Vesiviljelus mängib valguga varustatuse tagamisel ja ülemaailmse toidupuuduse probleemi lahendamisel üliolulist rolli. Viimastel aastatel on minu kodumaal veetoodete tootmine aasta-aastalt kasvanud. Aretusprotsessi pannakse suur hulk sööta. Fosfor on söödas asendamatu, kuid kalade söödas sisalduva fosfori kasutusmäär on üldiselt madal.
Uuringud on näidanud, et suurem osa sigimisprotsessi sattunud fosforist jääb aktiivse fosforina jääksöödasse ja väljaheitesse ning jääb lõpuks aretussabavette. Aktiivset fosforit kasutavad kergesti taimed, bakterid ja vetikad. Kui see saavutab teatud kontsentratsiooni, stimuleerib see vetikate vohamist, vähendab lahustunud hapniku kontsentratsiooni veekogus, viib veekogu eutrofeerumiseni ja seejärel mõjutab ökoloogilist tasakaalu, inimeste tervist ja põhjustab teatud määral majanduslikku kahju. . Seetõttu on vaja kiiresti kasutada sobivaid meetodeid vesiviljeluse sabavee töötlemiseks, et vähendada selle kahju pesitsusala ökoloogilisele keskkonnale.
Praegu on vesiviljeluse sabavees tavaliselt kasutatav fosfori eemaldamise meetod keemiline/koagulatsioonsadestamise meetod, mille käigus viiakse vedelas faasis olev fosfaat tahkesse faasi metalliioonide ja fosfaadi sadestumisreaktsiooni või rauasoolade ja alumiiniumsoolade koagulatsioonireaktsiooni kaudu. . Kuigi seda meetodit on lihtne kasutada, on sellel ilmsed vead, nagu töödeldud vee värvus (põhjustatud Fe3+), lahus on tugevalt happeline (pH alla 3), sekundaarne reostus on tõsine, ja keemilist muda tuleb käsitseda ettevaatlikult.
Lisaks kasutatakse tehismärgalasid, elektrokeemilisi meetodeid ja muid meetodeid ka tegelikes projektides fosfori eemaldamiseks vesiviljeluse heitveest, kuid nendel meetoditel on probleeme, nagu halb puhastusefekt, kõrged infrastruktuuri- või tegevuskulud ning halb stabiilsus. Seetõttu on kiiresti vaja välja töötada/kasutada uusi materjale või uusi meetodeid, et saavutada vesiviljeluse heitveest efektiivne fosfori eemaldamine.
Biochar on adsorptsioonimaterjal, millel on odav tooraine ja lihtne juurdepääs. Fosfori eemaldamise kohta biosöe või modifitseeritud biosöega on palju teateid. Eelmises uuringus uuriti kuuse biosöe (WBC), seenejäägi biosöe (VBC) ja modifitseeritud kuuse biosöe (SBC) adsorptsiooni omadusi simuleeritud reovees fosforil. Nende hulgas ei olnud WBC-l peaaegu mingit fosforit eemaldavat toimet ning VBC ja SBC maksimaalne adsorptsioonivõime fosforile oli vastavalt 86,70 ja 181,07 mg/g. Siiski on endiselt ebaselge nende kolme biosöe eemaldamise mõju fosforile tegelikus vesiviljeluse sabavees, millel on erinev veekvaliteedi taust. Tegelikus tootmises on eri tüüpi vesiviljeluse reoveel tavaliselt erinev vee kvaliteet ja need on palju keerukamad kui simuleeritud reovesi.
Lisaks on angerja väljaheidetest biosöe valmistamisel suur tähtsus vesiviljeluse rohelise arengu edendamisel, kuid siiani on ebaselge, kas angerja väljaheite biosöel (MBC) on võime fosforit eemaldada.
