本发明属于螃蟹养殖技术领域，具体涉及一种用于螃蟹养殖的粉末状水质净化剂及其制备方法。
背景技术
随着水产养殖业的快速发展以及集约化程度的不断加深,养殖水体的污染日益严重，由此造成的病害问题也越来越严重。长期以来水产养殖业是以扩大养殖面积、增加水产资源来提高产量的资源消耗型养殖方式，其落后性和局限性愈来愈明显，随着我国人均耕地面积的不断减少，渔农争地的矛盾日益突出。某些养殖生产者忽视了处理养殖废水、废物等问题，不仅造成自身养殖水体生态环境的恶化，对自然生态系统也造成不良影响，如部分淡水池塘老化，淤泥沉积造成水体生态恶化。另外水资源严重缺乏，且不断遭受工业污染和由水产养殖带来的富营养化，水域生态平衡遭严重破坏，可利用的水资源越来越少，加上水域环境污染使养殖产品病害频繁发生，造成惨重的经济损失。
螃蟹是人们生活中常见的食物之一，由于含有丰富的蛋白质及微量元素，深受人们的喜爱。螃蟹是一种对水质要求很高，喜欢水质清净、透明度较大的水体环境。目前，养殖水质的净化主要通过化学药物和微生态制剂，然而，市场上的大多化学药品容易对水体造成二次污染，不仅容易破坏池塘的生物群落结构，而且不利于螃蟹的生长。微生态制剂作为一种新型的水质净化剂，具有安全性高，不会对水质造成污染的优点，但是目前市场上的微生态制剂由于稳定性较差，导致微生物改良水质的效果不尽如人意。因此，对微生物制剂做进一步的研究，提高其稳定性，增强其净化水质的能力，是一个亟待解决的问题。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种用于螃蟹养殖的粉末状水质净化剂及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种用于螃蟹养殖的粉末状水质净化剂，按重量份组分如下：壳聚糖5-10份、乙酸3-5份、过硫酸铵2-3份、羧甲基纤维素3-5份、聚乙二醇3-4份、改性膨润土3-5份、水溶性淀粉3-4份、尿素2-3份、食盐1-2份、酵母膏1-2份、无机盐溶液20-30份、微生物菌0.1-0.2份、明胶5-6份。
优选地，一种用于螃蟹养殖的粉末状水质净化剂，其中无机盐溶液中含有磷酸氢二钾5-8%、磷酸二氢钾4-7%、硫酸镁5-10%、硫酸亚铁6-8%，其余为去离子水。
优选地，一种用于螃蟹养殖的粉末状水质净化剂，其中微生物菌是由光和细菌、反硝化细菌、芽孢杆菌按照1:1:1的重量份组成的，并且微生物菌中微生物含量≥105个/ml。
优选地，一种用于螃蟹养殖的粉末状水质净化剂，其中改性膨润土的制备方法如下：
1）取黄原胶5-10份，加入2-3倍量的蒸馏水，搅拌溶解后再加入魔芋胶4-7份、阿拉伯胶3-5份、明胶2-4份，混合后升温至50-60℃，恒温反应30-50min，然后在转速为200-300r/min下搅拌50-70min，冷却后形成混合凝胶液；
2）取竹炭4-6份，加入到2-3倍量的浓度为1.0-2.0mol/l的稀硝酸溶液中，加热至50-70℃，在400-500w超声波下进行振荡40-50min，然后过滤，将固相沉淀物用蒸馏水洗涤至中性后再移至烘箱中，加热至60-70℃，烘干至恒重后进行研磨，过50目筛，制得酸改性竹炭；
3）取膨润土10-15份，加入到4-5倍量的浓度为3-5%的氢氧化钠溶液中，升温至60-80℃，恒温反应2-3h，然后经抽滤后将固相产物用蒸馏水洗涤至中性后再移至烘箱中，加热至60-70℃，烘干至恒重后进行研磨，过200目筛，制得碱改性膨润土；
