公布日：2023.12.05
申请日：2023.09.25
分类号：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
本发明公开了一种处理含高氮磷污染废水材料还田利用方法，包括以下步骤：S1、废弃贝壳回收处理，制备脱氮除磷的高效吸附剂；S2、将制备的吸附剂对氮和磷进行吸附处理及检测；S3、将吸附后的材料与微生物混合；S4、将混合物进行还田施用并对土壤进行测定。本发明通过将废弃贝壳进行清理烘干并破碎研磨成粉末，并混合菱镁石和硝酸镧制得掺镁镧烧制贝壳粉吸附剂，对于氮、磷具有较高的吸附能力，从而可以用于含高氮、磷废水处理的高效吸附剂使用，并利用吸附后的材料与微生物组合使用，提高稻田土壤对无机及有机磷的利用效率，便于进行还田利用，使得贝壳具有较高的经济价值，实现废弃物的资源化利用。
权利要求书
1.一种处理含高氮磷污染废水材料还田利用方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、废弃贝壳回收处理，制备脱氮除磷的高效吸附剂；S2、将制备的吸附剂对氮和磷进行吸附处理及检测；S3、将吸附后的材料与微生物混合；S4、将混合物进行还田施用并对土壤进行测定。
2.根据权利要求1所述的一种处理含高氮磷污染废水材料还田利用方法，其特征在于，在步骤S1中，所述废弃贝壳处理并制备脱氮除磷的高效吸附剂包括以下步骤：S11、将废弃贝壳进行收集并用自来水清洗干净，将清洗干净的贝壳放入干燥箱中烘干，烘干温度60-80℃；S12、烘干后的贝壳放入高速粉碎机中粉碎，取得贝壳碎片；S13、将粉碎后的贝壳碎片放入研磨机内研磨，并将研磨粉末通过筛网过滤，制备得贝壳粉末；S14、将筛网过滤后的贝壳粉放入球磨罐中，并向球磨罐添加菱镁石及硝酸镧，贝壳粉、菱镁石和硝酸镧三者质量比为3-5:1-2：1；S15、将球磨罐在行星式球磨机中以600rpm的速率，维持研磨2h；S16、球磨后的粉末放入马弗炉中，在隔绝氧气的条件下，以10℃/min的速率开始加热至700-1000℃，并在700-1000℃下维持2h，加热完成后样品冷却至室温取出放入密闭容器中，获得掺镁镧烧制贝壳粉吸附剂。
3.根据权利要求2所述的一种处理含高氮磷污染废水材料还田利用方法，其特征在于，在步骤S11中，所述废弃贝壳为牡蛎贝壳、蛤蜊贝壳、扇贝贝壳及其他贝类贝壳中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种处理含高氮磷污染废水材料还田利用方法，其特征在于，在步骤S2中，所述将制备的吸附剂对氮和磷进行吸附处理及检测包括以下步骤：S21、取一玻璃瓶向瓶内加入100ml的1g/LNH4NO3和1g/LK2HPO4溶液；S22、取一定量掺镁镧烧制贝壳粉放入瓶内；S23、将玻璃瓶封口后放入恒温振荡器中连续振荡12小时，温度30-35℃，转速150-200rpm/min；S24、检测掺镁镧烧制贝壳粉对氮、磷饱和吸附量。
5.根据权利要求1所述的一种处理含高氮磷污染废水材料还田利用方法，其特征在于，在步骤S3中，所述将吸附后的材料与微生物混合包括以下步骤：S31、将吸附氮、磷后的材料收集；S32、将收集的材料放入搅拌机内，并向搅拌机内加入微生物，材料与微生物的质量比为500-1000：1；S33、启动搅拌机将材料与微生物搅拌混合，搅拌转速800r/min；S34、取搅拌完成的混合物收集备用。
6.根据权利要求5所述的一种处理含高氮磷污染废水材料还田利用方法，其特征在于，在步骤S32中，所述微生物主要为芽孢杆菌，具体包括枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌，芽孢杆菌与解淀粉芽孢杆菌质量比为1：1。
7.根据权利要求1所述的一种处理含高氮磷污染废水材料还田利用方法，其特征在于，在步骤S4中，所述将混合物进行还田施用并对土壤进行测定包括以下步骤：S41、将混合物在稻田施用，每亩施用混合物5—10kg；S42、稻田施用混合物30天后测定土壤中的无机磷溶解菌和有机磷矿化菌；S43、通过不施用混合物的稻田作为对照，检测混合物的施用对稻田土壤效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种处理含高氮磷污染废水材料还田利用方法，以解决上述背景技术提出的对于贝壳中具有大量碳酸钙及少量贝壳素，碳酸钙可用于废水脱氮除磷，具有较高的回收利用价值，直接焚烧处理造成大量浪费，使得贝壳无法得到充分利用的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种处理含高氮磷污染废水材料还田利用方法，包括以下步骤：
