CN101289240B - 一种藻华去除处理剂及处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种藻华去除处理剂及处理方法，是将磁矿粉加入到聚二甲基二烯丙基氯化铵溶液中复配制得浊液，所述的浊液中磁矿粉含量为20-60g/L，聚二甲基二烯丙基氯化铵的含量为0.5-1.5g/L，然后加入所述的浊液到藻溶液中，通过聚二甲基二烯丙基氯化铵的吸附架桥和电性中和双重作用絮凝藻细胞，最后利用磁粉的磁响应性，在外磁场的作用下快速清除水体中藻类等有害物质。该方法能快速吸附或中和水中有害物质，提高水体透明度，保持水质稳定，酸碱平衡。在外磁场的作用下快速地富集藻细胞，解决了除藻之后的打捞问题，杜绝了二次污染的可能发生。

Description

一种藻华去除处理剂及处理方法
技术领域
本发明属于一种水体藻类污染的处理剂及处理方法。
背景技术
随着人类活动对水域生态系统的影响日益加剧：一方面，大量有机质与各种营养盐的工农业废水与生活污水排放到水体中；另一方面，作为水产养殖大国，目前我国水产养殖主要靠施肥或投饵获得尽可能多的鱼产品，生产中产生的残饵、残骸、鱼体排泄物以及施放的化肥、药物等污染了水体，造成整个大环境水质恶化，水体严重富营养化，水体中悬浮物增多，N、P含量增加，溶氧量下降，蓝藻水华的频发已成为全球富营养化水体的表征，由此导致生态系统的结构和功能遭到破坏，同时产生毒素，对人类和水生动物已构成威胁。因此人们迫切需要找出一种安全，低投入、高效无污染的应对方法。
自20世纪60年代以来，人们一直致力于研究控制蓝藻水华技术，发展现状如下：
(1)物理法
a机械法目前，物理法主要包括机械或人工打捞、黏土絮凝和遮光技术等方法。物理法表现得最为直接，它直接清除水体中的藻类，不会产生二次污染，但是由于需要昂贵的费用，因此该方法只能局限于小水体或大水体的局部水域机械除藻，通过机械方法清除水华蓝藻，对控制蓝藻污染可以起到较为重要的作用，但是如果在水华暴发前期加大机械清除蓝藻量，则对控制后期水华暴发可以起更明显的作用
b黏土除藻。黏土来源充足，具有天然无毒、使用方便、耗资少等特点，曾一度受到欢迎。早在1997年，就有专家在(Nature)上撰文指出，使用黏土除藻可能是治理藻华的最有发展前途的方法在相关文献报道中，也能找到这种技术在日本、美国、韩国、澳大利亚等国应用的实例，但到目前为止，黏土除藻技术还局限于海水体系的研究和局部应急处理，不能防止浅水湖泊藻类的泛起、底泥的二次污染和来年水华的复发，因而仍然难以在淡水湖泊中广泛使用，关键问题是治标不治本。改性黏土技术使得黏土除藻在淡水湖泊中的应用取得了显著效果，潘纲等将改性黏土技术与生态技术结合起来，系统研究黏土凝聚除藻的科学机理，提出了既能快速消除水华又能长期治理湖泊富营养化的一系列改性黏土技术，这一技术使得利用地黏土治理当地藻华的理想有望实现利用当地湖泊泥土、沉积物的自我循环清除水华，不仅大大降低了治理成本，也可防止底泥过度淤积，同时，保证了生态安全。
c遮光技术主要是通过在湖面覆盖部分遮光板，控制全湖藻类增殖.
(2)化学法
目前，抑制藻菌最行之有效的办法就是使用杀菌灭藻剂一般来说，化学法的时间效应比较快，但由于其对除微囊藻外的其他生物的副作用和能够加速释放藻毒素等缺点而受到限制。化学除藻法既不科学也不经济，它不可避免地将造成环境污染或破坏生态平衡，可以说，这是一种短视行为或是一种权宜之计。总的来说，使用化学除藻的的药剂一般要求为：高效、低(无)毒、无污染、无腐蚀，同时具有缓蚀、阻垢作用或能与缓蚀剂、阻垢剂配合使用，成本低，生产及运输安全，投药方便。
(3)生物法
对藻类进行生物控制是指在较短的时间内大量削减藻细胞的数目或防止藻类的暴发性增长为目的。目前，应用生物控藻的技术主要有如下几方面。
a以藻制藻通常选择水网藻，隶属绿藻门体长可达2m，鲜黄绿色，由于其生长繁殖快、吸收肥料能力强等特点而与藻类水华生长竞争水体的营养(氮磷)，从而抑制藻类水华的发生。研究表明，水网藻对水体氨氮、总氮和总磷的去除率均在70％以上。
b微生物絮凝剂除藻微生物絮凝剂是一种由微生物产生的具有絮凝功能的高分子有机物，主要有利用微生物细胞的絮凝剂、利用微生物细胞壁提取物的絮凝剂和利用微生物细胞代谢产物的絮凝剂三种类型，可以对包括藻类在内的大多数微生物产生絮凝作用，并且对环境无二次污染另外水体恢复功能菌(RB)、利水剂、AEM菌、PSB光合菌等，都有较好的除藻作用，具有操作简便，无二次污染产生等特点 此外，还有关于使用大麦杆控制水华藻类的报告。
c生物控制试剂潜在的生物控制试剂包括病毒、细菌、真菌、放线菌和原生动物等，主要通过这些生物对藻类的裂解或摄食来达到控制藻类的目的。
d高等植物克制藻类植物之间存在对环境生长因子：光、肥、水等的竞争和向环境释放化学物质对其他植物产生影响的相生相克的两种相互作用，如荸荠属水草、水葫芦、水花生、水浮莲、满江红、紫萍和两洋菜以及风眼莲，对蓝藻、绿藻等有抑制效应。
e鱼类控藻滤食性鱼类和杂食性鱼类能够直接滤食藻类，从而达到控藻的目的基于武汉东湖蓝藻水华消失的实践和原位围隔试验，促成了非经典生物操纵理论的提出。该理论强调了滤食性鱼类鲢和鳙对蓝藻的直接摄食导致蓝藻的下降。目前该理论在我国大多数富营养化湖泊藻类水华的治理中得到广泛应用。
上述的每种清除藻华方法都有其各自的优点和缺点，但粘土除藻的主要不足是：只是将蓝藻吸附后沉降到水底，降到水底的藻类还是活着的，依旧会存活并在一定时期内大量繁殖；其次，降到水底的藻类处于缺氧状态，如果腐烂后，会释放出硫化氢气体及藻毒素，而藻毒素是无法分解的，在水体中扩散后会导致底栖生物和孢子生物被闷死灭亡，严重的造成底泥缺氧，造成二次污染和生物死亡甚至放出有害气体，进一步破坏水体生物链，治标不治本。同时，浅水型湖泊，水深一般在4米以内，由于粘土的不断投加，使得湖底抬高，加快了湖泊沼泽化，水库库容减小，加剧湖泊萎缩，形成了我国江河小洪水、高水位、大灾害的后果。
发明内容
针对现有藻华处理剂以及方法的不足，本发明的目的是提供一种藻华去除处理剂及处理方法。
本发明的技术方案如下：
一种藻华去除处理剂，其特征在于是将磁矿粉加入到聚二甲基二烯丙基氯化铵溶液中复配制得浊液，所述的浊液中磁矿粉含量为20-60g/L，聚二甲基二烯丙基氯化铵的含量为0.5-1.5g/L。
所述的浊液中磁矿粉含量为20-60g/L，聚二甲基二烯丙基氯化铵的含量为0.8-1.2g/L。
一种藻华去除处理方法，其特征在于是将磁矿粉加入到聚二甲基二烯丙基氯化铵溶液中复配制得浊液，所述的浊液中磁矿粉含量为20-60g/L，聚二甲基二烯丙基氯化铵的含量为0.5-1.5g/L，然后加入所述的浊液到藻溶液中，通过聚二甲基二烯丙基氯化铵的吸附架桥和电性中和双重作用絮凝藻细胞，最后利用磁粉的磁响应性，在外磁场的作用下快速清除水体中藻类和其它有害物质。
所述的浊液中磁矿粉含量为20-60g/L，聚二甲基二烯丙基氯化铵的含量为0.81.2g/L。
利用该方法可使表征藻细胞数的叶绿素a从1327.1μg/L降到91.8μg/L，去除率达93.1％。浊度由428.2NTU降到4.6NTU ，去除率达98.9％；COD从435.46降到4.03，去除率达99.1％；总磷从1.616mg/L降到0.093mg/L，去除率达94.2％，总氮从13.282mg/L降到2.237mg/L，去除率达83.1％。
经检索：以磁矿粉-PDMDAAC均聚物为主要原料制备无机有机复合水处理剂的研究与应用，在国内外文献数据库中，目前未见相关文献报道。
该方法能快速吸附或中和水中有害物质，提高水体透明度，保持水质稳定，酸碱平衡。在外磁场的作用下快速地富集藻细胞，解决了除藻之后的打捞问题，杜绝了二次污染的可能发生。同时用酶法生物降解打捞物，使磁粉得以分离、回收和再利用，从而减少处理成本。该方法高效广谱，速度快，安全性能高，过量投入不会产生任何毒副作用，可完全替代各种藻华处理剂，是一种安全环保的绿色产品，该方法的制备工艺简单，成本经济，处理费用小，在海洋赤潮和湖泊的富营养化等领域具有推广应用前景。
具体实施方式
一种藻华去除处理剂及处理方法，是先将磁矿粉与1mg/mL的聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)溶液按重量(mg)与体积(mL)比20∶1～60∶1的比例复配制得磁性PDMDAAC浊液，然后加入0.5mL～2mL的复配物到藻溶液中，通过聚二甲基二烯丙基氯化铵的吸附架桥和电性中和双重作用絮凝藻细胞，最后利用磁粉的磁响应性，在外磁场的作用下快速清除水体中藻类等有害物质。

