专利名称：一种改性沸石在处理养虾废水中的应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及废水处理，具体地说是一种改性沸石在处理养虾废水中的应用。通过对天然沸石进行改性处理，提高了去除氨氮的效率。
背景技术：
随着生物工程技术、水处理技术、自动检测及计算机控制等高新技术的应用，把水产养殖从自然生态系引入人工(或半人工)控制的半生态系的新境界。养殖方式的进步在大幅度提高产量，推动水产养殖业发展的同时，对自身所依赖的水环境的破坏也日益加剧。在水产养殖中，水质的好坏直接影响着养殖对象的生存和生长，在诸多影响因素中，氮、磷的过量往往是造成水质恶化的主要因素。杨胜科等(杨胜科，王文科，李翔，沸石去除地下水中氨氮的影响因素分析及作用机理探讨[J]，西安工程学院学报，2000，22(3)69-72)研究结果表明，养殖水中的氮主要来源于鱼饲料中蛋白质的分解，而氨可以通过亚硝酸单胞菌的硝化作用被氧化为亚硝酸盐。水中浓度过高的氨对鱼虾体内酶的催化作用和细胞膜的稳定性产生严重影响，并破坏排泄系统和渗透平衡，亚硝酸盐浓度过高也会对鱼虾产生毒害。因此必须采取去除氨氮的措施。
目前去除水中氨氮的方法较多，有生化法、吹脱法、活性吸附法、折点加氯法、液膜法等，但因设备复杂、容易造成二次污染等原因，不适宜用于微污染水源中的氨氮去除。近年来，国内外开展了用沸石去除水中氨氮的研究，该法因成本低、再生容易、管理方便及其优异的除氨氮性能，已得到广泛关注。
天然沸石是含水多孔硅酸盐的总称，其结晶构造主要是由(SiO)四面体构成，其中部分Si4+为Al3+取代，导致负电荷过剩，因此，结构中有碱金属(或碱土金属)等平衡电荷的离子，同时沸石构架中有一定孔径的空腔和孔道，决定了其具有吸附、离子交换等性质(Zorpas A，Constantinides T，Vlyssides A G，Heavy Metal Uptake by Natural Zeolite and Metals Partitioningin Sewage Sludge Compost[J]，Bioresource Technology，2000，72113-119；Ortega E，Cheeseman C，Knight J，Properties of Alkali-Activated Clinoptilolite[J]，Cement and Concrete Research，2000，301641-1646)，其离子交换选择性顺序为Cs+＞Rb+＞K+＞NH4+＞Ba2+＞Sr2+＞Na+＞Ca2+＞Fe3+＞Al3+＞Mg2+＞Li+。可见其对氨氮具有很强的选择性吸附能力，因而可被用于氨氮废水的处理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改性沸石在处理养虾废水中的应用，采用改性沸石处理养虾废水成本低、再生容易、使用方便。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下
首先采用改性剂对天然沸石进行改性处理，再在反应器中将改性沸石与养虾废水充分接触，对养虾废水进行处理，以氨氮去除率考察沸石处理效果。改性时先将沸石用去离子水清洗干净，烘干，称取一定质量的沸石，浸泡在一定浓度的改性溶液中，充分搅拌≥2小时，烘干，备用。
所述改性剂可为0.05～0.30mol/L的HCl、0.01～0.05mol/L的H2SO4、0.2～1.0mol/L的NaCl、0.05-0.25mol/L的NaOH、或0.03-0.15mol/L的HCl与0.2～1.0mol/L的NaCl混合溶液；当改性剂为HCl和NaCl混合溶液时，最佳浓度NaCl为0.8mol/L，HCl为0.09mol/L；采用改性剂对天然沸石进行改性处理时间通常应≥2小时，最好≥4小时，此时可改性充分完全；改性沸石对养虾废水进行处理时，改性沸石与养虾废水接触时间应≥30分钟；在流化床中应用改性沸石对养虾废水进行处理时，空速(V水∶V沸石)通常可为1.2-2.4，空速(V水∶V沸石)为1.8时最好；改性沸石失去活性后，可使用NaCl溶液再生时，pH值在10.1～10.4较好。
本发明具有如下优点1.使用方便，效果好。本发明可有效处理养殖过程中产生的养虾废水中的氨氮。
2.成本低。本发明方法中改性剂(如HCl和NaCl混合溶液)容易得到，价格便宜，操作简单，有实际应用价值。
3.再生效果好。本发明方法中再生时使用NaCl碱性溶液，再生效果好。
具体实施例方式
实施例1改性沸石处理剂的制备首先将沸石用去离子水清洗干净，烘干，称取20克20～30目的沸石，浸泡在50ml改性溶液中，充分搅拌4小时，用去离子水清洗，烘干，制成改性沸石处理剂，备用。在用酸或碱性溶液改性时，需用去离子水清洗至中性。
实施例2改性沸石对养虾废水处理效果准确称取5g按实施例1方式改性的沸石处理剂(使用不同浓度改性剂溶液)，和100ml养虾废水若干份，分别放入一系列250ml锥形瓶内，室温下在摇床上振荡1h，取上清液，用纳氏试剂分光光度法测出溶液中氨氮浓度，计算出氨氮去除率。结果见表1-5。
