申请日2017.03.23
公开(公告)日2017.06.27
IPC分类号B01J20/24; B01J20/28; C02F1/28; C02F101/10; C02F101/16; C02F101/20
摘要
本发明涉及高效去除水产养殖废水中氮磷铅的纳米处理剂，以及采用该处理剂的水产养殖废水处理方法。该处理剂由纳米贝壳粉和纳米零价铁粉按重量比4～8:1组成，纳米贝壳粉的粒径至多为300nm，纳米零价铁粉的粒径至多为30nm。本发明针对水产养殖废水能实现快速去除氮磷铅的处理效果，且对环境绿色无污染。
权利要求书
1.高效去除水产养殖废水中氮磷铅的纳米处理剂，其特征是，由纳米贝壳粉和纳米零价铁粉按重量比4～8:1组成，所述纳米贝壳粉的粒径至多为300nm，所述纳米零价铁粉的粒径至多为30nm。
2.根据权利要求1述及的纳米处理剂，其特征是，所述纳米贝壳粉的粒径为100～300nm，所述纳米零价铁粉的粒径为10～30nm。
3.根据权利要求1述及的纳米处理剂，其特征是，所述纳米贝壳粉和纳米零价铁粉的重量比为4:1。
4.采用权利要求1或2或3述及纳米处理剂的水产养殖废水处理方法，其特征是，包括以下步骤：
将所述纳米处理剂投入目标水产养殖废水，使纳米处理剂的添加剂量至少为2g/L;通过分散处理，使纳米处理剂分散于水中，预设处理时间为至少0.5小时;达到预设处理时间后，处理结束;
其中，在处理时间达到0.5小时的时刻，目标水产养殖废水中总氮、氨态氮、硝态氮、总磷及Pb2+的去除效率分别达到90%以上。
5.根据权利要求4述及的水产养殖废水处理方法，其特征是，所述纳米处理剂的添加剂量为2～4g/L。
6.根据权利要求4述及的水产养殖废水处理方法，其特征是，所述处理时间为0.5～1小时。
7.根据权利要求4述及的水产养殖废水处理方法，其特征是，所述分散处理包括采用搅拌机械搅拌水体，或采用抽水设备使水体循环，或采用曝气设备使水体流动。
说明书
高效去除水产养殖废水中氮磷铅的纳米处理剂及水产养殖 废水处理方法
技术领域
本发明涉及一种高效去除水产养殖废水中氮、磷及铅的纳米处理剂，以及采用该处理剂的水产养殖废水处理方法，属于水产养殖废水处理技术领域。
背景技术
我国淡水养殖面积世界第一，大量水产养殖废水(含有高浓度的氮、磷和铅)的排放给周边环境造成巨大的影响，导致水域环境恶化，赤潮频发，生态平衡和生物多样性也遭到破坏。养殖水域水质的下降也给我国渔业经济带来巨大的损失，因此加强对水产养殖废水处理的研究对我国具有重要的意义。
如今，随着纳米技术的发展，纳米材料被广泛应用到人类生产、生活等各个领域。纳米材料所具有的相当大的比表面积，使其表现出许多宏观物体所不具备的新异物理特性，如量子尺寸效应、宏观量子隧道效应、体积效应和表面效应等。
目前，传统的材料(如活性碳、凹凸棒土等)作为吸附剂应用于废水处理时，存在氮、磷和铅的去除率相对较低，处理时间过长等缺点。贝壳作为一种无毒无害的材料，已有研究报道将贝壳粉作为吸附剂用于净化水体。
申请号CN201510507598.8，申请公布号CN105174321A，名称《纳米级重金属净水剂及制备方法、净水设备》的中国发明专利申请，其净水剂含有经处理得到的纳米级改性贝壳粉、经处理得到的纳米级改性硅藻土、经处理得到的改性丝瓜络、铝酸钠以及二氧化钛。但是，该技术方案的制备过程比较复杂，而且在处理水时需要结合其净水设备一并使用，并不适合高效处理水产养殖废水。
