸馏水的使用量为100g，海藻酸钠的使用量为100g，海藻酸钠衍生物的使用量为10g，光合细菌为沼泽红假单胞菌，光合细菌浓缩液的浓度为20g/L，光合细菌在光照条件下通过现有技术培养，光合细菌浓缩液的使用量为100g。氯化钙溶液中氯化钙的含量为2wt%，氯化钙溶液的使用量为适量。
实施例2：一种水处理菌剂的制备方法
本实施例与实施例1相比，不同之处在于海藻酸钠衍生物的制备。
海藻酸钠衍生物的制备：将海藻酸钠加入蒸馏水中，然后加入EDC·HCl和NHS，调节pH至5，在30℃下搅拌处理2h，然后加入N-(3-氨基丙基)二乙醇胺，在氮气氛围下搅拌反应24h，反应完成后，透析，冷冻干燥，得到海藻酸钠衍生物。蒸馏水的使用量为100g，海藻酸钠的使用量为5g，EDC·HCl的使用量为7.5g，NHS的使用量为10g，N-(3-氨基丙基)二乙醇胺的使用量为0.9g。
实施例3：一种水处理菌剂的制备方法
本实施例与实施例1相比，不同之处在于水处理菌剂的制备。
水处理菌剂的制备：将海藻酸钠、海藻酸钠衍生物和光合细菌浓缩液加入蒸馏水中混合，然后滴加入氯化钙溶液中，在30℃下固化20min，然后将聚合成型的凝胶取出，去离子水清洗，得到水处理菌剂。蒸馏水的使用量为100g，海藻酸钠的使用量为100g，海藻酸钠衍生物的使用量为20g，光合细菌为沼泽红假单胞菌，光合细菌浓缩液的浓度为20g/L，光合细菌在光照条件下通过现有技术培养，光合细菌浓缩液的使用量为100g。氯化钙溶液中氯化钙的含量为2wt%，氯化钙溶液的使用量为适量。
实施例4：一种水处理菌剂的制备方法
本实施例与实施例1相比，不同之处在于水处理菌剂的制备。
单宁酸衍生物的制备：将单宁酸加入蒸馏水中，调节pH至中性，然后在50℃下加入衍生剂，搅拌反应2h，反应过程中控制pH为中性，然后在70℃下反应5h，反应完成后，得到单宁酸衍生物。蒸馏水的使用量为100g，单宁酸的使用量为8g，衍生剂为N,N-二乙基氯乙酰胺，衍生剂的使用量为0.8g。
水处理菌剂的制备：将海藻酸钠、海藻酸钠衍生物、单宁酸衍生物和光合细菌浓缩液加入蒸馏水中混合，然后滴加入氯化钙溶液中，在30℃下固化20min，然后将聚合成型的凝胶取出，去离子水清洗，得到水处理菌剂。蒸馏水的使用量为100g，海藻酸钠的使用量为100g，海藻酸钠衍生物的使用量为10g，单宁酸衍生物的使用量为6g，光合细菌为沼泽红假单胞菌，光合细菌浓缩液的浓度为20g/L，光合细菌在光照条件下通过现有技术培养，光合细菌浓缩液的使用量为100g。氯化钙溶液中氯化钙的含量为2wt%，氯化钙溶液的使用量为适量。
实施例5：一种水处理菌剂的制备方法
本实施例与实施例2相比，不同之处在于水处理菌剂的制备。
单宁酸衍生物的制备：将单宁酸加入蒸馏水中，调节pH至中性，然后在50℃下加入衍生剂，搅拌反应2h，反应过程中控制pH为中性，然后在70℃下反应5h，反应完成后，得到单宁酸衍生物。蒸馏水的使用量为100g，单宁酸的使用量为8g，衍生剂为N,N-二乙基氯乙酰胺，衍生剂的使用量为0.8g。
水处理菌剂的制备：将海藻酸钠、海藻酸钠衍生物、单宁酸衍生物和光合细菌浓缩液加入蒸馏水中混合，然后滴加入氯化钙溶液中，在30℃下固化20min，然后将聚合成型的凝胶取出，去离子水清洗，得到水处理菌剂。蒸馏水的使用量为100g，海藻酸钠的使用量为100g，海藻酸钠衍生物的使用量为10g，单宁酸衍生物的使用量为6g，光合细菌为沼泽红假单胞菌，光合细菌浓缩液的浓度为20g/L，光合细菌在光照条件下通过现有技术培养，光合细菌浓缩液的使用量为100g。氯化钙溶液中氯化钙的含量为2wt%，氯化钙溶液的使用量为适量。
