CN103304014A - 一种从辣木油渣中提取除藻剂并用于去除水中藻类的方法 - Google Patents
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Abstract
一种从辣木油渣中提取除藻剂并用于去除水中藻类的方法，包括以下步骤：将经提油后的辣木油渣粉碎成辣木油渣粉；将辣木油渣粉和硫酸铵溶液混合并搅拌；对混合溶液进行过滤；在过滤液中添加硫酸铵粉末；对混合溶液进行离心处理；对白色沉淀用蒸馏水洗脱，将洗脱液进行透析；透析袋中的乳液即为最终的除藻剂；取一定量的除藻剂加入待处理含藻水中，搅拌并沉淀，即可去除水中藻类。本发明的原材料为辣木提油后的油渣，从而为辣木油渣的资源化利用开辟了新的道路；同时本发明具有除藻剂提取工艺简捷，设备简单，操作简便等优点，提取的除藻剂具有良好的除藻效果，为水体富营养化的治理以及水源水中藻类的去除提供了新的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种除去水中藻类的方法，尤其涉及一种从辣木油渣中提取除藻剂并用于去除水中藻类的方法。
背景技术
我国66%以上的湖泊、水库处于富营养化水平，其中重富营养和超富营养占22%，从而导致了藻类水华现象频繁发生。藻类的危害表现主要为：1）水中藻类的过度生长，使水体颜色发生改变，景观功能丧失。2）大量的藻类覆于水面，阻断水体中植物的光合作用，导致水体严重缺氧 ，同时藻类死亡分解的过程消耗水中溶解氧，使鱼类等窒息死亡，严重破坏水体的生态功能；3）藻类生长过程中释放的土臭素和2-甲基异茨醇等物质引起自来水异味，严重影响自来水的口感，同时藻类释放的藻毒素无法通过常规的水处理技术去除，而藻毒素可能诱发癌症，对使用者的健康危害极大。4）自来水厂原水中的藻类会堵塞滤池，造成水厂滤池反冲洗频率升高，从而提升制水成本，少量穿透滤池的藻类会影响供水水质。因此，如何有效的去除水中的藻类是全世界共同关心的问题。
目前除藻所采用的方法主要可以分为物理法，化学法和生物法。
物理法主要包括：1）机械打捞法。该方法包括人工打捞和机械打捞两种方式，其中人工打捞效率较低，机械打捞主要使用的设备为捞藻船，目前我国研发的捞藻船主要有吸取型、分离型及综合型等三种型号。捞藻船具有效率高的优点，如吸取型捞藻船的工作效率是人工打捞的30倍以上。2）曝气法。该方法主要是通过曝气的方式使下层低温水循环至表层，降低表层水温，控制藻类的快速扩增，使表层的藻类沉入底层，削弱光合作用并通过底层水的低温控制藻类生长。3）机械压力除藻。通过吸砂泵抽出水体底部富含泥沙的低温水，并播撒到水面，通过对表层水的降温，增大表层水的浊度以削弱光合作用，以及泥沙颗粒对藻类的吸附等作用除藻。4）超声除藻法。该技术主要是利用超声的机械力和超声空化效应所产生的冲击波、高温高压、射流等对藻细胞结构、功能和酶活性进行破坏从而达到除藻的目的。
化学法主要包括：1）重金属盐除藻。常用的重金属盐为硫酸铜，硫酸铜可使藻类蛋白质变性而达到除藻的目的，硫酸铜用量一般为0.3-0.5mg/L；2）混凝除藻。混凝剂的水解产物能通过压缩双电层，吸附架桥和网捕卷扫等作用使水中的个体藻类凝结成较大的颗粒，从而沉降去除。常用的混凝剂包括聚合氯化铝(PAC)、聚合氯化铝铁(PAFC)、聚合硫酸铁(PFS)、聚合硫酸铝(PAS)和硫酸铝(AS)，壳聚糖，改性粘土以及改性粉煤灰等。3）预氧化除藻。此方法通常用于自来水厂高藻原水的预处理。常用的氧化剂有氯、臭氧、次氯酸钠、二氧化氯、高锰酸钾等。氧化剂可以破坏藻类细胞，降低藻类活性，从而促进藻类的去除。高锰酸钾除了氧化作用外，其在水中形成的固相水合二氧化锰可以高絮凝粒子浓度，有利于 絮凝沉淀同时还可吸附于藻类表面，改变藻类表面特性， 增加藻类比重，改善藻类的沉降性能，从而有利于藻类的沉淀和过滤去除。
