一种利用海水鱼养殖含盐固废衍生制备生物炭的方法及应用技术

本发明专利技术涉及生物炭技术领域，具体涉及一种利用海水鱼养殖含盐固废衍生制备生物炭的方法及应用。对预处理的海水鱼养殖的残饵粪便进行限氧热解，即获得生物炭；将上述获得生物炭经改性液进行浸泡，或，浸泡后改性生物炭与上述限氧热解所得生物炭混合，即获得改性生物炭。本发明专利技术的生物炭具有较大的比表面积，提供了更多的污染物吸附位点，极大的提高了吸附性能。本发明专利技术氮和磷释放特性也表明，它可以用作盐碱土改良剂，以缓慢释放氮、磷肥料。磷肥料。磷肥料。

【技术实现步骤摘要】
一种利用海水鱼养殖含盐固废衍生制备生物炭的方法及应用


[0001]本专利技术涉及生物炭
，具体涉及一种利用海水鱼养殖含盐固废衍生制备生物炭的方法及应用。

技术介绍

[0002]在过去的几十年里，世界范围内水产养殖业的快速发展，从1990年到2018年，水产养殖产量增长了600％以上。2017年，水产养殖供应了8000多万吨鱼类和贝类。水产养殖业的快速发展同时对环境造成了巨大压力。特别是池塘养殖或循环水养殖系统等高密度陆地养殖模式往往在高产的同时形成大量残留的饵料和粪便。如果不适当处理这些固体废物，可能会导致抗生素、氮和磷等营养物质的过度积累。这将进一步导致水产养殖水质恶化、水产疾病的发生和环境污染，甚至导致生态失衡，已成为全球关注的问题。
[0003]在淡水养殖系统中，残留的饵料和粪便的处理通常采用堆肥发酵、厌氧消化、菌藻净化、鱼菜共生等方法，这些方法通常有利于回收淡水养殖系统的固体废弃物、缓解能源问题等。在海水养殖系统中，海水养殖尾水携带大量的颗粒物、氮磷营养盐等，是国家和地方养殖尾水排放标准和环保督察的主要指标。然而，由于含盐的特性，处理海水养殖系统中含盐诱饵残留物废物的选择有限，导致这些固体废物的再利用率低。所以为了解决这些问题，有必要寻找到绿色、环保、经济的处理方法来管理和使用海水养殖中产生的残饵粪便等，实现将残饵粪的资源化利用。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于提供一种利用海水鱼养殖含盐固废衍生制备生物炭的方法及应用。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用技术方案为：
[0006]一种利用海水鱼养殖含盐固废衍生制备生物炭的制备方法，
[0007]对预处理的海水鱼养殖的残饵粪便进行限氧热解，即获得生物炭；
[0008]将上述获得生物炭经改性液进行浸泡，或，浸泡后改性生物炭与上述限氧热解所得生物炭混合，即获得改性生物炭。
[0009]所述海水鱼养殖的残饵粪便的预处理为将收集的残饵粪便自然风干或电烘箱中70℃干燥48小时，直到无明显的水分流失；然后去除杂物，再用球磨机器或粉碎机粉碎后过2mm的筛子，待用。
[0010]所述限氧热解为将预处理的残饵粪便14
‑
16℃/min的升温速率分别升温至690
‑
710℃进行热解，而后分别在相应温度下热解炭化110
‑
130min，待冷至室温后取出得到海水鱼养殖含盐固废衍生制备的生物炭。
[0011]所述热解时以50
‑
60ml/min的速率通入N2提供限氧环境。
[0012]所述生物炭与改性液分别按每100g生物炭与1
‑
1.2L铁剂改性液或3L
‑
3.2L锆剂改性液混合，使生物炭在室温下于改性液中振荡浸泡23
‑
24h，干燥，即获得改性生物炭；其中，
铁剂改性液为5mol/L氯化铁溶液；锆剂改性液为0.3mol/L八水合氧氯化锆溶液。
[0013]所述将于690
‑
710℃限氧热解获得生物炭在室温下于氯化铁溶液或八水合氧氯化锆溶液中振荡浸泡23
‑
24h，干燥，即分别获得铁改性生物炭或八水合氧氯化锆改性生物炭。
[0014]所述690
‑
710℃限氧热解获得生物炭、铁改性生物炭、八水合氧氯化锆改性生物炭按1：2：2质量比混合，得到改性生物炭。
[0015]一种所述方法制备所得利用海水鱼养殖含盐固废衍生制备生物炭，按所述方法制备所得生物炭。
[0016]一种生物炭的应用，所述690
‑
710℃限氧热解获得生物炭、铁改性生物炭、八水合氧氯化锆改性生物炭按1：2：2质量比混合，得到改性生物炭在作为海水养殖尾水的吸附剂中的应用；使用剂量为5g/L废水。
[0017]一种所述生物炭的应用，所述690
‑
710℃限氧热解获得生物炭、铁改性生物炭、八水合氧氯化锆改性生物炭按1：2：2质量比混合，得到改性生物炭在作为土壤改良剂中的应用；
[0018]或，690
‑
710℃限氧热解获得生物炭、铁改性生物炭、八水合氧氯化锆改性生物炭按1：2：2质量比混合，得到改性生物炭作为海水养殖尾水的吸附剂吸附处理后过滤，再作为土壤改良剂中的应用。
