一种去除海水中氮、磷的方法技术

本发明专利技术提供了一种去除海水中氮、磷的方法。本发明专利技术所述的方法是在处理的海水中加入含碳质量与需处理海水中总氮质量的比值为０．０５∶１～２５∶１的淀粉溶液和／或浓度为０．０５～１ｍｇ／Ｌ的可溶态的微量元素，静置至少一天，然后沉淀、过滤。采用本发明专利技术所述的方法去除海水中的氮磷，相关指标均高于相似条件下投加生物的方法，并且高效快速、成本低廉。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，特别是涉及一种通过调节水中营养元素比例控制水中生物去除海水中氮、磷的方法。
技术介绍
尽管在淡水污水除氮磷的方法很多而有效，但海水中的物化特性及生物类群与淡水系统有非常大的差异，不能把淡水污水处理技术照搬到海水系统中去。目前，快速有效且成本低的海水处理方法比较少，且适用于氮、磷含量高的养殖废弃海水的方法就更缺乏，且大都对去除可溶性无机氮的效果不理想。目前所采用的去除海水中氮、磷方法有物理化学处理技术(包括沉淀、过滤、吸附、曝气等)、投加生物的方法(包括利用贝类滤食、利用水生植物吸收、投加微生物制剂等)。已有的用于改善海水水质的技术有几类，包括物理法除悬浮物、理化因素去除可溶性氮磷，以及利用生物除氮磷等。依靠物理性质去除养殖废弃海水悬浮物的技术较成熟，可把大部分悬浮物去除，但不能去除可溶性氮磷。用理化方法去除可溶性氮磷的难度大，并且在实验室中所用的条件及处理费用暂时还不适用于实际的生产。生物除氮磷所用到的生物包括水生动物、维管植物、藻类、细菌等，这些生物在适宜的条件下可不同程度地吸收养殖废水中的氮磷，其中大型海藻及微生物的作用最显著。大型海藻作为海水生物滤器在国外有较长的历史，在国内主要有江蓠、石莼和麒麟菜这三类大型海藻用于养殖海水去氮磷的研究或用于实际生产中，然而单一用大型海藻不能去除颗粒态的氮磷，同时由于大型海藻有较多的生长条件限制，处理速度较慢。利用细菌在海水中除氮磷的技术在国内外应用越来越多，所用的微生物多数是光合细菌、芽孢杆菌、硝化细菌、亚硝化细菌与氨同化细菌这几类，这些微生物能否在海水存活是其发挥净化功能的前提，但海水中经常缺乏这些微生物所需的碳源及部分微量元素；在伴随投入微生物的同时有时会加入甲醇作为碳源，但甲醇对有毒，易形成二次污染；目前用微生物净化海水的效果总体上对磷有较好去除作用，而对无机氮的效果不稳定，往往会出现硝化作用与反硝化作用难以在空间与时间上协调一致，最后出现可溶性无机氮积累。在这些海水去氮磷方法中，物理及化学方法的成本较高，并对可溶性的氮磷的去除效果欠佳；相对而言，生物方法较为理想，尤其是大型海藻及微生物制剂，但大型海藻不能有效去除颗粒态氮磷，而外加的微生物可把颗粒态氮磷转化为无机氮磷却不能有效清除无机氮，并且有时加入的微生物的营养需求在所处理的海水中得不到满足。所以，目前已有的方法难以快速高效且低成本地处理富含氮磷养殖废弃海水。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，通过调节海水中的有关成分，控制水中生物，使氮、磷的去除过程更顺利进行，同时结合部分物理化学过程，除氮、磷的作用将达到更理想的效果。本专利技术所述方法的原理是根据海水中生物尤其是微生物的对碳的需求，利用淀粉作为外加碳源，并补充部分微量元素，促进水体中生物的除氮、磷作用，同时利用淀粉溶液胶体易破坏的性质将部分有机物絮凝吸附，最后再结合沉淀、过滤技术，将海水氮、磷去除。本专利技术所述的，在处理的海水中加入含碳质量与需处理海水中总氮质量的比值为0.05∶1～25∶1的淀粉溶液和/或浓度为0.05～1mg/L的可溶态的微量元素，静置至少一天，然后沉淀、过滤。所述需处理的海水是未经灭菌处理的海水。所述淀粉溶液是将淀粉与水加热配制而成的澄清的淀粉溶液。所述微量元素选自铁、铜、钴、锰、钒、锌、钼中的一种或几种，并采用可溶态的形式。所述静置、沉淀和过滤是将非溶解态氮磷与海水分离的过程。应用本专利技术所述的方法来处理海水，处理6天后，氨氮降低60～99％，亚硝酸盐降低50％以上，可溶性无机氮降低70～98％，磷酸盐降低53～85％；处理11天后，总氮降低20～98％，可溶态总氮降低38～88％，总磷降低15～25％，可溶态总磷降低10～25％。