Seetõttu valiti selles uuringus kuuse, vankomütsiini jäägid ja angerja väljaheited biomassi tooraineks, et valmistada WBC, VBC, MBC ja SBC adsorbente, et töödelda kolme tüüpi tegelikku vesiviljeluse sabavett, ning uuriti erinevate biosöe eemaldamise mõju fosforile vesiviljeluse sabavees. Biosöe eemaldamise efekt ja eemaldamise mehhanism fosfori erinevatel vormidel erinevatel veekvaliteedi taustadel selgus kineetilise analüüsi ja erinevate iseloomustusmeetodite abil.
Tulemused näitavad, et neljast biosöe tüübist on SBC-l parim mõju, samas kui MBC vabastab vette fosforit. Pärast SBC töötlemist on TP magevee ja kontsentreeritud vesiviljeluse sadevees madalam kui mageveekogumisvee esimese ja teise taseme heitepiirang "Tiikide vesiviljeluse heitvee väljalaskestandardis" (DB 32/4043-2021) ja merevesiviljeluses. sadevesi vastab mere vastuvõtuvete esimese taseme heitenõuetele.
SBC-l on kiire aktiivse fosfori adsorptsioonikiirus kolme tüüpi vesiviljeluse sabavees ja see võib saavutada adsorptsiooni tasakaalu 30-60 minuti pärast, eemaldamise määraga 76,78%-93,07%; samas kui orgaanilise fosfori eemaldamise efekt sadevees on madal (14%-17%) ja võib toimuda desorptsioon. Aktiivse fosfori ja orgaanilise fosfori adsorptsiooniprotsess SBC poolt vastab pseudo-teise järgu kineetilisele mudelile. Aktiivse fosfori adsorptsioonimehhanism SBC poolt hõlmab peamiselt ligandivahetust ja keemilist sadestamist.
See uuring peaks andma tõhusaid juhiseid tegeliku fosforit sisaldava reovee puhastamiseks biosöega, et edendada biosöe materjalide kasutamist reoveepuhastuses alates alusuuringutest kuni praktilise kasutamiseni.
Tulemused
(1) Käesolevas uuringus kasutatud kolme vesiviljeluse sadevee TP ületas "Tiikide vesiviljeluse reovee väljalaskestandardi" väljalaskepiiri ja sisaldas teatud orgaanilise fosfori kontsentratsiooni. Iseloomustustulemused näitasid, et nelja valitud biosöe pinnamorfoloogia ja faasistruktuur olid oluliselt erinevad. WBC pind oli sile; SBC pind oli kare ja sisaldas peamiselt Mg(OH)2 nanolehti; VBC pind sisaldas peamiselt massiivset CaSO4 ja nanoosakest Fe3O4; ja MBC pind sisaldas AlPO4 ja SiO2.
(2) Fosfori eemaldamise efekt sabaveest WBC, SBC ja VBC poolt suurenes koos annuse suurendamisega. Parim mõju oli SBC-l, millele järgnes VBC. WBC jõudlus oli halb, samal ajal kui MBC vabastas vette fosforit. Pärast SBC töötlemist oli TP magevee ja kontsentreeritud vesiviljeluse sabavees madalam kui ülalnimetatud standardsete magevee vastuvõtuveekogude esimese ja teise taseme väljalaske piirnorm ning mere vesiviljeluse sabavesi vastas mere suublavee esimese taseme väljalaskenõuetele.
(3) SBC-l on kiire aktiivse fosfori adsorptsioonikiirus kolmes vesiviljeluse sabavees ja see võib saavutada adsorptsiooni tasakaalu 30-60 minuti pärast, eemaldamise määr on vahemikus 76,78% kuni 93,07%; samas on orgaanilise fosfori eemaldamise efekt sadevees suhteliselt madal (14%{7}}%) ja võib esineda desorptsioon. Aktiivse fosfori ja orgaanilise fosfori adsorptsiooniprotsess SBC poolt vastab pseudo-teise järgu kineetilisele mudelile.
(4) Aktiivse fosfori adsorptsioonimehhanism SBC poolt hõlmab peamiselt ligandivahetust ja keemilist sadestamist.
Esimene autor: Chen Yunchao
Autoriüksus: Fuzhou ülikooli keskkonna- ja ohutustehnika kool
Paberi DOI: 10.19965/j.cnki.iwt.{2}}