4）将酸改性竹炭和碱改性膨润土混合后加入到1）中的混合凝胶液中，在转速为500-700r/min下搅拌1-2h，然后经抽滤后移至烘箱中，加热至70-80℃，干燥至恒重后加热至300-350℃进行煅烧2-3h，冷却至室温后进行研磨，过100目筛，即可制得改性膨润土。
优选地，一种用于螃蟹养殖的粉末状水质净化剂的制备方法，具体步骤如下：
1）取壳聚糖5-10份，加入2-3倍量的蒸馏水中，再加入乙酸3-5份，混合搅拌后升温至40-50℃，搅拌至壳聚糖完全溶解，然后加入过硫酸铵2-3份、羧甲基纤维素3-5份、聚乙二醇3-4份，混合后升温至80-90℃，恒温反应2-3h，冷却后制得改性壳聚糖；
2）取改性膨润土3-5份、水溶性淀粉3-4份，混合后加入3-4倍量的无菌水，在300-400r/min下进行高速搅拌20-30min，然后再加入尿素2-3份、食盐1-2份、酵母膏1-2份，混合溶解后加入无机盐溶液20-30份，制成混合培养液；
3）刮取微生物菌0.1-0.2份，接种至混合培养液中，在35-37℃的环境下进行摇床振荡培养20-24h，振荡转速为150-200r/min，获得活化菌株培养液；
4）将活化菌株培养液在5000-6000r/min下进行离心20-30min，静置2-3h后取上清液，加入明胶5-6份，加热至50-70℃，待明胶溶解后再加入1）中的改性壳聚糖，趁热在400-500w超声波下进行振荡分散20-30min，然后经低温烘干后进行研磨，过50目筛，即可制得粉末状的水质净化剂。
优选地，一种用于螃蟹养殖的粉末状水质净化剂的制备方法，其特征在于，所述低温烘干的温度为50-60℃，干燥至含水量为10-15%。
本发明相比现有技术具有以下优点：
1.本发明制备的粉末状水质净化剂，是由改性膨润土、微生物菌和改性壳聚糖混合制备而成的，改性膨润土的外表面包裹有一层改性壳聚糖，使得改性膨润土内的孔隙封闭，从而有利于微生物菌的大量滋生，并且该水质净化剂表面的改性壳聚糖具有很好的亲水性，易溶于水，在水中溶解后，改性膨润土空隙中滋生的微生物菌就可以缓慢的分散在水中，降解有机污染物及其水质中的氨氮，对水体进行净化，同时改性膨润土还可以吸附水体中的悬浮物以及磷，降低水体中的磷含量，从而缓解水体的富营养化；首先，将壳聚糖加入到乙酸溶液中溶解后再加入过硫酸铵和羧甲基纤维素进行加热反应，在引发剂过硫酸铵的作用下，羧甲基纤维素和聚乙二醇在壳聚糖的分子链间接枝，形成网状共聚物，并将壳聚糖分子包裹住，增加壳聚糖分子上的亲水基团羟基和羧基的含量，从而提高壳聚糖的亲水性；其次，将微生物菌接种在由改性膨润土、水溶性淀粉、尿素、食盐、酵母膏和无机盐溶液制成的培养液中进行培养，不仅可以扩大培养液中微生物菌的含量，而且由于改性膨润土的多孔结构可以为微生物菌提供繁殖生存的场所，经过培养后最终形成内部孔隙中含有大量微生物菌的改性膨润土悬浊液；最后，加入改性壳聚糖进行超声波振荡，在改性膨润土的吸附作用下，改性壳聚糖吸附至改性膨润土的表面并将其包裹住，形成内部孔隙滋生有大量微生物菌，外表面包裹有改性壳聚糖的封闭式的改性膨润土。
