一种用于养殖系统的过滤材料及其制备方法和应用技术方案

本发明专利技术公开了一种用于养殖系统的过滤材料及其制备方法与应用。该过滤材料包括阳极材料、阴极材料，其中，阳极材料为活泼金属，所述阴极材料为不活泼金属或导电非金属。该过滤材料能显著改善养殖系统中的水质，且该过滤材料可以对养殖系统中的水体进行原位处理，使用方便，且无需额外施加电压或电流，因而更安全，同时，该过滤材料使用寿命长，无需频繁更换，另外，该过滤材料的制备方法简单、高效、环保，有利于大规模生产。

A filter material for aquaculture system and its preparation method and Application

The invention discloses a filter material for aquaculture system and a preparation method and application thereof. The filter material comprises an anode material and a cathode material, in which the anode material is an active metal and the cathode material is an inactive metal or a conductive non-metal. The filter material can significantly improve the water quality in the aquaculture system, and it can be used in situ to treat the water body in the aquaculture system. It is convenient to use and does not need additional voltage or current, so it is safer. At the same time, the filter material has a long service life and does not need frequent replacement. In addition, the preparation method of the filter material is simple, efficient and environmental friendly, which is conducive to large-scale production. Production.

【技术实现步骤摘要】
一种用于养殖系统的过滤材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及养殖废水处理领域，尤其涉及一种用于养殖系统的过滤材料及其制备方法与应用。
技术介绍
随着社会的进步、经济的发展，水族养殖走进越来越多的家庭和企业，水族动物一般采用封闭的水族箱进行养殖。但残饵及动物排泄物会产生大量的氨氮、亚硝酸盐、硫化物等污染物，不仅造成水体污染，且浑浊的废水在影响生物体健康的同时也使得观赏性下降，该问题已成为目前水族养殖体系所面临的共同的重要难题。目前，对于水族、养殖系统中水体的净化处理方式，主要利用机械式过滤或生物式过滤来维持水质，并移除水体中过多的饵料、排泄物、氨氮、亚硝酸氮、硝酸氮等物质。机械式过滤包括利用气泵或水泵使水流通过滤材，并通过滤材的吸附作用或滤材上的微生物作用以达到保持水质的要求。但滤材须定期更换才维持效能，而生物式过滤是利用细菌或微生物等进行一系列固氮、脱氢、固碳、氧化等作用，即：将水体中的污染物作为基质加以利用，借此降低水体中的有机废物及COD值。例如：CN104803487A公开了利用固定化硝化菌去除水族箱中的氨氮。然而，生物式过滤对水的参数敏感度较高，若水参数不适于微生物或细菌的存活，则可能效果不明显，甚至造成反效果的作用。另外，现有技术中也涉及到结合机械式过滤和生物式过滤以达到水质净化的目的，例如：CN201286292Y公开了一种物理拦截并生物降解的反应器；CN2564563Y公开了一种利用过滤、物理吸附、化学充氧等手段发挥生物膜作用，维持水体的生态平衡，但同样存在上述问题。为了解决上述机械式过滤或生物式过滤存在的问题，电化学方法成为一种新的水族净水方法，利用电芬顿反应或三维电极技术处理水中有机废物，即：利用体系中所催化产生的氧化性极强的羟基自由基(·OH)，其电极电势为2.8V，将废水中难降解的大分子有机物氧化分解为小分子有机物或彻底氧化为无机物。例如：CN103781730B公开了一种包含电化学絮凝反应器和存放在厌氧性介质盒中的装置，即：利用可产生羟基基团的碳基催化剂，将水族箱中的氨氮废物转为氮气，但此方法的缺点是该厌氧性介质盒的功能会受到水中溶氧量的影响，且还须有电流通过才能催化反应、发挥净水功效。微电解技术，目前的微电解工艺是在酸性条件下，以铁和炭作为填料，铁为阳极，碳为阴极，通过铁与炭之间形成的无数个微电流反应器产生微电流，使有机物在微电流的作用下被氧化还原，实现对废水的净化处理。但微电解技术目前仅应用于工业废水处理中，由于该微电解反应局限在pH值低于4以下，才有较好的处理效果，故无法应用于pH值需介于6-8的水族、养殖系统，并且处理过程中释出的羟基自由基会使得水体的pH值持续升高，一旦超出生物体可耐受的pH值，将引起生物体死亡，另外，在实际应用中，电解反应器要频繁冲洗，微电解材料也需要频繁更换，且目前的微电解材料还相对比较简单，处理效果有限，易造成生物体死亡，同时，若长时间浸泡在废水中极易发生板结、堵塞等问题，影响其使用寿命。因此，提供一种适宜原位处理养殖系统水体的高效、耐用的过滤材料，具有巨大的市场前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于养殖系统的过滤材料及其制备方法和应用。本专利技术所采取的技术方案是：本专利技术的目的之一在于提供一种用于养殖系统的过滤材料。上述过滤材料包括以下组分：阳极材料、阴极材料，其中，阳极材料为活泼金属，阴极材料为不活泼金属或导电非金属。优选地，上述过滤材料中阳极材料的质量百分数为26～65％，阴极材料的质量百分数为15～50％。优选地，阳极材料的质量百分数为35～65％、阴极材料的质量百分数为20～50％。更优选地，阳极材料的质量百分数为45～55％、阴极材料的质量百分数为30～45％。优选地，上述过滤材料还包括催化剂、酸化剂中的至少一种。更优选地，上述过滤材料包括催化剂和酸化剂。其中，上述催化剂在于提高过滤材料的反应速率或羟基自由基生成速率。优选地，上述过滤材料中催化剂的质量百分数为1～20％，酸化剂的质量百分数为0.05～20％。优选地，上述过滤材料中催化剂的质量百分数为3～10％，酸化剂的质量百分数为2～10％。更优选地，催化剂的质量百分数为3～5％，酸化剂的质量百分数为5～10％。优选地，上述过滤材料中还包括黏合剂。优选地，上述过滤材料中的黏合剂的质量百分数为2～40％；优选地，黏合剂的质量百分数为2～20％；更优选地，黏合剂的质量百分数为5～10％。优选地，当所述过滤材料中包含酸化剂时，其中还包括二氧化硅和缓释材料。优选地，上述酸化剂、二氧化硅和缓释材料的质量比为：1：(0.1～0.5)：(0.3～1)。更优选地，上述酸化剂、二氧化硅和缓释材料的质量比为：1：(0.3～0.5)：(0.6～0.8)。其中，上述缓释材料为高分子化合物。由于养殖系统的水用来供给生物体生存，其水体pH值须维持在6～8之间，因而需选择在此pH范围内能发生电解反应的阳极与阴极材料。优选地，上述阳极材料选自铁、铝、锌、铜、铂、金中的至少一种。更优选地，上述阳极材料选自铁、铝、锌、铜中的至少一种。优选地，在其中一个较佳的实施例中，阳极材料为铁、铝的混合物；优选地，铁、铝的质量比为1：(0.1～1)，更优选地，铁、铝的质量比为1：(0.5～1)。优选地，在另一个较佳的实施例中，阳极材料为铁、锌的混合物；优选地，铁、锌的质量比为1：(0.1～0.8)，更优选地，铁、锌的质量比为1：(0.1～0.5)。优选地，在较佳的实施例中，阳极材料为铁、铝、锌的混合物；优选地，铁、铝、锌的质量比为1：(0.2～0.6)：(0.05～0.4)，更优选地，铁、铝、锌的质量比为1：(0.3～0.5)：(0.1～0.3)。优选地，在较佳的实施例中，阳极材料为铁、铝、锌、铜的混合物；优选地，铁、铝、锌、铜的质量比为1：(0.2～0.6)：(0.05～0.4)：(0.01～0.08)，更优选地，铁、铝、锌、铜的质量比为1：(0.3～0.5)：(0.1～0.3)：(0.03～0.06)。值得注意的是上述阳极材料不限于上述较佳实施例的配比或组合，例如还可以是：阳极材料为铁、锌、铜的混合物；优选地，铁、锌、铜的质量比为1：(0.1～0.8)：(0.01～0.12)，更优选地，铁、锌、铜的质量比为1：(0.1～0.5)：(0.05～0.1)等。优选地，上述阴极材料选自碳、锰中的至少一种。当阴极材料为碳、锰混合物时，碳、锰的质量比为1：(0.05～0.5)；更优选地，碳、锰的质量比为1：(0.1～0.4)。优选地，上述黏合剂选自黏土、硅酸钠、聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠、膨润土中的至少一种。优选地，在其中一个较佳的实施例中，黏合剂为黏土和硅酸钠的混合物；优选地，黏土和硅酸钠的质量比为(1～2)：(1～2)。优选地，在另一个较佳的实施例中，黏合剂为聚乙烯醇和羧甲基纤维素钠的混合物；优选地，聚乙烯醇和羧甲基纤维素钠的质量比为(1～2)：(1～2)。优选地，在较佳的实施例中，黏合剂为黏土、羧甲基纤维素钠和聚乙烯醇的混合物；优选地，黏土、羧甲基纤维素钠和聚乙烯醇的质量比为(1～2)：(1～2)：(1～2)。值得注意的是上述黏合剂不限于上述较佳实施例的配比或组合。优选地，上述催化剂选自过氧化钙、氧化钙、碳酸钙、氢氧化钙、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于养殖系统的过滤材料，其特征在于：所述过滤材料包括以下组分：阳极材料、阴极材料，所述阳极材料为活泼金属，所述阴极材料为不活泼金属或导电非金属。

