CN108925584A - 一种高效除藻剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生物环保技术领域,具体涉及一种高效除藻剂的制备方法。本发明通过对煤矿废水进行菌种培养提取,过得具有高分解碳、氮等元素性能菌种,随后通过固体颗粒进行富集,使用水解聚马来酸酐对其进行包裹,在使用时,通过水解聚马来酸酐溶于水,释放包裹颗粒,通过藻类生物的作用,将固体颗粒中的铁进行利用,在双氧水的作用下破坏藻类的细胞壁和细胞膜,使藻类内部的亚铁离子释放出来,通过氧气和微生物的作用使亚铁离子形成铁离子,并且与其中硫酸根进行作用形成硫酸铁,硫酸铁在微生物等作用下,形成聚合硫酸铁,通过聚合硫酸铁的絮凝作用,增强除藻效果,并且有效的去除水中色素等有害物质。
Description
技术领域
本发明属于生物环保技术领域,具体涉及一种高效除藻剂的制备方法。
背景技术
水体富营养化是指在人类活动的影响下,水体加速自然演化过程,在短期内出现的富营养问题,即氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口和海湾等缓流水体,导致营养盐浓度过高。严重情况下引起藻类泛滥,称为藻型富营养化,即“水华”或“赤潮”。其危害主要表现在:
(1)水华爆发时,大面积的水面被藻类覆盖,阳光难以穿透水层,影响水中植物的光合作用,还可能造成水域上层溶解氧的过饱和状态及底层溶解氧的缺乏,这对水生动物正常的生长和繁殖会产生一定的影响;
(2)藻类在代谢过程中或藻体破裂后都会释放藻毒素,鱼腥藻、束丝藻和铜绿微囊藻是三种最常见的含有毒素的物种,微囊藻毒素除了直接对鱼类、人畜产生毒害以外,也是肝癌的主要诱因。最近研究显示,微囊藻毒素还具有胚胎毒性、免疫功能损害等作用,而由鱼腥藻、束丝藻产生的是神经毒素,会损害神经系统;
(3)大面积的藻类暴发,严重破坏了水生生态系统的平衡与稳定,不仅影响了水体景观,也影响了水产养殖业的发展。
目前控制藻类的技术主要包括物理方法、化学方法和生物方法:物理除藻 是利用过滤、声波、气浮、紫外线、电子线或电场、机械或人工打捞、水体循环、粘土絮凝和遮光技术等物理学方法,对藻类进行杀灭或抑制的技术。目前对藻类的物理处理方法主要包括沉淀和气浮处理工艺。由于藻类密度小,沉淀工艺很难将其有效去除。而气浮除藻工艺是通过向含藻水中通入大量高度分散的微气泡,与藻类相互粘附,形成整体密度小于水的浮渣而上浮至水面,然后利用刮渣机将水面上的藻类浮渣刮走,即完成藻类的去除。因此,气浮除藻工艺在高效除藻方面具有比较突出的优势。但气浮除藻工艺形成的浮渣层比较松散,微气泡不稳定易破碎,产生落渣现象,影响气浮出水水质,浮渣层会散发异味。作为应急除藻的物理方法,效果显著,无污染,但成本高,工作量大,周期长,对低密度或底层藻类的杀灭效果差,难以大面积使用;生物除藻,目前高效广谱的生物技术仍然有待开发,且生物除藻还可能带来新的藻类污染,目前还未能大面积使用;化学除藻是目前水华治理中采用最多的一种方法,利用化学药剂控制或者杀灭藻类在很长一段时间内仍然是控制水华的必要选择。目前,在各种化学高效除藻剂中药效持续时间较短,一段时间后藻类继续疯长,且易造成环境污染。
发明内容
本发明所要解决的技术问题:针对目前药效持续时间较短,且易造成环境污染的问题,提供一种高效除藻剂的制备方法。
为解决上述技术问题,本发明采用如下所述的技术方案是:
一种高效除藻剂的制备方法,该制备方法包括如下步骤:
(1)按重量份数计,取160~180份水、30~35份蛋白胨、10~15份硫酸铵、2~5份磷酸氢二钾、2~6份添加剂、2~4份氯化钠,杀菌消毒,再加入18~20份硫酸亚铁,调节pH,得营养液;
(2)将营养液与菌液按质量比16:1~3放入容器中进行混合,再置于培养箱中培养,在培养结束后,向容器中加入固体颗粒,加入量为培养液质量的15~20%,继续培养;
(3)待培养结束后,过滤,收集滤渣,将滤渣与水解聚马来酸酐水溶液按质量比1:7~9进行混合,冷冻干燥,收集干燥物,粉碎过筛,收集过筛颗粒;
(4)按质量份数计,取60~90份双氧水、40~45份过筛颗粒、10~13份羟甲基纤维、6份硫酸溶液、4~9份介孔二氧化硅、0.1~0.5份微量剂,搅拌混合,即可得高效除藻剂。
所述步骤(1)中添加剂为将硫酸镁、硝酸钙按质量比1:1~2混合而成。
所述步骤(2)中菌液的制备为:
A.取160~180份水、30~35份琼脂、10~15份硫酸铵、4~9份硫酸铁、2~5份磷酸氢二钾、2~6份硝酸钙、2~4份氯化钠,搅拌混合,杀菌消毒,得培养液;
B.将培养液与煤矿废水按质量比7~9:2混合均匀,调节pH至2.0~2.5,置于培养箱中,在25~30℃下培养3~6天,过滤,收集滤液,即得菌液。