2.本发明制备的粉末状水质净化剂，其中的改性膨润土，首先，将黄原胶溶解后再加入阿拉伯胶和魔芋胶进行加热反应，形成的混合凝胶液具有很强的粘接性；其次，将竹炭浸泡在稀硝酸溶液中，然后进行超声波振荡，可以对竹炭内部空隙进行空化清理，可以显著改善竹炭内部空隙结构，提高孔容孔径，提高竹炭的吸附性；再次，将膨润土浸泡在氢氧化钠溶液中进行加热反应，可以去除膨润土表面及空隙中的杂质，起到疏通空隙的作用；最后，将酸改性竹炭和碱改性膨润土混合后加入到混合凝胶液中，进行高速搅拌，可以促进酸改性竹炭在凝胶液的粘接作用下将碱改性膨润土吸收至表面，形成酸改性竹炭为核，碱改性膨润土为壳的改性膨润土，提高膨润土的比表面积以及孔容孔径，提高吸附力。
3.本发明制备的粉末状水质净化剂，具有净化效果好、天然无毒、不会对水体带来二次污染的优点，可以高效的净化和提高水质的健康，从而有利于螃蟹的生长。
具体实施方式
下面结合具体实施方法对本发明做进一步的说明。
实施例1
一种用于螃蟹养殖的粉末状水质净化剂，按重量份组分如下：壳聚糖5份、乙酸3份、过硫酸铵2份、羧甲基纤维素3份、聚乙二醇3份、改性膨润土3份、水溶性淀粉3份、尿素2份、食盐1份、酵母膏1份、无机盐溶液20份、微生物菌0.1份、明胶5份。
作为优选，其中无机盐溶液中含有磷酸氢二钾5%、磷酸二氢钾4%、硫酸镁5%、硫酸亚铁6%，其余为去离子水。
作为优选，其中微生物菌是由光和细菌、反硝化细菌、芽孢杆菌按照1:1:1的重量份组成的，并且微生物菌中微生物含量≥105个/ml。
作为优选，其中改性膨润土的制备方法如下：
1）取黄原胶5份，加入2倍量的蒸馏水，搅拌溶解后再加入魔芋胶4份、阿拉伯胶3份、明胶2份，混合后升温至50℃，恒温反应50min，然后在转速为200r/min下搅拌70min，冷却后形成混合凝胶液；
2）取竹炭4份，加入到2倍量的浓度为1.0mol/l的稀硝酸溶液中，加热至50℃，在400w超声波下进行振荡50min，然后过滤，将固相沉淀物用蒸馏水洗涤至中性后再移至烘箱中，加热至60℃，烘干至恒重后进行研磨，过50目筛，制得酸改性竹炭；
3）取膨润土10份，加入到4倍量的浓度为3%的氢氧化钠溶液中，升温至60℃，恒温反应3h，然后经抽滤后将固相产物用蒸馏水洗涤至中性后再移至烘箱中，加热至60℃，烘干至恒重后进行研磨，过200目筛，制得碱改性膨润土；
4）将酸改性竹炭和碱改性膨润土混合后加入到1）中的混合凝胶液中，在转速为500r/min下搅拌2h，然后经抽滤后移至烘箱中，加热至70℃，干燥至恒重后加热至300℃进行煅烧3h，冷却至室温后进行研磨，过100目筛，即可制得改性膨润土。
一种用于螃蟹养殖的粉末状水质净化剂的制备方法，具体步骤如下：
1）取壳聚糖5份，加入2倍量的蒸馏水中，再加入乙酸3份，混合搅拌后升温至40℃，搅拌至壳聚糖完全溶解，然后加入过硫酸铵2份、羧甲基纤维素3份、聚乙二醇3份，混合后升温至80℃，恒温反应3h，冷却后制得改性壳聚糖；
2）取改性膨润土3份、水溶性淀粉3份，混合后加入3倍量的无菌水，在300r/min下进行高速搅拌30min，然后再加入尿素2份、食盐1份、酵母膏1份，混合溶解后加入无机盐溶液20份，制成混合培养液；
3）刮取微生物菌0.1份，接种至混合培养液中，在35℃的环境下进行摇床振荡培养24h，振荡转速为150r/min，获得活化菌株培养液；