实施例6：一种水处理菌剂的制备方法
本实施例与实施例3相比，不同之处在于水处理菌剂的制备。
单宁酸衍生物的制备：将单宁酸加入蒸馏水中，调节pH至中性，然后在50℃下加入衍生剂，搅拌反应2h，反应过程中控制pH为中性，然后在70℃下反应5h，反应完成后，得到单宁酸衍生物。蒸馏水的使用量为100g，单宁酸的使用量为8g，衍生剂为N,N-二乙基氯乙酰胺，衍生剂的使用量为0.8g。
水处理菌剂的制备：将海藻酸钠、海藻酸钠衍生物、单宁酸衍生物和光合细菌浓缩液加入蒸馏水中混合，然后滴加入氯化钙溶液中，在30℃下固化20min，然后将聚合成型的凝胶取出，去离子水清洗，得到水处理菌剂。蒸馏水的使用量为100g，海藻酸钠的使用量为100g，海藻酸钠衍生物的使用量为20g，单宁酸衍生物的使用量为6g，光合细菌为沼泽红假单胞菌，光合细菌浓缩液的浓度为20g/L，光合细菌在光照条件下通过现有技术培养，光合细菌浓缩液的使用量为100g。氯化钙溶液中氯化钙的含量为2wt%，氯化钙溶液的使用量为适量。
实施例7：一种水产养殖废水的处理方法
养殖废水的预处理：对水产养殖废水进行预处理，去除大部分固体悬浮物和部分有机物；预处理中采用活性炭处理；
太阳能光热处理：将经过预处理的养殖废水经太阳能光热系统处理，得到具有稳定温度的养殖废水；太阳能光热系统为槽式集热器，包括安装在钢结构支架的槽式反光镜和真空集热管，并由传动控制系统控制。槽式反光镜是在玻璃基层上依次涂装银反射层、铜保护层、底漆涂层、中漆涂层和白色面漆涂层。真空集热管产生的换热介质为水。太阳能光热处理后的养殖废水的温度为30℃。
微生物处理：将经太阳能光热处理后的具有稳定温度的养殖废水通入含有水处理菌剂的生物反应器内，然后进行光合细菌处理，生物反应器内水处理菌剂填充率为20%，保持每天12h光照，水力停留时间维持在24h。水处理菌剂为球形状凝胶。水处理菌剂来自实施例1。
检测处理：对微生物处理后的出水进行检测，如达到排放标准，则进行排放，如未达到排放标准，则回流再次进行处理直到达标。
在按实施例7的方法对水产养殖废水进行处理时，水处理菌剂还可选自实施例1-6中任一种。
对比例1：一种水处理菌剂的制备方法
本对比例与实施例1相比，不同之处在于水处理菌剂的制备。
水处理菌剂的制备中，不同之处仅在于，将海藻酸钠衍生物全部替换为海藻酸钠。
对比例2：一种水处理菌剂的制备方法
本对比例与实施例1相比，不同之处在于水处理菌剂的制备。
水处理菌剂的制备中，不同之处仅在于，海藻酸钠衍生物的使用量为海藻酸钠的3wt%。
对比例3：一种水处理菌剂的制备方法
本对比例与实施例1相比，不同之处在于水处理菌剂的制备。
水处理菌剂的制备中，不同之处仅在于，海藻酸钠衍生物的使用量为海藻酸钠的33wt%。
对比例4：一种水处理菌剂的制备方法
本对比例与实施例1相比，不同之处在于水处理菌剂的制备。
水处理菌剂的制备中，不同之处仅在于，将海藻酸钠全部替换为海藻酸钠衍生物。
对比例5：一种水处理菌剂的制备方法
本对比例与实施例1相比，不同之处在于海藻酸钠衍生物的制备。
海藻酸钠衍生物的制备中，不同之处仅在于，N-(3-氨基丙基)二乙醇胺的使用量为海藻酸钠的5wt%。
对比例6：一种水处理菌剂的制备方法
本对比例与实施例1相比，不同之处在于海藻酸钠衍生物的制备。
海藻酸钠衍生物的制备中，不同之处仅在于，N-(3-氨基丙基)二乙醇胺的使用量为海藻酸钠的25wt%。
试验例：
本发明对实施例1制备得到的水处理菌剂的凝胶微观结构采用SEM进行了观察，其结果如图1所示，水处理菌剂上存在形状不规则的多孔结构，并且具有多孔网络结构，在负载光合细菌时，其结构可以影响细菌负载率，并在应用到养殖废水处理中时，水处理菌剂的结构及与其负载的光合细菌结合作用，影响水处理效果。