【技术特征摘要】
1.一种用于养殖系统的过滤材料，其特征在于：所述过滤材料包括以下组分：阳极材料、阴极材料，所述阳极材料为活泼金属，所述阴极材料为不活泼金属或导电非金属。2.根据权利要求1所述的过滤材料，其特征在于：所述过滤材料还包括催化剂、酸化剂中的至少一种；更优选地，所述过滤材料还包括黏合剂，所述催化剂在于提高过滤材料的反应速率或羟基自由基生成速率。3.根据权利要求1所述的过滤材料，其特征在于：所述过滤材料中阳极材料的质量百分数为26～65％，阴极材料的质量百分数为15～50％。4.根据权利要求2所述的过滤材料，其特征在于：所述过滤材料中催化剂的质量百分数为1～20％，酸化剂的质量百分数为0.05～20％；优选地，所述过滤材料中黏合剂的质量百分数为2～40％。5.根据权利要求2或4所述的过滤材料，其特征在于：当所述过滤材料中包含酸化剂时，其中还包括二氧化硅和缓释材料；优选地，所述酸化剂、二氧化硅和缓释材料的质量比为：1：0.1～0.5：0.3～1，所述缓释材料为高分子化合物。6.根据权利要求1或3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄志坚，克里斯托弗肯尼斯克莱夫，简廷涵，
申请(专利权)人：太阳高新技术深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44