4）将活化菌株培养液在5000r/min下进行离心30min，静置2h后取上清液，加入明胶5份，加热至50℃，待明胶溶解后再加入1）中的改性壳聚糖，趁热在400w超声波下进行振荡分散30min，然后经低温烘干后进行研磨，过50目筛，即可制得粉末状的水质净化剂。
作为优选，其特征在于，所述低温烘干的温度为50℃，干燥至含水量为15%。
实施例2
一种用于螃蟹养殖的粉末状水质净化剂，按重量份组分如下：壳聚糖7份、乙酸4份、过硫酸铵2份、羧甲基纤维素4份、聚乙二醇3份、改性膨润土4份、水溶性淀粉3份、尿素2份、食盐1份、酵母膏1份、无机盐溶液25份、微生物菌0.15份、明胶5份。
作为优选，其中无机盐溶液中含有磷酸氢二钾7%、磷酸二氢钾5%、硫酸镁70%、硫酸亚铁7%，其余为去离子水。
作为优选，其中微生物菌是由光和细菌、反硝化细菌、芽孢杆菌按照1:1:1的重量份组成的，并且微生物菌中微生物含量≥105个/ml。
作为优选，其中改性膨润土的制备方法如下：
1）取黄原胶7份，加入2.5倍量的蒸馏水，搅拌溶解后再加入魔芋胶5份、阿拉伯胶4份、明胶3份，混合后升温至55℃，恒温反应40min，然后在转速为200r/min下搅拌60min，冷却后形成混合凝胶液；
2）取竹炭5份，加入到2.5倍量的浓度为1.5mol/l的稀硝酸溶液中，加热至60℃，在400w超声波下进行振荡45min，然后过滤，将固相沉淀物用蒸馏水洗涤至中性后再移至烘箱中，加热至65℃，烘干至恒重后进行研磨，过50目筛，制得酸改性竹炭；
3）取膨润土12份，加入到4.5倍量的浓度为4%的氢氧化钠溶液中，升温至70℃，恒温反应2.5h，然后经抽滤后将固相产物用蒸馏水洗涤至中性后再移至烘箱中，加热至65℃，烘干至恒重后进行研磨，过200目筛，制得碱改性膨润土；
4）将酸改性竹炭和碱改性膨润土混合后加入到1）中的混合凝胶液中，在转速为600r/min下搅拌1.5h，然后经抽滤后移至烘箱中，加热至75℃，干燥至恒重后加热至320℃进行煅烧2.5h，冷却至室温后进行研磨，过100目筛，即可制得改性膨润土。
一种用于螃蟹养殖的粉末状水质净化剂的制备方法，具体步骤如下：
1）取壳聚糖7份，加入2.5倍量的蒸馏水中，再加入乙酸4份，混合搅拌后升温至45℃，搅拌至壳聚糖完全溶解，然后加入过硫酸铵2份、羧甲基纤维素4份、聚乙二醇3份，混合后升温至85℃，恒温反应2.5h，冷却后制得改性壳聚糖；
2）取改性膨润土4份、水溶性淀粉3份，混合后加入3.5倍量的无菌水，在300r/min下进行高速搅拌25min，然后再加入尿素2份、食盐1份、酵母膏1份，混合溶解后加入无机盐溶液25份，制成混合培养液；
3）刮取微生物菌0.15份，接种至混合培养液中，在36℃的环境下进行摇床振荡培养22h，振荡转速为170r/min，获得活化菌株培养液；
4）将活化菌株培养液在5000r/min下进行离心25min，静置2.5h后取上清液，加入明胶5份，加热至60℃，待明胶溶解后再加入1）中的改性壳聚糖，趁热在400w超声波下进行振荡分散25min，然后经低温烘干后进行研磨，过50目筛，即可制得粉末状的水质净化剂。
作为优选，其特征在于，所述低温烘干的温度为55℃，干燥至含水量为12%。
实施例3
一种用于螃蟹养殖的粉末状水质净化剂，按重量份组分如下：壳聚糖10份、乙酸5份、过硫酸铵3份、羧甲基纤维素5份、聚乙二醇4份、改性膨润土5份、水溶性淀粉4份、尿素3份、食盐2份、酵母膏2份、无机盐溶液30份、微生物菌0.2份、明胶6份。
