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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