生物法主要包括：1）植物的化感作用除藻。该技术是利用其他植物分泌的抑藻物质来控制和去除藻类。所用的植物既可以是陆生植物，如稻草，杉木等，也可以是水生植物，如眼子菜，伊乐藻，狐尾藻，金鱼藻等。采用该法除藻的方式主要有三种：a）直接种植水生植物；b）投加干燥植物；c）提取植物所含的化感物质并用于除藻。作用的主要机理是抑制藻类的光合作用，破坏藻类的细胞膜和破坏藻类的酶活性。2）微生物除藻。某些病毒以及细菌、真菌和放线菌能够通过侵蚀，分解藻类细胞达到除藻的目的。同时，微生物生长过程中对氮磷的利用降低了水中氮磷含量，从一定程度上也抑制了藻类的生长。3）养鱼控藻。通过向水中投放花白鲢和鳙鱼等食藻鱼控制水中藻类。以鲢鱼为例，每条鲢鱼每生长1000克，需要吞食蓝藻40-50千克。当水体中鲢鱼投放密度大于50克/立方米，可有效控制水中蓝藻数量。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种从辣木油渣中提取除藻剂并用于水中藻类的方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种从辣木油渣中提取除藻剂并用于去除水中藻类的方法，包括以下步骤：
（1）、将经提油后的辣木油渣粉碎成辣木油渣粉；
（2）、将辣木油渣粉和硫酸铵溶液按照质量：体积=1:60～1:40的比例混合，并搅拌5～15分钟；
（3）、使用0.45微米的滤膜将所述混合溶液过滤；
（4）、在过滤液中添加硫酸铵粉末至混合溶液接近饱和；
（5）、使用离心机将接近饱和的混合溶液进行离心处理；
（6）、将离心处理后得到的白色沉淀用蒸馏水洗脱，将洗脱液加入截留分子量为3500道尔顿的透析袋中进行透析；
（7）、透析完成后，将透析袋中的乳液取出定容备用，此即为最终的除藻剂；
（8）、取步骤（7）中所述的除藻剂，加入待处理含藻水中，搅拌并沉淀，即可去除水中藻类。
所述步骤（1）中辣木油渣粉通过60目标准筛后再进行步骤（2）。
所述步骤（2）中与辣木油渣粉进行混合的硫酸铵溶液的浓度为0.8～1.2摩尔/升，混合溶液在1000～2000转/分钟的转速下搅拌10分钟，以促进辣木油渣粉中所含的除藻物质的充分溶出。
所述步骤（6）在透析时，透析袋放置在容器内，容器中为蒸馏水或者去离子水，蒸馏水或去离子水的量能将透析袋完全浸没，每隔1小时换一次水，促进透析袋中残留的硫酸铵的溶出。
所述步骤（6）在透析时，从容器中取一定量的水并加入几滴硫酸钡溶液，当容器中没有白色沉淀出现时即可停止透析。
所述步骤（8）中首先以200转/分钟的速度快速搅拌30秒钟，以使除藻剂和含藻水充分混合，接着以40转/分钟的速度缓慢搅拌15分钟，以使除藻剂和水中的藻类发生反应，生成絮体，从而从水中沉淀去除。
当整个搅拌过程完成之后，静沉半小时至一个半小时，以使水中形成的絮体充分沉淀，从而从水中去除藻类。
本发明的原材料为辣木提油后的油渣，从而为辣木油渣的资源化利用开辟了新的道路；同时本发明具有除藻剂提取工艺简捷，设备简单，操作简便等优点，提取的除藻剂具有良好的除藻效果，为水体富营养化的治理以及水源水中藻类的去除提供了新的方法。本发明实用性强，除藻成本低，易于推广应用。
具体实施方式
本发明的一种从辣木油渣中提取除藻剂并用于去除水中藻类的方法，一种从辣木油渣中提取除藻剂并用于去除水中藻类的方法，包括以下步骤：
（1）、将经提油后的辣木油渣粉碎成辣木油渣粉，使用60目标准筛对辣木油渣粉进行筛选；
（2）、将辣木油渣粉和硫酸铵溶液按照质量：体积=1:60～1:40的比例混合，优选1:50,并搅拌5～15分钟,优选10分钟；与辣木油渣粉进行混合的硫酸铵溶液的浓度为0.8～1.2摩尔/升，优选1摩尔/升，混合溶液在1000～2000转/分钟的转速下搅拌10分钟，以促进辣木油渣粉中所含的除藻物质的充分溶出。
（3）、使用0.45微米的滤膜将所述混合溶液过滤；
（4）、在过滤液中添加硫酸铵粉末至混合溶液接近饱和；
（5）、使用离心机将接近饱和的混合溶液进行离心处理；
（6）、将离心处理后得到的白色沉淀用蒸馏水洗脱，将洗脱液加入截留分子量为3500道尔顿的透析袋中进行透析；
（7）、透析完成后，将透析袋中的乳液取出定容备用，此即为最终的除藻剂；
（8）、取步骤（7）中所述的除藻剂，加入待处理含藻水中，搅拌并沉淀，即可去除水中藻类。根据水中藻类的数量通过实验确定得到的出渣提取物的最佳用量。
步骤（2）中与辣木油渣粉进行混合的硫酸铵溶液的浓度为0.8～1.2摩尔/升，混合溶液在1000～2000转/分钟的转速下搅拌10分钟，以促进辣木油渣粉中所含的除藻物质的充分溶出。
步骤（6）在透析时，透析袋放置在容器内，容器中为蒸馏水或者去离子水，蒸馏水或去离子水的量能将透析袋完全浸没，每隔1小时换一次水，促进透析袋中残留的硫酸铵的溶出。从容器中取一定量的水并加入几滴硫酸钡溶液，当容器中没有白色沉淀出现时即可停止透析。