作为优选，其中无机盐溶液中含有磷酸氢二钾8%、磷酸二氢钾7%、硫酸镁10%、硫酸亚铁8%，其余为去离子水。
作为优选，其中微生物菌是由光和细菌、反硝化细菌、芽孢杆菌按照1:1:1的重量份组成的，并且微生物菌中微生物含量≥105个/ml。
作为优选，其中改性膨润土的制备方法如下：
1）取黄原胶10份，加入3倍量的蒸馏水，搅拌溶解后再加入魔芋胶7份、阿拉伯胶5份、明胶4份，混合后升温至60℃，恒温反应30min，然后在转速为300r/min下搅拌50min，冷却后形成混合凝胶液；
2）取竹炭6份，加入到3倍量的浓度为2.0mol/l的稀硝酸溶液中，加热至70℃，在500w超声波下进行振荡40min，然后过滤，将固相沉淀物用蒸馏水洗涤至中性后再移至烘箱中，加热至70℃，烘干至恒重后进行研磨，过50目筛，制得酸改性竹炭；
3）取膨润土15份，加入到5倍量的浓度为5%的氢氧化钠溶液中，升温至80℃，恒温反应2h，然后经抽滤后将固相产物用蒸馏水洗涤至中性后再移至烘箱中，加热至70℃，烘干至恒重后进行研磨，过200目筛，制得碱改性膨润土；
4）将酸改性竹炭和碱改性膨润土混合后加入到1）中的混合凝胶液中，在转速为700r/min下搅拌1h，然后经抽滤后移至烘箱中，加热至80℃，干燥至恒重后加热至350℃进行煅烧2h，冷却至室温后进行研磨，过100目筛，即可制得改性膨润土。
一种用于螃蟹养殖的粉末状水质净化剂的制备方法，具体步骤如下：
1）取壳聚糖10份，加入3倍量的蒸馏水中，再加入乙酸5份，混合搅拌后升温至50℃，搅拌至壳聚糖完全溶解，然后加入过硫酸铵3份、羧甲基纤维素5份、聚乙二醇4份，混合后升温至90℃，恒温反应2h，冷却后制得改性壳聚糖；
2）取改性膨润土5份、水溶性淀粉4份，混合后加入4倍量的无菌水，在400r/min下进行高速搅拌20min，然后再加入尿素3份、食盐2份、酵母膏2份，混合溶解后加入无机盐溶液30份，制成混合培养液；
3）刮取微生物菌0.2份，接种至混合培养液中，在37℃的环境下进行摇床振荡培养20h，振荡转速为200r/min，获得活化菌株培养液；
4）将活化菌株培养液在6000r/min下进行离心20min，静置3h后取上清液，加入明胶6份，加热至70℃，待明胶溶解后再加入1）中的改性壳聚糖，趁热在500w超声波下进行振荡分散20min，然后经低温烘干后进行研磨，过50目筛，即可制得粉末状的水质净化剂。
作为优选，其特征在于，所述低温烘干的温度为60℃，干燥至含水量为10%。
实验例：
本实验于2017年8月在安庆某大型养殖场中进行，选取12个水面面积为6亩的池塘，池塘平均水深1m，平均分成3组，分别使用实施例1-3中的水质净化剂进行水质净化，使用量为每亩池塘投入200g，开启增氧机2h，对照组选用4个同样规格的池塘，不做任何处理，同样开启增氧机2h，3d后检测水质变化情况，结果如表一所示：
表一
从表一可以看出，实施例1-3中的池塘使用水质净化剂后，水质得到明显改善，盐度和氨态氮含量有所降低，ph和溶氧量有所增加，由此可见，本发明提供的水质净化剂可以显著改善池塘的水质，使得水质更加适合螃蟹的生长。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。