Claims (4)

1.一种藻华去除处理剂，其特征在于是将磁矿粉加入到聚二甲基二烯丙基氯化铵溶液中复配制得浊液，所述的浊液中磁矿粉含量为20-60g/L，聚二甲基二烯丙基氯化铵的含量为0.5-1.5g/L。
2.根据权利要求1所述的一种藻华去除处理剂，其特征在于所述的浊液中磁矿粉含量为20-60g/L，聚二甲基二烯丙基氯化铵的含量为0.8-1.2g/L。
3.一种藻华去除处理方法，其特征在于是将磁矿粉加入到聚二甲基二烯丙基氯化铵溶液中复配制得浊液，所述的浊液中磁矿粉含量为20-60g/L，聚二甲基二烯丙基氯化铵的含量为0.5-1.5g/L，然后加入所述的浊液到藻溶液中，通过聚二甲基二烯丙基氯化铵的吸附架桥和电性中和双重作用絮凝藻细胞，最后利用磁粉的磁响应性，在外磁场的作用下快速清除水体中藻类和其它有害物质。
4.根据权利要求3所述的一种藻华去除处理方法，其特征在于所述的浊液中磁矿粉含量为20-60g/L，聚二甲基二烯丙基氯化铵的含量为0.8-1.2g/L。
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