本发明涉及水环境治理及固废资源化领域，具体地指一种水华藻类资源化利用的方法。
背景技术：
1、目前，我国不同程度的富营养化湖泊约占全国湖泊总量59.1％，随着湖泊富营养化程度加剧，由此造成的水华频发在相当长一段时间内仍将是我国重大水环境问题。迄今为止，多种物理、化学以及生物技术已被开发应用于控制水华，而打捞作为一种简单易行、见效快、副作用小的物理技术，已普遍应用于减少藻类生物量，预防水华暴发或原位削减控制已暴发藻类水华的最直接、最安全、最有效的应急与治理措施。然而，“水华”发生时藻细胞密度高达108个/升以上，全球“水华”藻类生物量预估为3.75×108吨/年。作为“水华”发生时的优势藻种，蓝藻还可能释放对鱼类及人畜有毒有害的藻毒素，导致水资源不安全及短缺。
2、水华藻类富含有机质，对打捞后的藻泥进行资源化利用是大势所趋。目前，对打捞藻泥的资源化利用主要包括活性物质提取、饲料供应、农药利用、肥料供应、厌氧发酵、堆肥等。但是这些途径仍处于实验或小规模应用阶段，且都存在各种缺点或隐患。如作为饲料供应时发现蓝藻所携带的藻毒素对所喂养动物的生长具有明显的不利影响；而作为鱼类饲料可导致鱼体内含有毒素，对以该鱼为食的水生生物造成严重危害；厌氧发酵产沼气具有一定的优势，但占地面积大、作用时间长，难以处理大量藻泥。因而对于“来势汹汹”的水华暴发，焚烧法仍然是目前常用的打捞藻泥减量化与无害化处理手段。然而，焚烧藻泥需要对其进行深度脱水且会产出大量温室气体排放。
3、利用藻类生物质作为原料来合成碳材料也有相关报道，如利用紫菜、海带、线性刚毛藻、裙带菜等大型藻类作为原料，与硫酸进行水热反应，制备得可用于敏化太阳能电池的石墨烯量子点(专利公开号cn 105967178 a)。利用螺旋藻为原料，制备出可用于荧光检测重金属离子的碳量子点(专利公开号cn 111763514 a)。然而，上诉方法只利用了水热反应的部分产物，从藻类的资源化利用角度来说，没有达到全利用。
4、因此，需要开发出一种水华藻类资源化利用的方法，实现水华藻类全部资源化利用，有效缓解目前环境与能源方面的双重压力。
技术实现思路
1、本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种水华藻类资源化利用的方法，对由藻类废弃生物质转化而来的材料能利用其各自优异特性，实现完全的高值利用。
2、本发明的技术方案为：一种水华藻类资源化利用的方法，其特征在于，包括以下步骤：
3、(1)、采集野外富营养化水体水华暴发时的浮游藻类，预处理制得干藻粉；
4、(2)、将干藻粉加入硝酸中超声后搅拌，离心洗涤至中性，得到硝酸处理藻泥，将硝酸处理藻泥、硫脲加入去离子水中或仅将硝酸处理藻泥加入去离子水进行水热碳化反应，反应温度为140～220℃、时间为4～24h，反应结束后离心处理，收集上层液体得到水热碳化液l，下层固相经洗涤干燥后得到水华藻基水热炭s；
5、(3)、将硝酸铈水溶液作为溶液a，水华藻基水热炭s超声分散于naoh溶液中得到溶液b，将溶液a逐滴加入溶液b中得到混合液c，将混合液c搅拌后进行水热反应，水热反应温度为110～180℃、时间为12～24h，反应结束后离心处理，将沉淀物洗涤、烘干、研磨后进行煅烧，得到水热炭/ceo2复合光催化剂；
6、(4)、将水热碳化液l加入去离子水中形成营养液，用于种子发芽以及生长。
7、优选的，步骤(1)中，所述预处理包括：将野外水华暴发水体采集的藻液过800目筛网进行浓缩，再采用去离子水离心洗涤，置于烘箱105℃烘至恒量，过100目筛网，得到干藻粉。
8、优选的，步骤(2)中，每100ml硝酸中对应加入1～6g干藻粉，所述硝酸浓度为2mol/l。更优选的，每100ml硝酸中对应加入4g干藻粉。
9、优选的，步骤(2)中，水热碳化反应过程中，去离子水用量为每10ml去离子水对应按原料干藻粉计的硝酸处理藻泥0.25～1.25g；当有硫脲加入时，每10ml去离子水中对应加入0.25～2mmol硫脲，水热反应温度160～180℃℃、反应时间12～24h。更优选的，每10ml去离子水对应按原料干藻粉计的硝酸处理藻泥1g；当有硫脲加入时，每10ml去离子水中对应加入0.5mmol硫脲，水热反应温度160℃、反应时间12h。
10、优选的，混合液c中naoh浓度为1～6.5mol/l，混合液c中硝酸铈浓度为0.01～0.05mol/l，水华藻基水热炭s用量为每1mmol硝酸铈对应0.007～0.021g水华藻基水热炭s。更优选的，混合液c中naoh溶液浓度为6mol/l，硝酸铈浓度0.05mol/l，每1mmol硝酸铈对应0.014g水华藻基水热炭s。
