公布日：2023.04.11
申请日：2022.09.22
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/30(2023.01)N;C02F1/28(2023.01)N;C02F1/72(2023.01)N;C02F3/32(2023.01)N;C02F3/34(2023.01)N
摘要
本发明公开了一种催化氧化斜面与功能塘结合的水产养殖废水处理方法，步骤是：1)将光催化材料和氧化剂负载于光滑斜板上制得催化氧化斜面；2)将接种功能微生物的矿物基多孔材料铺洒到生态塘底泥上，种植沉水植物；3)将催化氧化斜面置于生态塘中间，斜面与水面呈一定角度；4)养殖废水进入生态塘，通过泵抽至斜面顶端，均匀缓慢从斜面流下，阴雨天通过外加光源提供光照；5)通过斜面上的光催化剂和氧化材料对废水进行催化氧化反应，同时生态塘中功能微生物、沉水植物、多孔矿物基材料对废水进行物化吸附和生物降解，通过多重协同作用有效处理养殖废水，达到循环利用。具有环境友好，使用方便，占地面积小，高效的处理养殖废水。
权利要求书
1.一种催化氧化斜面与功能塘结合的水产养殖废水处理方法，其特征在于，其步骤是：1)将光催化材料和氧化剂负载于光滑斜板上制得催化氧化斜面；2)将接种功能微生物的矿物基多孔材料铺洒到生态塘底泥上，种植沉水植物；3)将催化氧化斜面置于生态塘中间，斜面与水面呈150度角；4)养殖废水进入生态塘，通过泵抽至斜面顶端，均匀缓慢从斜面流下，阴雨天通过外加光源提供光照，系统上方安装高压汞灯光源，在系统运行时，每天照射2-4小时；5)通过斜面上的光催化剂和氧化剂对废水进行催化氧化反应，同时生态塘中功能微生物、沉水植物、矿物基多孔材料对废水进行物化吸附和生物降解，通过多重协同作用有效处理养殖废水，达到循环利用。
2.根据权利要求1所述的一种催化氧化斜面与功能塘结合的水产养殖废水处理方法，其特征在于：所述的光催化剂为可见光响应型催化剂钨酸铋，氧化剂为过氧化钡。
3.根据权利要求1所述的一种催化氧化斜面与功能生态塘结合的水产养殖废水处理方法，其特征在于：所述的功能微生物与混合制备的矿物混合物的比例是接种量5-10/1000，铺洒厚度2-5cm。
4.根据权利要求1所述的一种催化氧化斜面与功能塘结合的水产养殖废水处理方法，其特征在于：所述的矿物基多孔材料为海泡石和云母按质量比为5-10:1混合制备的矿物混合物。
5.根据权利要求1所述的一种催化氧化斜面与功能塘结合的水产养殖废水处理方法，其特征在于：所述的沉水植物为苦草和黑藻，苦草和黑藻种植比例为5:5。
发明内容
针对现有技术难以对水产养殖废水的处理难题，本发明的目的是在于提供了一种催化氧化斜面与功能生态塘结合的水产养殖废水处理方，该方法具有环境友好，使用方便，占地面积小，可高效的处理养殖废水等优点。
为了实现上述的目的，本发明采用以下技术方案：
本发明将催化氧化技术与多功能生态塘进行结合，通过光催化剂和氧化材料对废水进行催化氧化反应，同时生态塘中功能微生物、沉水植物、生物质矿物基材料对废水进行物化吸附和生物降解，通过多重协同作用有效处理养殖废水，达到可循环利用的目的。该方法具有环境友好，使用方便，占地面积小，可高效处理养殖废水。
1、一种催化氧化斜面与功能生态塘结合的水产养殖废水处理方法，其步骤是：
1)将光催化材料和氧化剂负载于光滑斜板上制得催化氧化斜面；
2)将接种功能微生物(接种量5-10/1000)的矿物基多孔材料(铺洒厚度2-5cm)铺洒到生态塘底泥上，种植沉水植物；
3)将催化氧化斜面置于生态塘中间，斜面与水面呈150度角左右；
4)养殖废水进入生态塘，通过泵抽至斜面顶端，均匀缓慢从斜面流下，阴雨天通过外加光源提供光照，系统上方安装高压汞灯等光源，在系统运行时，每天可照射2-4小时，通过光照补充阴雨天太阳光的不足，让催化氧化斜面能持续发挥催化效能。
