專利名稱：一種海洋多糖雙組分絮凝劑處理海水養殖廢水的方法
ー種海洋多糖雙組分絮凝劑處理海水養殖廢水的方法技術領域
本發明涉及一種處理廢水的方法，尤其是ー種海洋多糖雙組分絮凝劑處理海水養殖廢水的方法，屬廢水處理技術領域。
背景技術：
隨著人們生活水平、消費水平的提高，其對蛋白質的需求也隨之增加，這使得人們魚、蝦等作為蛋白質主要來源之一的海產品的需求隨之増加，由此則帶來了我國海水養殖業的迅速發展。而隨著海水養殖業的迅速發展，特別是エ廠化海水養殖業的不斷壯大，帶來了一系列的負面問題大量的養殖廢水無序排放造成了水質惡化，病害頻發，養殖污染物的沉積還會引起水體富營養化，導致養殖海域生態系統的嚴重失衡，紊亂，甚至崩潰，極大的影響了養殖魚、蝦和貝類等海產品的生產安全性；也正是這些因素極大地制約著海水養殖業自身朝著健康、可持續的方向發展。為保護海洋環境，減少疾病的傳播，實現海水養殖業的良性發展，開發環保、高效并適合我國國情的海水養殖廢水處理技術已成為了近年來的研究熱點。絮凝劑作為水處理劑在エ業上已經獲得了廣泛的應用，針對養殖廢水的處理也已有了相關的研究，如專利號ZL =200910095500. 7的中國專利提出了ー種利用微生物絮凝劑處理養殖廢水的方法，該方法步驟是選用膠質芽孢桿菌作為生產菌，然后進行菌株的活化及發酵培養制得發酵液，將發酵液沉淀后去上清液，制得微生物絮凝劑，再將所制得的微生物絮凝劑與養殖廢水按照1:40-60的體積比混合30-45min后，過濾，去除濾渣。經該方法處理后的廢水可達到排放標準，由該方法還可獲得施肥效果良好的復合肥料。然而結合目前絮凝劑針對養殖廢水的處理技術來看，傳統的無機鹽絮凝劑處理效果不理想，而ー些化學合成的絮凝劑往往存在不安全性和容易造成二次污染而受到了限制，微生物絮凝劑雖然具有安全無毒、無二次污染、可生物降解等優點，在在用來處理海水養殖廢水仍存在成本較高、發酵培養時間長、微生物沉淀絮凝時間長、不適合エ業化、規模化生產等不足。
發明內容
本發明的目的是針對現有不足，提供ー種海洋多糖雙組分絮凝劑處理海水養殖廢水的方法。為了解決上述問題，本發明所采用的技術方案如下ー種海洋多糖雙組分絮凝劑處理海水養殖廢水的方法，該處理方法步驟是先以殼聚糖和海藻酸鈉為主要原料分別制備殼聚糖組分和海藻酸鈉組分，然后先將制備好的殼聚糖組分按I IOOOppm的濃度按投放到海水養殖廢水中，以400-500rpm的轉速攪拌5_10min，再將海藻酸鈉組分按I IOOOppm的濃度投放到廢水中，繼續以400-500rpm的轉速攪拌5_10min,經絮凝物沉降,濾除，實現對海水養殖廢水的澄清處理。所述殼聚糖組分和海藻酸鈉組分的制備方法如下
(I)殼聚糖組分的配制在IL去離子水中，加入IOml濃度為1%的冰醋酸，形成稀醋酸溶液，再加入I 80g殼聚糖，以350-500rpm的轉速攪拌30_50min，靜置1-1. 5h后過濾，取濾液，得到0. I 8%的殼聚糖溶液；