采用本专利技术所述的方法去除海水中的氮磷，相关指标均高于相似条件下投加生物的方法(投加生物的方法是现有技术中效果较理想的方法)，具有高效快速、成本低廉的优点。附图说明图1为养殖废弃海水中投加不同浓度的淀粉溶液后水中氨含量的变化图；图2为养殖废弃海水中投加不同浓度的淀粉溶液后水中亚硝酸盐含量的变化图；图3为养殖废弃海水中投加不同浓度的淀粉溶液后水中硝酸盐含量的变化图；图4为养殖废弃海水中投加不同浓度的淀粉溶液后水中可溶性无机氮(DIN，包括氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮)含量的变化图；图5为养殖废弃海水中投加不同浓度的淀粉溶液后水中总氮含量的变化图；图6为养殖废弃海水中投加不同浓度的淀粉溶液后水中可溶性总氮含量的变化图；图7为养殖废弃海水中投加不同浓度的淀粉溶液后水中磷酸盐含量的变化图；图8为养殖废弃海水中投加不同浓度的淀粉溶液后水中总磷含量的变化图；图9为养殖废弃海水中投加不同浓度的淀粉溶液后水中可溶性总磷含量的变化图；图10为投加淀粉溶液对鱼灵牌海水素配制的人工海水中的溶解态无机氮的去除效果图；图11为投加淀粉溶液对金钟牌海水晶配制的人工海水中的溶解态无机氮的去除效果图；图12为投加淀粉溶液对家健利牌海水素配制的人工海水中的溶解态无机氮的去除效果图；图13投加0.2mg/L单种微量元素对利用淀粉溶液去除人工海水中溶解态无机氮效果的影响；图14投加1mg/L单种微量元素对利用淀粉溶液去除人工海水中溶解态无机氮效果的影响；图15投加0.2mg/L混合微量元素对利用淀粉溶液去除人工海水中溶解态无机氮效果的影响；图16投加1mg/L混合微量元素对利用淀粉溶液去除人工海水中溶解态无机氮效果的影响。具体实施例方式实施例一在本实施例中，需处理的海水为取自深圳葵涌南美白对虾集约化养殖场的养殖废弃海水，淀粉选用分析纯的可溶性淀粉。在试验前，首先计算养殖废弃海水的总氮量，按照碳氮比为0∶1(对照组)，5∶1，15∶1，25∶1四个浓度处理养殖废弃海水，所测指标包括氨、硝酸盐、亚硝酸盐、可溶性无机氮(DIN，包括氨、亚硝酸盐和硝酸盐)、总氮(TN)、磷酸盐、总磷以及微量元素变化。在养殖废弃海水中加入淀粉12小时后，海水中出现混浊，有絮凝状物产生，经沉淀后，海水透明度增加，过滤后测定氮磷含量。图1为养殖废弃海水中投加不同浓度的淀粉溶液后水中氨含量的变化。由图1可知，加入淀粉1天后，各组的变化并不明显；随着时间的增长，与对照组相比，处理组海水中的氨含量明显降低，而且加入的淀粉越多，降低的幅度越大。加入淀粉6天后，处理组一(C/N为5∶1)中的氨含量降低了60％，处理组二(C/N为15∶1)中的氨含量降低了95％，处理组三(C/N为25∶1)中的氨含量降低了98％；加入淀粉11天后，对照组在自净作用下氨含量有所降低，在此情况下，投加淀粉的处理组仍显现出明显的效果，在处理组一(C/N为5∶1)中的氨含量降低了30％，处理组二(C/N为15∶1)中的氨含量降低了60％，处理组三(C/N为25∶1)中的氨含量降低了近100％。图2为养殖废弃海水中投加不同浓度的淀粉溶液后水中亚硝酸盐含量的变化。由图2可知，在投加淀粉后第1天处理一与处理二的亚硝酸盐有降低，但处理三的亚硝酸盐含量反而升高；到第6天，投加淀粉的三个处理组海水中的亚硝酸盐都比对照组不降55％；第11天，对照组的亚硝酸盐含量上升，相比之下，投加淀粉的三个处理组中的亚硝酸盐含量稳定，比对照组少80％以上。图3为养殖废弃海水中投加不同浓度的淀粉溶液后水中硝酸盐含量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种去除海水中氮、磷的方法，其特征在于：在处理的海水中加入含碳质量与需处理海水中总氮质量的比值为０．０５∶１～２５∶１的淀粉溶液和／或浓度为０．５～１ｍｇ／Ｌ的可溶态的微量元素，静置至少一天，然后沉淀、过滤。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许忠能，王惠婷，杨文娟，梁海含，林小涛，于赫男，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]