公布日：2023.12.05
申請日：2023.09.25
分類號：B01J20/06(2006.01)I;B01J20/30(2006.01)I;C02F1/28(2023.01)I;B09C1/10(2006.01)I;B09C1/00(2006.01)I;C02F101/10(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種處理含高氮磷污染廢水材料還田利用方法，包括以下步驟：S1、廢棄貝殼回收處理，制備脫氮除磷的高效吸附劑；S2、將制備的吸附劑對氮和磷進行吸附處理及檢測；S3、將吸附后的材料與微生物混合；S4、將混合物進行還田施用并對土壤進行測定。本發(fā)明通過將廢棄貝殼進行清理烘干并破碎研磨成粉末，并混合菱鎂石和硝酸鑭制得摻鎂鑭燒制貝殼粉吸附劑，對于氮、磷具有較高的吸附能力，從而可以用于含高氮、磷廢水處理的高效吸附劑使用，并利用吸附后的材料與微生物組合使用，提高稻田土壤對無機及有機磷的利用效率，便于進行還田利用，使得貝殼具有較高的經(jīng)濟價值，實現(xiàn)廢棄物的資源化利用。
權(quán)利要求書
1.一種處理含高氮磷污染廢水材料還田利用方法，其特征在于，包括以下步驟：S1、廢棄貝殼回收處理，制備脫氮除磷的高效吸附劑；S2、將制備的吸附劑對氮和磷進行吸附處理及檢測；S3、將吸附后的材料與微生物混合；S4、將混合物進行還田施用并對土壤進行測定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理含高氮磷污染廢水材料還田利用方法，其特征在于，在步驟S1中，所述廢棄貝殼處理并制備脫氮除磷的高效吸附劑包括以下步驟：S11、將廢棄貝殼進行收集并用自來水清洗干凈，將清洗干凈的貝殼放入干燥箱中烘干，烘干溫度60-80℃；S12、烘干后的貝殼放入高速粉碎機中粉碎，取得貝殼碎片；S13、將粉碎后的貝殼碎片放入研磨機內(nèi)研磨，并將研磨粉末通過篩網(wǎng)過濾，制備得貝殼粉末；S14、將篩網(wǎng)過濾后的貝殼粉放入球磨罐中，并向球磨罐添加菱鎂石及硝酸鑭，貝殼粉、菱鎂石和硝酸鑭三者質(zhì)量比為3-5:1-2：1；S15、將球磨罐在行星式球磨機中以600rpm的速率，維持研磨2h；S16、球磨后的粉末放入馬弗爐中，在隔絕氧氣的條件下，以10℃/min的速率開始加熱至700-1000℃，并在700-1000℃下維持2h，加熱完成后樣品冷卻至室溫取出放入密閉容器中，獲得摻鎂鑭燒制貝殼粉吸附劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種處理含高氮磷污染廢水材料還田利用方法，其特征在于，在步驟S11中，所述廢棄貝殼為牡蠣貝殼、蛤蜊貝殼、扇貝貝殼及其他貝類貝殼中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理含高氮磷污染廢水材料還田利用方法，其特征在于，在步驟S2中，所述將制備的吸附劑對氮和磷進行吸附處理及檢測包括以下步驟：S21、取一玻璃瓶向瓶內(nèi)加入100ml的1g/LNH4NO3和1g/LK2HPO4溶液；S22、取一定量摻鎂鑭燒制貝殼粉放入瓶內(nèi)；S23、將玻璃瓶封口后放入恒溫振蕩器中連續(xù)振蕩12小時，溫度30-35℃，轉(zhuǎn)速150-200rpm/min；S24、檢測摻鎂鑭燒制貝殼粉對氮、磷飽和吸附量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理含高氮磷污染廢水材料還田利用方法，其特征在于，在步驟S3中，所述將吸附后的材料與微生物混合包括以下步驟：S31、將吸附氮、磷后的材料收集；S32、將收集的材料放入攪拌機內(nèi)，并向攪拌機內(nèi)加入微生物，材料與微生物的質(zhì)量比為500-1000：1；S33、啟動攪拌機將材料與微生物攪拌混合，攪拌轉(zhuǎn)速800r/min；S34、取攪拌完成的混合物收集備用。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種處理含高氮磷污染廢水材料還田利用方法，其特征在于，在步驟S32中，所述微生物主要為芽孢桿菌，具體包括枯草芽孢桿菌和解淀粉芽孢桿菌，芽孢桿菌與解淀粉芽孢桿菌質(zhì)量比為1：1。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理含高氮磷污染廢水材料還田利用方法，其特征在于，在步驟S4中，所述將混合物進行還田施用并對土壤進行測定包括以下步驟：S41、將混合物在稻田施用，每畝施用混合物5—10kg；S42、稻田施用混合物30天后測定土壤中的無機磷溶解菌和有機磷礦化菌；S43、通過不施用混合物的稻田作為對照，檢測混合物的施用對稻田土壤效果。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種處理含高氮磷污染廢水材料還田利用方法，以解決上述背景技術(shù)提出的對于貝殼中具有大量碳酸鈣及少量貝殼素，碳酸鈣可用于廢水脫氮除磷，具有較高的回收利用價值，直接焚燒處理造成大量浪費，使得貝殼無法得到充分利用的問題。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種處理含高氮磷污染廢水材料還田利用方法，包括以下步驟：