(2)海藻酸鈉組分的配制將I IOOg海藻酸鈉加入IL去離子水中，以400-500rpm的轉速攪拌25-35min，使其完全溶解，獲得0. I 10%的海藻酸鈉溶液。所述海洋多糖絮凝劑雙組分的應用如下先將制備好的殼聚糖組分按I IOOOppm的濃度按投放到海水養殖廢水中，以400-500rpm的轉速攪拌5_10min，再將海藻酸鈉組分按I IOOOppm的濃度投放到廢水中，繼續以400-500rpm的轉速攪拌5_10min,殼聚糖組分和海藻酸鈉組分在海水養殖廢水中絮凝沉降。所述殼聚糖為提取自蝦、蟹類的殼聚糖。所述海藻酸鈉提取自藻類。本發明相對于現有技術的有益效果是本發明是以殼聚糖、海藻酸鈉這些來自海洋生物的天然活性物為主要原料制備得到的海洋多糖雙組分絮凝劑處理海水養殖廢水，該海洋多糖雙組分絮凝劑是ー種天然的高分子絮凝劑，具有分子量分布廣，活性基團多、結構多祥化等的特點，因此，該海洋多糖雙組分絮凝劑進行復配后可通過絮凝、吸附、沉降等作用，實現對海水養殖廢水的凈化和水質改良。經發明人的系統研究表明，采用本發明方法浄化后的海水養殖廢水，其水質的各項指標可完全滿足安全養殖的水平，且采用本發明方法的海洋多糖雙組分絮凝劑對于海水養殖廢水中的有害微生物具有明顯的抑制作用，經該海洋多糖雙組分絮凝劑凈化后的水中，有害微生物顯著減少，可實現養殖行業的清潔化養殖、無害化生產；同時由于所采用的原料來源豐富、價格低廉、無毒無害，使得本發明方法還具有成本低、綠色環保的特點；本發明使海水養殖業能夠清潔化養殖、無害化排放，對保護海洋環境和人類的食品安全，監瞀具有重要的現實意義。
具體實施例方式下面通過實施例對本發明做進ー步詳細說明，這些實施例僅用來說明本發明，并不限制本發明的范圍。實施例I采用本發明方法按下列步驟處理對蝦海水養殖場養殖廢水。I、殼聚糖組分的配制在IL去離子水中，加入IOml濃度為1%的冰醋酸，形成稀醋酸溶液，再加入Ig提取自奸類的殼聚糖，以450rpm的轉速攪拌30min,靜置Ih后過濾,取濾液，得到0. 1%的殼聚糖溶液；
2、海藻酸鈉組分的配制將IOg提取自藻類的海藻酸鈉加入IL去離子水中，以450rpm的轉速攪拌30min，使其完全溶解，獲得1%的海藻酸鈉溶液；
3、海洋多糖雙組分絮凝劑用于對廢水的處理將制得的殼聚糖組分按15ppm的濃度投放于海水養殖廢水中，并以450rpm的轉速攪拌lOmin，使其完全混合均勻，再將海藻酸鈉組分按15ppm的濃度投放于海水養埴廢水中，并以450rpm的轉速攪拌IOmin,觀察到完全絮凝后，沉降，獲得處理后的經凈化的海水養殖廢水，完成對海水養殖廢水的處理。
實施例2 采用本發明方法按下列步驟處理扇貝的海水養殖場養殖廢水。I、殼聚糖組分的配制在IL去離子水中，加入IOml濃度為1%的冰醋酸，形成稀醋酸溶液，再加入IOg提取自蟹類的殼聚糖，以350rpm的轉速攪拌50min,靜置I. 2h后過濾，取濾液，得到1%的殼聚糖溶液；
2、海藻酸鈉組分的配制將Ig提取自藻類的海藻酸鈉加入IL去離子水中，以400rpm的轉速攪拌35min，使其完全溶解，獲得0. 1%的海藻酸鈉溶液；
3、海洋多糖雙組分絮凝劑用于對廢水的處理將制得的殼聚糖組分按IOppm的濃度投放于海水養殖廢水中，并以500rpm的轉速攪拌8min，使其完全混合均勻，再將海藻酸鈉組分按IOppm的濃度投放于海水養埴廢水中，并以400rpm的轉速攪拌IOmin,觀察到完全絮凝后，沉降，獲得處理后的經凈化的海水養殖廢水，完成對海水養殖廢水的處理。實施例3采用本發明方法處理按下列步驟對蝦海水養殖場養殖廢水。I、殼聚糖組分的配制在IL去離子水中，加入IOml濃度為1%的冰醋酸，形成稀醋酸溶液，再加入80g提取自奸類的殼聚糖，以400rpm的轉速攪拌35min,靜置I. 4h后過濾，取濾液，得到8%的殼聚糖溶液；
