[发明专利]一种基于人工湿地强化处理养殖废水的微生态基质、其制备方法及其应用

说明书

本方面涉及一种基于人工湿地强化处理养殖废水的微生态基质、其制备方法及其应用，微生态基质是由生态载体球、生物炭、改性沸石混合而成的；微生态载体球是采用包埋剂中海藻酸钙包裹EM复配液中的复合微生物后交联固化获得；EM复配液是由EM原液、糖蜜、养殖废水和去离子水混合后厌氧发酵获得；复合微生物的包埋剂，是将盐酸活化的凹凸棒土与纳米SiO₂、海藻酸钠及蒸馏水混合均匀，搅拌，获得。采用本发明的微生态基质构筑的净化系统，比传统的人工湿地具有更好的净化效果。

技术领域

本发明涉及养殖废水处理领域，特别是一种基于人工湿地强化处理养殖废水的微生态基质及其制备方法。

背景技术

目前,我国的水产养殖业正处在从传统高产放养模式向规模化养殖、质量效益转变的历史转型期，但由于我国水产养殖仍采用大引大排的方式，既极大的消耗了水资源，同时水产养殖过程中投放的饲料残余和鱼、虾、蟹类排泄物形成的污染物使养殖水体日趋富营养化，未经处理的养殖废水直接排放容易造成周边水体的面源污染。

人工湿地由基质、植物和微生物构成，是一个综合的生态系统。人工湿地充分发挥了基质、植物和微生物的协同作用，克服了污水处理中化学方法易造成二次污染和物理方法治标不治本的缺点，具有投资低、操作简单、维护和运行费用低、水质净化效果好等优点，同时还能绿化土地，增加生物多样性，改善周边生态环境，是适合养殖废水处理的环境友好型技术。但是，从已有的工程实践来看，人工湿地处理技术尚存在一些问题，主要体现如下：(1)、微生物种类单一，自然状态下人工湿地中虽存在着许多可降解污染物质的土著微生物，但其浓度一般很低，往往向湿地直接投加单一高效目标污染物降解菌对水质进行控制，但这种投加方法存在着高效降解菌无法实现优势生长,容易出现菌体流失的缺陷。(2)、基质处理效果差，基质是人工湿地的重要载体，一般由不同级配、比例的单一或混合填料(砾石、土壤、砂、沸石等)构成，常规的人工湿地基质主要为各种粒径的砾石和无机吸附剂，对氮磷及有机污染物的处理效果不佳，而且不利于微生物的附着和挂膜，吨水占地面积大。(3)、人工湿地的处理效果具有季节性，冬季人工湿地的植物停止生长并死亡，净化效率变低，并且植物残体会重新释放氮磷元素至水体中，引起二次污染，因此应在植物停止生长后及时去除植物残体，以防再次污染水体。水产养殖废水中主要的污染物有氨氮、亚硝酸盐、有机污染物、磷及污损生物，具有可生化性高的特点。人工湿地对养殖废水有机物的去除率较高，但对氮磷的去除率偏低且不稳定，研究表明人工湿地对有机物、悬浮物、及污染细菌的去除率可高达90％以上，但对氮、磷的去除率相对较低而且不稳定，一般保持在40％～50％左右。

根据已有研究以及对人工湿地净化机理的了解，迫切需要提高人工湿地水产养殖废水的净化效果，改良人工湿地的基质，将微生态制剂技术应用到人工湿地中，合理配置湿地植物能促使对氮磷等水体富营养化元素吸收和降解，水质逐步得到好转，达到净化水产养殖水体的目的。

发明内容

为了解决现有规模化、高密度水产养殖业引发的水污染等问题，本发明的目的在于提供一种基于人工湿地强化处理养殖废水的微生态基质及其制备方法。利用复合微生物、复合固定化微生物载体、生物炭及改性沸石配置强化型微生态基质，高效、快速的处理水产养殖废水。解决了传统的人工湿地技术受制微生物功能单一、基质处理效果差导致净化效果欠佳的问题，实现了节能环保。

技术方案

为了实现上述发明目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种基于人工湿地强化处理养殖废水的微生态基质，是由生态载体球：生物炭：改性沸石按照30～40％：30～40％∶20～40％的比例混合而成的。

其中，生物炭是以人工湿地秋冬季节需要收割的湿地植物作为原料，在限氧环境条件下采用慢速热解法制备获得生物炭。