S1、废弃贝壳回收处理，制备脱氮除磷的高效吸附剂；
S2、将制备的吸附剂对氮和磷进行吸附处理及检测；
S3、将吸附后的材料与微生物混合；
S4、将混合物进行还田施用并对土壤进行测定。
优选的，在步骤S1中，所述废弃贝壳处理并制备脱氮除磷的高效吸附剂包括以下步骤：
S11、将废弃贝壳进行收集并用自来水清洗干净，将清洗干净的贝壳放入干燥箱中烘干，烘干温度60-80℃；
S12、烘干后的贝壳放入高速粉碎机中粉碎，取得贝壳碎片；
S13、将粉碎后的贝壳碎片放入研磨机内研磨，并将研磨粉末通过筛网过滤，制备得贝壳粉末；
S14、将筛网过滤后的贝壳粉放入球磨罐中，并向球磨罐添加菱镁石及硝酸镧，贝壳粉、菱镁石和硝酸镧三者质量比为3-5:1-2：1；
S15、将球磨罐在行星式球磨机中以600rpm的速率，维持研磨2h；
S16、球磨后的粉末放入马弗炉中，在隔绝氧气的条件下，以10℃/min的速率开始加热至700-1000℃，并在700-1000℃下维持2h，加热完成后样品冷却至室温取出放入密闭容器中，获得掺镁镧烧制贝壳粉吸附剂。
优选的，在步骤S11中，所述废弃贝壳为牡蛎贝壳、蛤蜊贝壳、扇贝贝壳及其他贝类贝壳中的一种或多种。
优选的，在步骤S2中，所述将制备的吸附剂对氮和磷进行吸附处理及检测包括以下步骤：
S21、取一玻璃瓶向瓶内加入100ml的1g/LNH4NO3和1g/LK2HPO4溶液；
S22、取一定量掺镁镧烧制贝壳粉放入瓶内；
S23、将玻璃瓶封口后放入恒温振荡器中连续振荡12小时，温度30-35℃，转速150-200rpm/min；
S24、检测掺镁镧烧制贝壳粉对氮、磷饱和吸附量。
优选的，在步骤S3中，所述将吸附后的材料与微生物混合包括以下步骤：
S31、将吸附氮、磷后的材料收集；
S32、将收集的材料放入搅拌机内，并向搅拌机内加入微生物，材料与微生物的质量比为500-1000：1；
S33、启动搅拌机将材料与微生物搅拌混合，搅拌转速800r/min；
S34、取搅拌完成的混合物收集备用。
优选的，在步骤S32中，所述微生物主要为芽孢杆菌，具体包括枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌，芽孢杆菌与解淀粉芽孢杆菌质量比为1：1。
优选的，在步骤S4中，所述将混合物进行还田利用包括以下步骤：
S41、将混合物在稻田施用，每亩施用混合物5—10kg；
S42、稻田施用混合物30天后测定土壤中的无机磷溶解菌和有机磷矿化菌；
S43、通过不施用混合物的稻田作为对照，检测混合物的施用对稻田土壤效果；其中，土壤基因组抽提方法：使用DNA分离试剂盒提取基因组，按照试剂盒说明书上的操作进行；无机磷溶解菌：pqqC基因主要参与无机磷的溶解作用，作为检测无机磷溶解菌的标记基因，Primer1：AACCGCTTCTACTACCAG，Primer2：GCGAACAGCTCGGTCAG；有机磷矿化菌：phoD基因参与有机磷矿化，作为检测有机磷矿化菌的标记基因，Primer1：CAGTGGGACGACCACGAGGT，Primer2：GAGGCCGATCGGCATGTCG；聚合酶链反应在94℃预变性4分钟，在94°C下变性35秒，52℃下变性35秒，72℃下变性持续30秒，共35个周期；最后在72℃延长8分钟。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本方法中通过将废弃贝壳进行清理烘干并破碎研磨成粉末，并混合菱镁石和硝酸镧制得掺镁镧烧制贝壳粉吸附剂，对于氮、磷具有较高的吸附能力，从而可以用于含高氮、磷废水处理的高效吸附剂使用，并利用吸附后的材料与微生物组合使用，提高稻田土壤对无机及有机磷的利用效率，便于进行还田利用，使得贝壳具有较高的经济价值，实现废弃物的资源化利用。
（发明人：周义新;蒋羽;黄杰;刘琪;焦义能;梅运军;秦振华）