[0019]其中，吸附处理为将所述混合生物炭投入待处理的海水养殖废水中，充分曝气30分钟沉淀60分钟，过滤收集沉淀。
[0020]上述作为土壤肥力改良剂改性生物炭施加剂量为21kg/m3。
[0021]本专利技术所具有的优点：
[0022]本专利技术生物炭的原料是鱼类的残余饵料和排泄物，与畜禽粪便、污泥等生物炭原材料类似，其中含有丰富的机物，这有利于这些富氧官能团在固体废物衍生生物炭表面的保留。本专利技术的生物炭具有较大的比表面积，提供了更多的污染物吸附位点，极大的提高了吸附性能。本专利技术氮和磷释放特性也表明，它可以用作盐碱土改良剂，以缓慢释放氮、磷肥料。此外较高比表面积也赋予生物炭在降低土壤容重、改善土壤结构和透水性以及降低盐度方面的显著优势。本专利技术以期合理利用水产养殖含盐固体废弃物制备一种对水体污染物具有显著吸附效果的生物炭，处理制备所得生物炭可作为盐碱地肥料及土壤改良剂，具有废物再利用和环境保护的进一步优势。
附图说明
[0023]图1是本专利技术实施例提供的不同类型海水鱼养殖含盐固废衍生生物炭的电镜扫描图。
具体实施方式
[0024]下面对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本专利技术，但并不构成对本专利技术的限定。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规说法。
[0025]实施例1
[0026]实施例中制备生物炭的原料来源于中国天津的一个海水养殖场收集，该养殖场的主要水产养殖物种是半滑舌鳎。残留饵料和粪便的蛋白质、灰分和可溶性盐含量的比参数分别为17.10
±
0.23％、56.19
±
0.67％和7.44
±
0.81％。与主要成分为碳水化合物(纤维素和半纤维素)的木质纤维素生物质不同，来自残留诱饵和粪便的生物质具有更高的蛋白质水平。
[0027]首先，收集干燥:将收集的残饵粪便自然风干或电烘箱中70℃干燥48小时，风干直到无明显的水分流失。粉碎:捡出其中石块碎屑等杂物，再用球磨机器或高速粉碎机粉碎，通过2mm的标准筛。
[0028]热解:将粉碎的残饵粪便样品装入石英舟放在管式炉中，而后以50ml/min的速率通过N2，以创建用于热解碳化的限氧或无氧环境。初始温度设置为25℃，加热速率为15℃/min，并在目标温度700℃下加热2h进行热解碳化。将获得的生物炭冷却至室温后，取出样品标记为BC700，而后并保存在密闭的干燥本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用海水鱼养殖含盐固废衍生制备生物炭的制备方法，其特征在于：对预处理的海水鱼养殖的残饵粪便进行限氧热解，即获得生物炭；将上述获得生物炭经改性液进行浸泡，或，浸泡后改性生物炭与上述限氧热解所得生物炭混合，即获得改性生物炭。2.按权利要求1所述的利用海水鱼养殖含盐固废衍生制备生物炭的制备方法，其特征在于：所述海水鱼养殖的残饵粪便的预处理为将收集的残饵粪便自然风干或电烘箱中70℃干燥48小时，直到无明显的水分流失；然后去除杂物，再用球磨机器或粉碎机粉碎后过2mm的筛子，待用。3.按权利要求1所述的利用海水鱼养殖含盐固废衍生制备生物炭的制备方法，其特征在于：所述限氧热解为将预处理的残饵粪便14
‑
16℃/min的升温速率分别升温至690
‑
710℃进行热解，而后分别在相应温度下热解炭化110
‑
130min，待冷至室温后取出得到海水鱼养殖含盐固废衍生制备的生物炭。4.按权利要求3所述的利用海水鱼养殖含盐固废衍生制备生物炭的制备方法，其特征在于：所述热解时以50
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60ml/min的速率通入N2提供限氧环境。5.按权利要求1所述的利用海水鱼养殖含盐固废衍生制备生物炭的制备方法，其特征在于：所述生物炭与改性液分别按每100g生物炭与1
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1.2L铁剂改性液或3L
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3.2L锆剂改性液混合，使生物炭在室温下于改性液中振荡浸泡23
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24h，干燥，即获得改性生物炭；其中，铁剂改性液为5mol/L氯化铁溶液；锆剂改性液为...

【专利技术属性】
技术研发人员：李贤，蔡永坤，吴乐乐，任丽苹，段姗杉，田文静，宋协法，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：