表1.用HCl改性沸石对养虾废水处理效果
表2.用NaCl改性沸石对养虾废水处理效果
保持NaCl溶液浓度为0.8mol/L不变，改变HCl用量，对沸石进行改性处理，结果见表3。
表3.用HCl和NaCl改性沸石处理养虾废水效果
表4.用NaOH改性沸石对养虾废水处理效果
表5.用H2SO4改性沸石对养虾废水处理效果
从实验结果来看，用HCl和NaCl改性沸石对氨氮去除效果较好。
实施例3改性处理时间对养虾废水处理效果保持NaCl溶液浓度为0.8mol/L不变，改变改性处理时间，结果见表6。
表6.改性处理时间对养虾废水处理效果
采用改性剂对天然沸石进行改性处理时间通常应≥2小时，最好≥4小时，此时可改性充分完全。
实施例4
1.试验材料1)动物Wistar种大鼠48只，雄性，体重240～260g，北京医科大学动物部提供，合格证号医动字第01-3056号。
2)药物葛仙丹颗粒提取清膏，4.16g生药/ml膏；合心爽片(盐酸地尔硫缓释片)，30mg/片，天津田边制药有限公司，批号0010107。超氧化物歧化酶(SOD)试剂盒，南京建成生物工程研究所提供，批号20010423；丙二醛(MDA)试剂盒，南京建成生物工程研究所提供，批号20010419。
3)仪器分光光度计(UV-120-02型)，岛津公司生产；全自动生化分析仪(RA-100，美国)。
2.试验方法动物随机分为6组假手术组(取血清作正常对照)，模型组，合心爽16mg/kg组，葛仙丹颗粒10.0、5.0、2.5g生药/kg组。药物以生理盐水稀释至所需浓度，给药体积为3ml/kg，给药途径为十二指肠。
动物以戊巴比妥钠腹腔麻醉(45mg/kg)，仰位固定，心电图机(CardiofaxECG 6511型，上海)以标准II导联心电图监测；切开气管，插入气管插管，接呼吸机(SC-3型，上海医疗设备厂)行人工呼吸(32次/分，呼吸比值1∶3)；开胸，断3～5肋，打开心包膜，暴露心脏，于冠状动脉左前降支根部穿线(0号缝合线)，备结扎用；分离十二指肠准备给药；穿线后稳定10分钟，将一塑料凹管与血管并列，结扎(无ST段及T波改变者淘汰)，给入受试药物；40分钟后，沿凹槽剪断结扎线，使前降支实现再灌注；缝合胸壁，恢复自主呼吸。
打开结扎2小时后，腹主动脉取血，测定血清CK、LDH、SOD、MDA含量；心脏结扎线以下横切5片，N-BT染色，采用多媒体彩色病理图文分析系统(MPIAS-500)，以固定象距测量正常心肌及梗塞心肌面积，观察心肌梗塞程度；结果进行统计学处理(t检验)。
3.试验结果1)葛仙丹颗粒对心肌梗塞程度的影响，见表29。
权利要求
1.一种改性沸石在处理养虾废水中的应用，其特征在于首先采用改性剂对天然沸石进行改性处理，再在反应器中将改性沸石与养虾废水充分接触，对养虾废水进行处理，以氨氮去除率考察沸石处理效果。
2.按照权利要求1所述改性沸石在处理养虾废水中的应用，其特征在于所述改性剂为0.05～0.30mol/L的HCl、0.01～0.05mol/L的H2SO4、0.2～1.0mol/L的NaCl、0.05-0.25mol/L的NaOH、或0.03-0.15mol/L的HCl与0.2～1.0mol/L的NaCl混合溶液。
3.按照权利要求2所述改性沸石在处理养虾废水中的应用，其特征在于当改性剂为HCl和NaCl混合溶液时，最佳浓度NaCl为0.8mol/L，HCl为0.09mol/L。
4.按照权利要求1所述改性沸石在处理养虾废水中的应用，其特征在于采用改性剂对天然沸石进行改性处理时间≥2小时。
5.按照权利要求1所述改性沸石在处理养虾废水中的应用，其特征在于采用改性剂对天然沸石进行改性处理时间最好≥4小时。
6.按照权利要求1所述改性沸石在处理养虾废水中的应用，其特征在于改性沸石对养虾废水进行处理时，改性沸石与养虾废水接触时间≥30分钟。
7.按照权利要求1所述改性沸石在处理养虾废水中的应用，其特征在于在流化床中应用改性沸石对养虾废水进行处理时，空速V水∶V沸石为1.2-2.4。
8.按照权利要求7所述改性沸石在处理养虾废水中的应用，其特征在于空速V水∶V沸石为1.8时最好。
9.按照权利要求1所述改性沸石在处理养虾废水中的应用，其特征在于改性沸石失去活性后，使用NaCl溶液再生时，pH值在10.1～10.4较好。
全文摘要
本发明涉及废水处理，具体地说是一种改性沸石在处理养虾废水中的应用；首先采用改性剂对天然沸石进行改性处理，再在反应器中将改性沸石与养虾废水充分接触，对养虾废水进行处理，以氨氮去除率考察沸石处理效果。本发明优点为改性剂容易得到，价格便宜，操作简单，有实际应用价值，再生效果好。
文档编号C02F1/28GK1865160SQ200510046470
公开日2006年11月22日 申请日期2005年5月20日 优先权日2005年5月20日
发明者杨旭, 孙承林, 孙广路, 蔡钊荣, 史俊杰 申请人:中国科学院大连化学物理研究所