步骤（8）中首先以200转/分钟的速度快速搅拌30秒钟，以使除藻剂和含藻水充分混合，接着以40转/分钟的速度缓慢搅拌15分钟，以使除藻剂和水中的藻类发生反应，生成絮体，从而从水中沉淀去除。当整个搅拌过程完成之后，静沉半小时至一个半小时，以使水中形成的絮体充分沉淀，从而从水中去除藻类。
下面结合具体实例对本发明做进一步描述：
（1）、将1克过60目筛的辣木油渣粉末与1摩尔/L的硫酸铵溶液按照辣木油渣粉质量：硫酸铵溶液体积=1:50的比例混合，然后在磁力搅拌器上以1000转/分钟的转速搅拌10分钟。
（2）、采用0.45微米的滤膜将上述搅拌后的混合液过滤，将滤液收集。
（3）、在滤液中投加经球磨机粉碎15分钟的硫酸铵粉末，投加至硫酸铵近饱和时停止，投加完毕后继续搅拌5分钟左右。
（4）、将上述浊液在4000转/分钟的离心机中离心10分钟，弃去上清液，加入10ml左右的去离子水洗脱附于离心管壁上的白色沉淀物。
（5）、将洗脱液加入截留分子量为3500道尔顿的透析袋中，将透析袋两端封闭后放入盛有去离子水的烧杯中，每隔一小时左右将烧杯中的水更换一次，在换水前取出一定量的水样，向其中加入数滴1摩尔/升硫酸钡溶液，若水中没有白色沉淀出现，即可认为透析袋中残留的硫酸铵已经完全去除，此时停止透析。
（6）、将透析袋中的乳液倒入烧杯，并用去离子水清洗透析袋内壁三次，然后定容至100毫升。
（7）、取200毫升人工配制的含的铜铝微囊藻的水样，加入不同量的除藻剂，在六联搅拌器上200转/分钟搅拌30秒，40转/分钟搅拌15分钟，并沉淀半小时，取反应前后的水样检测水中藻类含量，试验参数如表一所示。
表一 试验参数表
注：表中的藻浓度以叶绿素a计。
本实施例并非对本发明的材料、工艺方法等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (7)
1.一种从辣木油渣中提取除藻剂并用于去除水中藻类的方法，其特征在于：包括以下步骤，
（1）、将经提油后的辣木油渣粉碎成辣木油渣粉；
（2）、将辣木油渣粉和硫酸铵溶液按照质量：体积=1:60～1:40的比例混合，并搅拌5～15分钟；
（3）、使用0.45微米的滤膜将所述混合溶液过滤；
（4）、在过滤液中添加硫酸铵粉末至混合溶液接近饱和；
（5）、使用离心机将接近饱和的混合溶液进行离心处理；
（6）、将离心处理后得到的白色沉淀用蒸馏水洗脱，将洗脱液加入截留分子量为3500道尔顿的透析袋中进行透析；
（7）、透析完成后，将透析袋中的乳液取出定容备用，此即为最终的除藻剂；
（8）、取步骤（7）中所述的除藻剂，加入待处理含藻水中，搅拌并沉淀，即可去除水中藻类。
2.根据权利要求1所述的一种从辣木油渣中提取除藻剂并用于去除水中藻类的方法，其特征在于：所述步骤（1）中辣木油渣粉通过60目标准筛后再进行步骤（2）。
3.根据权利要求1或2所述的一种从辣木油渣中提取除藻剂并用于去除水中藻类的方法，其特征在于：所述步骤（2）中与辣木油渣粉进行混合的硫酸铵溶液的浓度为0.8～1.2摩尔/升，混合溶液在1000～2000转/分钟的转速下搅拌10分钟，以促进辣木油渣粉中所含的除藻物质的充分溶出。
4.根据权利要求1或2所述的一种从辣木油渣中提取除藻剂并用于去除水中藻类的方法，其特征在于：所述步骤（6）在透析时，透析袋放置在容器内，容器中为蒸馏水或者去离子水，蒸馏水或去离子水的量能将透析袋完全浸没，每隔1小时换一次水，促进透析袋中残留的硫酸铵的溶出。
5.根据权利要求4所述的一种从辣木油渣中提取除藻剂并用于去除水中藻类的方法，其特征在于：所述步骤（6）在透析时，从容器中取一定量的水并加入几滴硫酸钡溶液，当容器中没有白色沉淀出现时即可停止透析。
6.根据权利要求1或2所述的一种从辣木油渣中提取除藻剂并用于去除水中藻类的方法，其特征在于：所述步骤（8）中首先以200转/分钟的速度快速搅拌30秒钟，以使除藻剂和含藻水充分混合，接着以40转/分钟的速度缓慢搅拌15分钟，以使除藻剂和水中的藻类发生反应，生成絮体，从而从水中沉淀去除。
7.根据权利要求6所述的一种从辣木油渣中提取除藻剂并用于去除水中藻类的方法，其特征在于：当整个搅拌过程完成之后，静沉半小时至一个半小时，以使水中形成的絮体充分沉淀，从而从水中去除藻类。
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