S1、廢棄貝殼回收處理，制備脫氮除磷的高效吸附劑；
S2、將制備的吸附劑對氮和磷進行吸附處理及檢測；
S3、將吸附后的材料與微生物混合；
S4、將混合物進行還田施用并對土壤進行測定。
優(yōu)選的，在步驟S1中，所述廢棄貝殼處理并制備脫氮除磷的高效吸附劑包括以下步驟：
S11、將廢棄貝殼進行收集并用自來水清洗干凈，將清洗干凈的貝殼放入干燥箱中烘干，烘干溫度60-80℃；
S12、烘干后的貝殼放入高速粉碎機中粉碎，取得貝殼碎片；
S13、將粉碎后的貝殼碎片放入研磨機內(nèi)研磨，并將研磨粉末通過篩網(wǎng)過濾，制備得貝殼粉末；
S14、將篩網(wǎng)過濾后的貝殼粉放入球磨罐中，并向球磨罐添加菱鎂石及硝酸鑭，貝殼粉、菱鎂石和硝酸鑭三者質(zhì)量比為3-5:1-2：1；
S15、將球磨罐在行星式球磨機中以600rpm的速率，維持研磨2h；
S16、球磨后的粉末放入馬弗爐中，在隔絕氧氣的條件下，以10℃/min的速率開始加熱至700-1000℃，并在700-1000℃下維持2h，加熱完成后樣品冷卻至室溫取出放入密閉容器中，獲得摻鎂鑭燒制貝殼粉吸附劑。
優(yōu)選的，在步驟S11中，所述廢棄貝殼為牡蠣貝殼、蛤蜊貝殼、扇貝貝殼及其他貝類貝殼中的一種或多種。
優(yōu)選的，在步驟S2中，所述將制備的吸附劑對氮和磷進行吸附處理及檢測包括以下步驟：
S21、取一玻璃瓶向瓶內(nèi)加入100ml的1g/LNH4NO3和1g/LK2HPO4溶液；
S22、取一定量摻鎂鑭燒制貝殼粉放入瓶內(nèi)；
S23、將玻璃瓶封口后放入恒溫振蕩器中連續(xù)振蕩12小時，溫度30-35℃，轉(zhuǎn)速150-200rpm/min；
S24、檢測摻鎂鑭燒制貝殼粉對氮、磷飽和吸附量。
優(yōu)選的，在步驟S3中，所述將吸附后的材料與微生物混合包括以下步驟：
S31、將吸附氮、磷后的材料收集；
S32、將收集的材料放入攪拌機內(nèi)，并向攪拌機內(nèi)加入微生物，材料與微生物的質(zhì)量比為500-1000：1；
S33、啟動攪拌機將材料與微生物攪拌混合，攪拌轉(zhuǎn)速800r/min；
S34、取攪拌完成的混合物收集備用。
優(yōu)選的，在步驟S32中，所述微生物主要為芽孢桿菌，具體包括枯草芽孢桿菌和解淀粉芽孢桿菌，芽孢桿菌與解淀粉芽孢桿菌質(zhì)量比為1：1。
優(yōu)選的，在步驟S4中，所述將混合物進行還田利用包括以下步驟：
S41、將混合物在稻田施用，每畝施用混合物5—10kg；
S42、稻田施用混合物30天后測定土壤中的無機磷溶解菌和有機磷礦化菌；
S43、通過不施用混合物的稻田作為對照，檢測混合物的施用對稻田土壤效果；其中，土壤基因組抽提方法：使用DNA分離試劑盒提取基因組，按照試劑盒說明書上的操作進行；無機磷溶解菌：pqqC基因主要參與無機磷的溶解作用，作為檢測無機磷溶解菌的標記基因，Primer1：AACCGCTTCTACTACCAG，Primer2：GCGAACAGCTCGGTCAG；有機磷礦化菌：phoD基因參與有機磷礦化，作為檢測有機磷礦化菌的標記基因，Primer1：CAGTGGGACGACCACGAGGT，Primer2：GAGGCCGATCGGCATGTCG；聚合酶鏈反應(yīng)在94℃預(yù)變性4分鐘，在94°C下變性35秒，52℃下變性35秒，72℃下變性持續(xù)30秒，共35個周期；最后在72℃延長8分鐘。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
本方法中通過將廢棄貝殼進行清理烘干并破碎研磨成粉末，并混合菱鎂石和硝酸鑭制得摻鎂鑭燒制貝殼粉吸附劑，對于氮、磷具有較高的吸附能力，從而可以用于含高氮、磷廢水處理的高效吸附劑使用，并利用吸附后的材料與微生物組合使用，提高稻田土壤對無機及有機磷的利用效率，便于進行還田利用，使得貝殼具有較高的經(jīng)濟價值，實現(xiàn)廢棄物的資源化利用。
（發(fā)明人：周義新;蔣羽;黃杰;劉琪;焦義能;梅運軍;秦振華）