5)通过斜面上的光催化剂和氧化剂(材料)对废水进行催化氧化反应，同时生态塘中功能微生物、沉水植物、矿物基多孔材料(生物质矿物基材料)对废水进行物化吸附和生物降解，通过多重协同作用有效处理养殖废水，达到可循环利用的目的。水产养殖废水中总氮、总磷和有机质去除率分别达到90％、90％和80％以上，废水可以循环利用。
所述的光催化剂(材料)为可见光响应型催化剂钨酸铋Bi2MoO6，氧化剂为过氧化钡(BaO2)；
所述的钨酸铋(Bi2MoO6)为一种新型的光催化材料，因其具有较窄的带隙、较高的光化学稳定性、较强的氧化能力以及成本低、在可见光照射下容易被激发，对太阳能的利用率高，高效的有机物降解能力和较高的催化活性等优点。
所述的功能微生物为具有溶磷和促进沉水植物生长等多种功能的根际促生菌(保藏编号：CCTCCM2020188，购买)；
所述的矿物基多孔材料为海泡石和云母按质量比为5-10:1混合制备的矿物混合物。
所述的功能微生物与混合制备的矿物混合物的比例是接种量5-10/1000，铺洒厚度2-5cm；
所述的沉水植物为苦草和黑藻，苦草和黑藻种植比例为5:5。
通过斜面上的光催化剂和氧化材料对废水进行催化氧化反应，同时生态塘中功能微生物、沉水植物、多孔矿物基材料对废水进行物化吸附和生物降解，通过多重协同作用有效处理养殖废水，达到可循环利用的目的。
通过上述五个步骤的技术措施：
最关键的步骤是将催化氧化斜面与功能生态塘进行结合。
通过斜面上的光催化剂和氧化剂(材料)对废水进行催化氧化反应，同时生态塘中功能微生物、沉水植物、矿物基多孔材料(生物质矿物基材料)对废水进行物化吸附和生物降解，通过多重协同作用有效处理养殖废水，达到了可循环利用的目的。解决了养殖尾水处理效率不高(现有大部分技术如表流人工湿地+生态塘组合技术对水产养殖废水中总氮、总磷和有机质去除率仅为50％、40％和40％左右。)、传统生态工程技术占地面积大、废水难以循环利用等技术难题(传统生态工程处理技术处理养殖尾水，用地面积需占养殖水面8-12％，一般养殖区域难以提供如此大规模用地；同时随着养殖尾水排放管理日趋严格，且水资源宝贵，废水循环利用是当务之急，但传统生态工程技术净化后水质难以满足循环利用要求)，本发明将催化氧化技术与多功能生态塘进行结合，通过光催化剂和氧化材料对废水进行催化氧化反应，同时生态塘中功能微生物、沉水植物、生物质矿物基材料对废水进行物化吸附和生物降解，通过无数次试验，研究出其多重协同作用可有效处理养殖废水，达到了可循环利用的目的。有效的解决了传统生态工程技术效率低，占地面积大的问题，可高效处理养殖废水。应用本发明技术后，水产养殖废水中总氮、总磷和有机质去除率分别达到90％、90％和80％以上。
与生态塘处理技术相比，本发明对水产养殖废水中总氮、总磷和有机质去除率可分别提高200％、300％和150％以上，占地面积缩减一半以上。
技术方案与现有技术的主要区别在于：1)在传统生态塘技术基础上，将接种功能微生物的矿物基多孔材料铺洒到生态塘底泥上，种植沉水植物；2)将催化氧化斜面置于生态塘中间，将催化氧化斜面与功能生态塘进行结合。通过斜面上的光催化剂和氧化剂(材料)对废水进行催化氧化反应，同时生态塘中功能微生物、沉水植物、矿物基多孔材料(生物质矿物基材料)对废水进行物化吸附和生物降解，通过多重协同作用有效处理养殖废水，达到可循环利用的目的。
水产养殖废水中总氮、总磷和有机质去除率分别达到90％、90％和80％以上，废水可以循环利用。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：
1、方法易行、操作简便、占地面积小，具有显著的环境效益和社会效益；
2、材料为天然粘土矿物，生态环保，无二次污染，充分发挥天然材料特点，可显著促进微生物覆膜和沉水植物生长；
3、通过光催化氧化、功能微生物、沉水植物、多孔矿物基材料多重协同作用有效处理养殖废水，达到可循环利用的目的。
4、应用该技术后，水产养殖废水中总氮、总磷和有机质去除率分别达到90％、90％和80％以上。
（发明人：张义;吴振斌;朱吉颖;李贝宁;周巧红;张聪;杨夯;唐亚东;白国梁;刘云利;王柔;方庆军;曾官利）