申请号CN200910070793.3，申请公布号CN101690882A，名称《一种去除水中重金属离子的天然吸附剂及其制备方法和应用》的中国发明专利申请，采用洗净贝壳，烘干、破碎、球磨粉碎至预设粒径，得到天然贝壳粉吸附剂，能去除水体中重金属离子。但是，该吸附剂处理速率较低，不适合高效处理水产养殖废水。
申请号CN201510877258.4，申请公布号CN105413645A，名称《一种钙基改性环氧纤维素吸附材料的制备方法》的中国发明专利申请，通过用扇贝壳和鸡蛋壳分别进行预处理，之后粉碎，将粉碎的粉末混合放入马弗炉中煅烧得到活性高的氧化钙，并将其和纤维素混合，并添加环氧氯丙烷活性剂，得到氧化钙改性环氧纤维素吸附材料。但是，该技术方案的制备过程比较复杂，需要的原材料较多;仅测定了铬、铜、锰、锌的去除效果，并未测定氮、磷、铅。
申请号CN201510938652.4，申请公布号CN105561912A，名称《一种改性贝壳粉处理重金属离子废水的方法》的中国发明专利申请，以贝壳粉和改性碳纳米管制备改性贝壳粉，能去除废水中的重金属离子。然而，该技术方案需要用到改性碳纳米管，且制备过程比较复杂;仅测定了氰、铬、铜、锌、镍的去除效果，并未测定氮、磷、铅。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术存在的问题，提出一种高效去除水产养殖废水中氮磷铅的纳米处理剂，能实现快速去除氮磷铅的水处理效果，且对环境绿色无污染。此外，还提出采用该处理剂的水产养殖废水处理方法。
本发明解决其技术问题的技术方案如下：
高效去除水产养殖废水中氮磷铅的纳米处理剂，其特征是，由纳米贝壳粉和纳米零价铁粉按重量比4～8:1组成，所述纳米贝壳粉的粒径至多为300nm，所述纳米零价铁粉的粒径至多为30nm。
优选地，所述纳米贝壳粉的粒径为100～300nm，所述纳米零价铁粉的粒径为10～30nm。
优选地，所述纳米贝壳粉和纳米零价铁粉的重量比为4:1。
采用前述纳米处理剂的水产养殖废水处理方法，其特征是，包括以下步骤：
将所述纳米处理剂投入目标水产养殖废水，使纳米处理剂的添加剂量至少为2g/L;通过分散处理，使纳米处理剂分散于水中，预设处理时间为至少0.5小时;当处理时间达到预设处理时间时，处理结束;
其中，在处理时间达到0.5小时的时刻，目标水产养殖废水中总氮、氨态氮、硝态氮、总磷及Pb2+的去除效率分别达到90%以上。
优选地，所述纳米处理剂的添加剂量为2～4g/L。
优选地，所述处理时间为0.5～1小时。
优选地，所述分散处理包括采用搅拌机械搅拌水体，或采用抽水设备使水体循环，或采用曝气设备使水体流动。
发明人经深入地反复实践研究发现，将限定粒径的纳米贝壳粉和限定粒径的纳米零价铁粉按上述限定的重量比组成处理剂，即能显著提升水产养殖废水中氮磷铅的去除速率;在具体实施时辅以限定的添加剂量，即能在0.5小时的处理后完成对水产养殖废水的处理，非常高效，利于大规模处理水产养殖废水。
与现有技术相比，本发明不仅克服了传统材料(如活性碳、凹凸棒土等)应用于废水处理时存在的氮磷铅去除率相对较低，且处理时间过长等缺点，还克服了单独使用纳米贝壳粉时处理效率较低的缺点，能针对水产养殖废水实现快速去除氮磷铅的处理效果，且对环境绿色无污染。
