[發(fā)明專利]一種去除水體中硝酸鹽的納米化生物制劑的制備方法及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910179985.1
• 申請日: 2019-03-11
• 公開（公告）號: CN109912043B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邵雅璐;張洪維
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34;C02F11/02;C02F101/16
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 許蓮英

本發(fā)明將EM菌技術(shù)和納米技術(shù)相結(jié)合，公開了一種去除水體中硝酸鹽的納米化生物制劑的制備方法及其應(yīng)用，屬于水體修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域。通過將EM進行馴化和復(fù)壯，復(fù)壯液再與具有絮凝效應(yīng)的聚合硫酸鐵、黃腐酸和硫酸鈣復(fù)配，并將復(fù)配液固定化于由活化麥飯石、納米金屬材料及高嶺土等材料制成的多孔載體上，制成納米化生物制劑。制備步驟為：EM的馴化及復(fù)壯液的制備；絮凝劑的制備；EM菌?絮凝劑復(fù)配液的制備；固定化載體的制備；納米化生物制劑的制備。制得的納米化生物制劑中的微生物活性高，通過異養(yǎng)生物反硝化和化學(xué)反硝化作用去除水產(chǎn)養(yǎng)殖水體中的硝酸鹽，可達到95.3％的去除率，對水體中總氮、總磷、COD及淤泥也具有降解作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水體修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種去除水體中硝酸鹽的納米化生物制劑的制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

高密度水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中，需向水體投加大量的飼料供水生動物生長，飼料殘渣腐解以及水生動物的代謝產(chǎn)物會造成水體中COD升高和溶解氧降低，且水體中微生物的氨化和硝化作用使飼料中的蛋白質(zhì)、氨基酸生成NO₃^--N和NO₂^--N等物質(zhì)，如果養(yǎng)殖水體中的有機物、NO₃^--N、NO₂^--N等物質(zhì)濃度過高，會導(dǎo)致水產(chǎn)養(yǎng)殖水體水環(huán)境的惡化，影響水生動物的健康生長。

經(jīng)常向水產(chǎn)養(yǎng)殖水體定向添加可以降解有機物的液態(tài)微生物制劑，或者具有反硝化作用的微生物制劑，雖然可以有效降低污染程度，但是添加到水體中的液態(tài)微生物制劑，在其自體生長繁殖的生命周期中會自然死亡或者不適應(yīng)環(huán)境而死亡，破解的菌體會再次將各種有機物釋放到水體中。微生物制劑的代謝作用易受菌株四周水體中有機物、NO₃^--N或者NO₂^--N的濃度影響，導(dǎo)致其對水體凈化的速度較為緩慢。

水產(chǎn)養(yǎng)殖水體中積累的有機物、NO₃^--N和NO₂^--N等物質(zhì)如能和微生物制劑密切接觸，將有利于污染物的降解。目前，利用固定化微生物技術(shù)進行水產(chǎn)養(yǎng)殖污水處理的研究在國內(nèi)外已有較多報道，應(yīng)用較多的載體材料為活性炭、竹炭、沸石粉、PVC、底泥等，如用竹炭及活性炭吸附方法固定反硝化菌來處理含氮污水等。這些研究雖然取得了一定的效果，但仍存在不足，如所用菌種單一、穩(wěn)定性差，容易死亡，固定化材料存在諸如比重大、流態(tài)化能耗高、孔隙率低、比表面積小、吸附能力差、使用成本高、加工工藝復(fù)雜等缺點。

固定化微生物效果與所用載體的特性密切相關(guān)，良好的載體不僅能大大提高其中的微生物濃度和數(shù)量，而且微生物的活性較強。載體對微生物的吸附能力取決于它的比表面積、孔隙結(jié)構(gòu)及表面特性等。綜上可知，選擇適宜的微生物及其載體在利用固定化微生物技術(shù)去除水產(chǎn)養(yǎng)殖水體里的硝酸鹽中相當重要。因此，通過生物馴化和復(fù)壯技術(shù)，固定化于科學(xué)配伍的納米化載體中，通過提升異養(yǎng)反硝化和化學(xué)反硝化的效率將水產(chǎn)養(yǎng)殖水體中的硝酸鹽等污染物得以去除，能夠有效避免水產(chǎn)養(yǎng)殖污水大量排放或換水導(dǎo)致的對周圍水體的污染，對防控農(nóng)業(yè)面源污染和保護水體生態(tài)環(huán)境意義重大。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對高密度水產(chǎn)養(yǎng)殖引發(fā)的硝酸鹽污染和水質(zhì)惡化問題，運用微生物定向馴化和復(fù)配技術(shù)與固定化載體納米化技術(shù)相結(jié)合的方式，在實驗的基礎(chǔ)上研制了一種納米化生物制劑，該產(chǎn)品能有效去除水產(chǎn)養(yǎng)殖污水中的硝酸鹽，對總氮、COD等污染物質(zhì)及底泥的去除效果也十分顯著。

技術(shù)方案：為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明提供了一種納米化生物制劑的制備方法。具體技術(shù)方案是：

一種去除水體中硝酸鹽的納米化生物制劑的制備方法，包括如下步驟：