按本发明方法制备水处理菌剂时，最终形成负载有光合细菌的凝胶，因此，溶液中光合细菌通过现有方法进行细胞数量的测试，根据未负载使用的光合细菌浓缩液中的细胞数量，通过计算，得到凝胶中光合细菌的细菌负载率，结果如图2所示，其中，S1为实施例1，S2为实施例2，S3为实施例3，S4为实施例4，S5为实施例5，S6为实施例6，D1为对比例1，D2为对比例2，D3为对比例3，D4为对比例4，D5为对比例5，D6为对比例6，本发明的制备方法中，在EDC·HCl和NHS的作用下，由N-(3-氨基丙基)二乙醇胺对海藻酸钠进行改性，制备得到海藻酸钠衍生物，然后由海藻酸钠衍生物与海藻酸钠、光合细菌浓缩液复合，再滴入氯化钙溶液中，制备得到凝胶型的水处理菌剂，本发明方法制备得到的水处理菌剂的细菌负载率好，在水处理菌剂的制备中，如果海藻酸钠衍生物的使用量在本发明的范围内，其使用量越高，则得到的水处理菌剂的细菌负载率越高；如果海藻酸钠衍生物的使用量不在本发明的范围内，且海藻酸钠衍生物的使用量过少的情况下，则得到的水处理菌剂的细菌负载率低；而如果海藻酸钠衍生物的使用量过高，则得到的水处理菌剂的细菌负载率同样低；在制备海藻酸钠衍生物的过程中，N-(3-氨基丙基)二乙醇胺的使用量也较为关键，如果N-(3-氨基丙基)二乙醇胺的使用量过少，则海藻酸钠衍生物无法有效与海藻酸钠复合，并进一步无法更好的负载光合细菌；如果N-(3-氨基丙基)二乙醇胺的使用量过多，则海藻酸钠衍生物与海藻酸钠的复合后，无法较好的负载光合细菌；在合理的N-(3-氨基丙基)二乙醇胺的使用范围内，最终制得的水处理菌剂的细菌负载率佳；在制备水处理菌剂的过程中，将海藻酸钠全部替换为海藻酸钠衍生物后，则得到的水处理菌剂的细菌负载率差；进一步地，还可以由N,N-二乙基氯乙酰胺对单宁酸进行改性，得到单宁酸衍生物，在由海藻酸钠衍生物与海藻酸钠、光合细菌浓缩液复合时，将单宁酸衍生物加入溶液中，制成含有单宁酸衍生物的凝胶型水处理菌剂，提高水处理菌剂的细菌负载率。
本发明按实施例7的方法对制备得到的水处理菌剂在实际养殖废水中的处理效果进行了测试，实际养殖废水中氨氮含量为304mg/L，经本发明方法的处理方法处理5d后，氨氮去除率的结果如图3所示，其中，S71为实施例1中的水处理菌剂应用于实施例7中，S72为实施例2中的水处理菌剂应用于实施例7中，S73为实施例3中的水处理菌剂应用于实施例7中，S74为实施例4中的水处理菌剂应用于实施例7中，S75为实施例5中的水处理菌剂应用于实施例7中，S76为实施例6中的水处理菌剂应用于实施例7中，D71为对比例1中的水处理菌剂应用于实施例7中，D72为对比例2中的水处理菌剂应用于实施例7中，D73为对比例3中的水处理菌剂应用于实施例7中，D74为对比例4中的水处理菌剂应用于实施例7中，D75为对比例5中的水处理菌剂应用于实施例7中，D76为对比例6中的水处理菌剂应用于实施例7中，本发明的制备方法中，在EDC·HCl和NHS的作用下，由N-(3-氨基丙基)二乙醇胺对海藻酸钠进行改性，制备得到海藻酸钠衍生物，然后由海藻酸钠衍生物与海藻酸钠、光合细菌浓缩液复合，再滴入氯化钙溶液中，制备得到凝胶型的水处理菌剂，然后再将该水处理菌剂应用于水产养殖废水的处理，本发明的水产养殖废水的处理方法可以高效去除氨氮，在水处理菌剂的制备中，如果海藻酸钠衍生物的使用量在本发明的范围内，其使用量越高，则得到的水处理菌剂对水产养殖废水的处理效果越好；如果海藻酸钠衍生物的使用量不在本发明的范围内，且海藻酸钠衍生物的使用量过少的情