2、海藻酸鈉組分的配制將IOOg提取自藻類的海藻酸鈉加入IL去離子水中，以500rpm的轉速攪拌25min，使其完全溶解，獲得10%的海藻酸鈉溶液；
3、海洋多糖雙組分絮凝劑用于對廢水的處理將制得的殼聚糖組分按50ppm的濃度投放于海水養埴廢水中，并以450rpm的轉速攪拌5min,使其完全混合均勻，再將海藻酸鈉組分按50ppm的濃度投放于海水養埴廢水中，并以500rpm的轉速攪拌8min,觀察到完全絮凝后，沉降，獲得處理后的經凈化的海水養殖廢水，完成對海水養殖廢水的處理。實施例4采用本發明方法按下列步驟處理羅非魚類海水養殖場養殖廢水。I、殼聚糖組分的配制在IL去離子水中，加入IOml濃度為1%的冰醋酸，形成稀醋酸溶液，再加入50g殼聚糖，以500rpm的轉速攪拌40min，靜置I. Ih后過濾，取濾液，得到5%的殼聚糖溶液；
2、海藻酸鈉組分的配制將50g提取自藻類的海藻酸鈉加入IL去離子水中，以480rpm的轉速攪拌32min，使其完全溶解，獲得5%的海藻酸鈉溶液；
3、海洋多糖雙組分絮凝劑用于對廢水的處理將制得的殼聚糖組分按IOOppm的濃度投放于海水養埴廢水中，并以400rpm的轉速攪拌IOmin,使其完全混合均勻，再將海藻酸鈉組分按50ppm的濃度投放于海水養埴廢水中，并以450rpm的轉速攪拌5min,觀察到完全絮凝后，沉降，獲得處理后的經凈化的海水養殖廢水，完成對海水養殖廢水的處理。實施例5采用本發明方法按下列步驟處理對蝦海水養殖場養殖廢水。I、殼聚糖組分的配制在IL去離子水中，加入IOml濃度為1%的冰醋酸，形成稀醋酸溶液，再加入5g提取自奸類的殼聚糖，以420rpm的轉速攪拌45min,靜置I. 3h后過濾,取濾液，得到0. 5%的殼聚糖溶液；
2、海藻酸鈉組分的配制將5g提取自藻類的海藻酸鈉加入IL去離子水中，以430rpm的轉速攪拌28min，使其完全溶解，獲得0. 5%的海藻酸鈉溶液；
3、海洋多糖雙組分絮凝劑用于對廢水的處理將制得的殼聚糖組分按IOOOppm的濃度投放于海水養埴廢水中，并以500rpm的轉速攪拌IOmin,使其完全混合均勻，再將海藻酸鈉組分按500ppm的濃度投放于海水養埴廢水中，并以480rpm的轉速攪拌5min,觀察到完全絮凝后，沉降，獲得處理后的經凈化的海水養殖廢水，完成對海水養殖廢水的處理。實施例6采用本發明方法按下列步驟處理對蝦海水養殖場養殖廢水。I、殼聚糖組分的配制在IL去離子水中，加入IOml濃度為1%的冰醋酸，形成稀醋酸溶液，再加入35g提取自奸類的殼聚糖，以450rpm的轉速攪拌30min,靜置I. 5h后過濾，取濾液，得到3. 5%的殼聚糖溶液；
2、海藻酸鈉組分的配制將85g提取自藻類的海藻酸鈉加入IL去離子水中，以400rpm的轉速攪拌25min，使其完全溶解，獲得8. 5%的海藻酸鈉溶液；