11、优选的，步骤(3)中，将混合液c持续搅拌1～2h后进行水热反应。
12、优选的，步骤(3)中，煅烧温度为200～300℃、煅烧时间为2h。
13、优选的，步骤(4)中，水热碳化液l加入去离子水中得到浓度为0.2～1.0vt％的营养液。
14、进一步的，步骤(2)中，下层固相洗涤包括：先用去离子水离心洗涤2次、再用无水乙醇离心洗涤1次，每次离心洗涤转速10000rpm、时间10min；下层固相干燥温度为60℃，干燥时间为至恒重即可。
15、进一步的，步骤(3)中，沉淀物洗涤包括：用去离子水和无水乙醇交替离心洗涤6次，每次离心洗涤转速10000rpm、时间10min；干燥温度为60℃，干燥时间为至恒重即可。
16、优选的，步骤(3)中，溶液a体积不超过溶液b。
17、本发明还提供一种水热炭/ceo2复合光催化剂，由以上任一水华藻类资源化利用的方法制备得到。
18、本发明还提供一种水热炭/ceo2复合光催化剂的应用，应用于光催化降解有机污染物。
19、本发明还提供营养液，由以上任一水华藻类资源化利用的方法制备得到。
20、本发明还提供一种营养液的应用，应用于种子发芽以及生长。
21、本发明的有益效果如下：
22、1.本发明利用水热碳化这一经济且环境友好的废弃生物质转化技术将有毒有害水华藻类转化为固相水热炭，并将其进一步制备为碳基光催化材料，不仅实现废弃物的高值利用，而且还通过光催化材料的应用缓解环境污染和能源危机。水热碳化剩余碳化液部分也被用作植物生长营养液，实现了对水华藻泥的全部资源化利用。本发明在水华藻类废弃物资源化利用以及光催化材料的制备方面具有广阔的应用前景。
23、2.本发明可在水热碳化时加入硫脲，硫脲作用为强化水热炭s和碳化液l中的硫含量，相比于藻泥直接在去离子水中水热碳化，加入硫脲的优点为通过提高水热炭s和碳化液l中的硫含量，进一步提高二者的理化性能，使其分别在催化以及作为营养液使用方面发挥更好作用。
24、3.本发明将固相水热炭与氧化铈在水热合成后煅烧，制得的水热炭/ceo2复合光催化剂在用量为0.5g/l时，在150min内对20mg/l污染物(以对羟基苯甲酸酯类污染物为例)对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯、对羟基苯甲酸丁酯、对羟基苯甲酸苯甲酯的降解率分别高达48.34％，60.16％，66.23％，72.71％，96.6％，制备工艺简单，资源化利用率高。
25、4.本发明的水热碳化剩余碳化液在稀释于去离子水中，作为生菜种子发芽以及生长的营养液时，可显著提高发芽率以及叶绿素光合作用效率。
1.一种水华藻类资源化利用的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的水华藻类资源化利用的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述预处理包括：将野外水华暴发水体采集的藻液过800目筛网进行浓缩，再采用去离子水离心洗涤，置于烘箱105℃烘至恒量，过100目筛网，得到干藻粉。
3.如权利要求1所述的水华藻类资源化利用的方法，其特征在于，步骤(2)中，每100ml硝酸中对应加入1～6g干藻粉，所述硝酸浓度为2mol/l。
4.如权利要求1所述的水华藻类资源化利用的方法，其特征在于，步骤(2)中，水热碳化反应过程中，去离子水用量为每10ml去离子水对应按原料干藻粉计的硝酸处理藻泥0.25～1.25g；当有硫脲加入时，每10ml去离子水中对应加入0.25～2mmol硫脲；水热反应温度160～180℃、反应时间12～24h。
5.如权利要求1所述的水华藻类资源化利用的方法，其特征在于，步骤(3)中，混合液c中naoh浓度为1～6.5mol/l，混合液c中硝酸铈浓度为0.01～0.05mol/l，水华藻基水热炭s用量为每1mmol硝酸铈对应0.007～0.021g水华藻基水热炭s。
6.如权利要求1所述的水华藻类资源化利用的方法，其特征在于，步骤(3)中，将混合液c持续搅拌1～2h后进行水热反应。
7.如权利要求1所述的水华藻类资源化利用的方法，其特征在于，步骤(3)中，煅烧温度为200～300℃、煅烧时间为2h。
8.如权利要求1所述的水华藻类资源化利用的方法，其特征在于，步骤(4)中，水热碳化液l加入去离子水中得到浓度0.2～1.0vt％的营养液。
9.一种水热炭/ceo2复合光催化剂，其特征在于，由权利要求1～8中任一水华藻类资源化利用的方法制备得到。
10.一种营养液，其特征在于，由权利要求1～8中任一水华藻类资源化利用的方法制备得到。