况下，则得到的水处理菌剂对水产养殖废水的处理效果差；而如果海藻酸钠衍生物的使用量过高，则得到的水处理菌剂对水产养殖废水的处理效果同样差；在制备海藻酸钠衍生物的过程中，N-(3-氨基丙基)二乙醇胺的使用量也较为关键，如果N-(3-氨基丙基)二乙醇胺的使用量过少，则得到的水处理菌剂对水产养殖废水的处理效果差；如果N-(3-氨基丙基)二乙醇胺的使用量过多，则得到的水处理菌剂对水产养殖废水的处理效果同样差；在合理的N-(3-氨基丙基)二乙醇胺的使用范围内，最终制得的水处理菌剂得到的水处理菌剂对水产养殖废水的处理效果差佳；在制备水处理菌剂的过程中，将海藻酸钠全部替换为海藻酸钠衍生物后，则得到的水处理菌剂得到的水处理菌剂对水产养殖废水的处理效果差；进一步地，还可以由N,N-二乙基氯乙酰胺对单宁酸进行改性，得到单宁酸衍生物，在由海藻酸钠衍生物与海藻酸钠、光合细菌浓缩液复合时，将单宁酸衍生物加入溶液中，制成含有单宁酸衍生物的凝胶型水处理菌剂，提高水处理菌剂得到的水处理菌剂对水产养殖废水的处理效果。
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 (10)
1.一种水处理菌剂，包括：由海藻酸钠和海藻酸钠衍生物在钙元素作用下形成凝胶基体；以及负载于凝胶基体中的光合细菌；所述海藻酸钠衍生物中具有N-(3-氨基丙基)二乙醇胺基团，海藻酸钠衍生物占海藻酸钠的5-30wt%。
2.根据权利要求1所述的一种水处理菌剂，其特征是：所述光合细菌为沼泽红假单胞菌；或，所述水处理菌剂的细菌负载率为80%以上；或，所述钙元素源自氯化钙。
3.权利要求1所述的一种水处理菌剂在水产养殖废水和/或氨氮污水中的用途。
4.一种水处理菌剂的制备方法，包括：由海藻酸钠和N-(3-氨基丙基)二乙醇胺进行反应制备得到海藻酸钠衍生物；然后由海藻酸钠、海藻酸钠衍生物和光合细菌浓缩液混合加入水中，然后滴加入含有钙元素的溶液中，制备得到水处理菌剂；所述海藻酸钠衍生物的使用量为海藻酸钠的5-30wt%。
5.根据权利要求4所述的一种水处理菌剂的制备方法，其特征是：所述海藻酸钠衍生物制备中使用EDC·HCl和NHS；或，所述海藻酸钠衍生物制备中，N-(3-氨基丙基)二乙醇胺的使用量为海藻酸钠的10-20wt%；或，所述光合细菌为沼泽红假单胞菌，光合细菌浓缩液的浓度为10-30g/L；或，所述光合细菌浓缩液的使用量为海藻酸钠的8-150wt%。
6.根据权利要求5所述的一种水处理菌剂的制备方法，其特征是：所述EDC·HCl的使用量为海藻酸钠的100-200wt%；或，NHS的使用量为海藻酸钠的150-300wt%。
7.根据权利要求4所述的一种水处理菌剂的制备方法，其特征是：所述钙元素源自氯化钙；或，所述水处理菌剂为球形状凝胶。
8.一种水产养殖废水的处理方法，包括：采用模块化处理系统对水产养殖废水进行处理；所述模块化处理系统中包含生物反应器，生物反应器内加入权利要求1所述的水处理菌剂。
9.根据权利要求8所述的一种水产养殖废水的处理方法，其特征是：所述模块化处理系统中还包括预处理模块和/或太阳能光热处理模块。
10.根据权利要求9所述的一种水产养殖废水的处理方法，其特征是：所述预处理模块中使用活性炭、石英砂、细格栅或超滤膜；或，所述生物反应器内水处理菌剂填充率为10-30%；或，所述太阳能光热处理模块处理后的养殖废水的温度为20-40℃。
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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