3、海洋多糖雙組分絮凝劑用于廢水的處理將制得的殼聚糖組分按500ppm的濃度投放于海水養殖廢水中，并以500rpm的轉速攪拌lOmin，使其完全混合均勻，再將海藻酸鈉組分按60ppm的濃度投放于海水養埴廢水中，并以450rpm的轉速攪拌5min,觀察到完全絮凝后，沉降，獲得處理后的經凈化的海水養殖廢水，完成對海水養殖廢水的處理。實施例7采用本發明方法按下列步驟處理貝類海水養殖場養殖廢水。1、殼聚糖組分的配制在IL去離子水中，加入IOml濃度為1%的冰醋酸，形成稀醋酸溶液，再加入65g提取自蟹類的殼聚糖，以500rpm的轉速攪拌45min,靜置I. 5h后過濾，取濾液，得到6. 5%的殼聚糖溶液；
2、海藻酸鈉組分的配制將65g提取自藻類的海藻酸鈉加入IL去離子水中，以450rpm的轉速攪拌30min，使其完全溶解，獲得6. 5%的海藻酸鈉溶液；
3、海洋多糖雙組分絮凝劑用于廢水的處理將制得的殼聚糖組分按Ippm的濃度投放于海水養殖廢水中，并以400rpm的轉速攪拌5min，使其完全混合均勻，再將海藻酸鈉組分按IOOOppm的濃度投放于海水養埴廢水中，并以500rpm的轉速攪拌IOmin,觀察到完全絮凝后，沉降，獲得處理后的經凈化的海水養殖廢水，完成對海水養殖廢水的處理。實驗例下面以實驗數據說明本發明方法的實施效果。1、試驗方法用本發明所述制備得到的海洋多糖雙組分絮凝劑來處理海水養殖場廢水，對比處理前后的水質指標及該海洋多糖雙組分絮凝劑對海水養殖場廢水中有害微生物的作用。2、采樣及檢測指標
(I)現場采樣時取IL對蝦海水養殖場養殖廢水用三氯甲烷固定，用以測定溶解氧。(2)采回的水樣立即按本發明方法加入海洋多糖雙組分絮凝劑(按實施例I所述海洋多糖雙組分絮凝劑的制備方法制備得到)，每個樣本做2個平行。不處理的作為陽性對照先檢測廢水中的化學耗氧量，生物耗氧量，透明度。處理過程中記錄廢水絮凝時間、狀態，處理24小時之后取上清進行檢測，檢測指標①水質檢測測定處理前后的水質指標海洋多糖雙組分絮凝劑對養殖廢水微生物的作用觀察處理前后的培養基中的微生物菌落數。3、水質指標的測定
投放海洋多糖雙組分絮凝劑后水質指標的變化本試驗選擇DO、CODfc, NO2^-N, NH4+-N、pH值(25°C )5個水化學指標作為水質評判依據。其中，采用碘量法(G B7489 - 89)測定溶解氧(D0)、堿性高錳酸鉀法測定化學需氧量(C0D)、用抗壞血酸還原磷鑰藍法測定活性磷、重氮偶合比色法測定亞硝酸鹽、硝酸鹽(N02_-N)、水楊酸分光光度法(GB7481- 87)測定氨氮(NH4+-N )、pH儀測定pH值。4、海洋多糖雙組分絮凝劑對養殖廢水中有害微生物的作用檢測
用改良的LB培養基進行處理前后微生物的培養，改良的LB培養基胰蛋白胨10g，酵母浸提物5g，瓊脂粉15g，磷酸高鐵0. lg，硫酸鎂0. lg，葡萄糖0. 5g，陳海水500ml，去離子雙蒸水500ml，微波爐加熱至完全溶解，調pH值至7. 6-7. 8，121°C，高壓滅菌20min。處理前后的廢水樣各取I Ul，稀釋1500倍后，各取I 涂平板培養24hr，每個樣做兩個平行，統計培養基中的微生物單ー菌落數。5、試驗結果
試驗結果表明，經本發明方法制備的海洋多糖雙組分絮凝劑處理后的海水養殖廢水，當海洋多糖雙組分絮凝劑濃度在50 ppm以上試驗 組的DOXOD^NCV-N等水質指標顯著優于對照組，NH4+-N也有下降的趨勢，但沒有達到顯著水平。其中，DO顯著高于對照組，COD.N02_-N則顯著低于對照組；而低劑量組(2ppm和10 ppm)效果不明顯。不同濃度的海洋多糖雙組分絮凝劑對養殖廢水中有害微生物的作用檢測結果顯示，該海洋多糖雙組分絮凝劑對養殖廢水的有害微生物具有明顯的抑制作用，且20ppm及以上濃度的海洋多糖雙組分絮凝劑差異顯著，如下表所示。表I不同濃度的海洋多糖雙組分絮凝劑處理養殖廢水后的水質指標及海洋多糖雙組分絮凝劑對廢水中微生物的影響(表中濃度為兩個組分投入量之和)
權利要求
1.一種海洋多糖雙組分絮凝劑處理海水養殖廢水的方法，其特征在于該處理方法步驟是先以殼聚糖和海藻酸鈉為主要原料分別制備殼聚糖組分和海藻酸鈉組分，然后先將制備好的殼聚糖組分按I IOOOppm的濃度按投放到海水養殖廢水中，以400-500rpm的轉速攪拌5-10min,再將海藻酸鈉組分按I IOOOppm的濃度投放到廢水中，繼續以400-500rpm的轉速攪拌5_10min,經絮凝物沉降,濾除，實現對海水養殖廢水的澄清處理。
2.根據權利要求I所述的海洋多糖雙組分絮凝劑處理海水養殖廢水的方法，其特征在于所述殼聚糖組分和海藻酸鈉組分的制備方法如下 殼聚糖組分的配制在IL去離子水中，加入IOml濃度為1%的冰醋酸，形成稀醋酸溶液，再加入I 80g殼聚糖，以350-500rpm的轉速攪拌30_50min,靜置1-1. 5h后過濾,取濾液，得到O. I 8%的殼聚糖溶液； 海藻酸鈉組分的配制將I IOOg海藻酸鈉加入IL去離子水中，以400-500rpm的轉速攪拌25-35min，使其完全溶解，獲得O. I 10%的海藻酸鈉溶液。
3.根據權利要求I所述的海洋多糖雙組分絮凝劑處理海水養殖廢水的方法，其特征在于所述海洋多糖雙組分絮凝劑的應用方法如下先將制備好的殼聚糖組分按I IOOOppm的濃度投放到海水養殖廢水中，以400-500rpm的轉速攪拌5_10min，再將海藻酸鈉組分按I IOOOppm的濃度投放到廢水中，繼續以400-500rpm的轉速攪拌5_10min,殼聚糖組分和海藻酸鈉組分在海水養殖廢水中絮凝沉降。
4.根據權利要求1、2或3中任一權利要求所述的海洋多糖雙組分絮凝劑處理海水養殖廢水的方法，其特征在于所述殼聚糖為提取自蝦、蟹類的殼聚糖。
5.根據權利要求1、2或3中任一權利要求所述的海洋多糖雙組分絮凝劑處理海水養殖廢水的方法，其特征在于所述海藻酸鈉提取自藻類。
全文摘要
本發明公開了一種海洋多糖雙組分絮凝劑處理海水養殖廢水的方法，屬廢水處理技術領域。本發明方法以殼聚糖和海藻酸鈉為原料分別制備殼聚糖組分和海藻酸鈉組分，再將殼聚糖組分和海藻酸鈉組分分別投入廢水中制備海洋多糖雙組分絮凝劑來處理廢水，具體是先將殼聚糖組分按1～1000ppm的濃度按投入廢水中，以400-500rpm的轉速攪拌5-10min，再將海藻酸鈉組分按1～1000ppm的濃度投入廢水中，繼續以400-500rpm的轉速攪拌5-10min，經絮凝沉降，凈化廢水。本發明方法利用了海洋生物的天然活性物，制得的海洋多糖雙組分絮凝劑以不同配比處理海水養殖廢水，可改良養殖水質、凈化排放廢水，凈化后的水質其指標完全滿足安全養殖的水平，實現清潔化養殖、無害化生產。
文檔編號C02F1/56GK102627343SQ20121009461
公開日2012年8月8日 申請日期2012年4月1日 優先權日2012年4月1日
發明者孫美榕, 張銳 申請人:廣東海洋大學