所述步骤(2)培养条件为30~32℃,150r/min,培养32~36h。
所述步骤(2)中固体颗粒的制备方法为将赤铁矿、小麦秸秆及助剂按质量比7~10:4:1放入球磨机中进行球磨,收集球磨物,将球磨物放入煅烧炉,在300~400℃下保温3~5h,在800~1200℃下保温1~3h,冷却,收集煅烧物,粉碎,过筛,收集过筛颗粒,即得固体颗粒。
所述助剂为氧化铝。
所述步骤(4)中微量剂为甲壳素。
本发明与其他方法相比,有益技术效果是:
本发明通过对煤矿废水进行菌种培养提取,过得具有高分解碳、氮等元素性能菌种,以及氧化亚铁硫杆菌,随后通过固体颗粒进行富集,使用水解聚马来酸酐对其进行包裹,避免未使用时,微生物的损失,在使用时,通过水解聚马来酸酐溶于水,释放包裹颗粒,并且水解聚马来酸酐快速在水中进行扩散,对水质进行调节,通过藻类生物的作用,将固体颗粒中的铁进行利用,形成二价铁离子,在双氧水的作用下对藻类进行部分杀除,或者破坏藻类的细胞壁和细胞膜,使藻类内部的亚铁离子释放出来,同时双氧水的分解形成氧气,通过氧气和微生物的作用使亚铁离子形成铁离子,并且与其中硫酸根进行作用形成硫酸铁,硫酸铁在微生物等作用下进行水解,聚合,形成聚合硫酸铁,通过聚合硫酸铁的絮凝作用,进一步增强除藻效果,并且有效的去除水中色素等有害物质,并且伴随固体颗粒中铁的流失,增加了固体颗粒内部孔隙,增加吸附性能,增强了除藻效果。
具体实施方式
添加剂为将硫酸镁、硝酸钙按质量比1:1~2混合而成。
菌液的制备为:
A.取160~180份水、30~35份琼脂、10~15份硫酸铵、4~9份硫酸铁、2~5份磷酸氢二钾、2~6份硝酸钙、2~4份氯化钠,搅拌混合,杀菌消毒,得培养液;
B.将培养液与煤矿废水按质量比7~9:2混合均匀,调节pH至2.0~2.5,置于培养箱中,在25~30℃下培养3~6天,过滤,收集滤液,即得菌液。
固体颗粒的制备方法为将赤铁矿、小麦秸秆及助剂按质量比7~10:4:1放入球磨机中以800r/min进行球磨30min,收集球磨物,将球磨物放入煅烧炉,在300~400℃下保温3~5h,在800~1200℃下保温1~3h,冷却,收集煅烧物,粉碎,过200目筛,收集过筛颗粒,即得固体颗粒。
助剂为氧化铝。
微量剂为甲壳素。
一种高效除藻剂的制备方法,该制备方法包括如下步骤:
(1)按重量份数计,取160~180份水、30~35份蛋白胨、10~15份硫酸铵、2~5份磷酸氢二钾、2~6份添加剂、2~4份氯化钠,杀菌消毒,再加入18~20份硫酸亚铁,调节pH至2.0~2.5,得营养液;
(2)将营养液与菌液按质量比16:1~3放入容器中进行混合,再置于培养箱中培养,培养条件为30~32℃,150r/min,培养32~36h。在培养结束后,向容器中加入固体颗粒,加入量为培养液质量的15~20%,继续培养1~2天;
(3)待培养结束后,过滤,收集滤渣,将滤渣与1.2mol/L水解聚马来酸酐水溶液按质量比1:7~9进行混合3h,冷冻干燥,收集干燥物,粉碎过筛,收集过筛颗粒;
(4)按质量份数计,取60~90份双氧水、40~45份过筛颗粒、10~13份羟甲基纤维、6份硫酸溶液、4~9份介孔二氧化硅、0.1~0.5份微量剂,搅拌混合,即可得高效除藻剂。
添加剂为将硫酸镁、硝酸钙按质量比1:2混合而成。
菌液的制备为:
A.取180份水、35份琼脂、15份硫酸铵、9份硫酸铁、5份磷酸氢二钾、6份硝酸钙、4份氯化钠,搅拌混合,杀菌消毒,得培养液;
B.将培养液与煤矿废水按质量比9:2混合均匀,调节pH至2.5,置于培养箱中,在30℃下培养6天,过滤,收集滤液,即得菌液。
固体颗粒的制备方法为将赤铁矿、小麦秸秆及助剂按质量比10:4:1放入球磨机中以800r/min进行球磨30min,收集球磨物,将球磨物放入煅烧炉,在400℃下保温5h,在1200℃下保温3h,冷却,收集煅烧物,粉碎,过200目筛,收集过筛颗粒,即得固体颗粒。
助剂为氧化铝。
微量剂为甲壳素。
一种高效除藻剂的制备方法,该制备方法包括如下步骤:
(1)按重量份数计,取180份水、35份蛋白胨、15份硫酸铵、5份磷酸氢二钾、6份添加剂、4份氯化钠,杀菌消毒,再加入20份硫酸亚铁,调节pH至2.5,得营养液;
(2)将营养液与菌液按质量比16:3放入容器中进行混合,再置于培养箱中培养,培养条件为32℃,150r/min,培养36h。在培养结束后,向容器中加入固体颗粒,加入量为培养液质量的20%,继续培养2天;
(3)待培养结束后,过滤,收集滤渣,将滤渣与1.2mol/L水解聚马来酸酐水溶液按质量比1:9进行混合3h,冷冻干燥,收集干燥物,粉碎过筛,收集过筛颗粒;
(4)按质量份数计,取90份双氧水、45份过筛颗粒、13份羟甲基纤维、6份硫酸溶液、9份介孔二氧化硅、0.5份微量剂,搅拌混合,即可得高效除藻剂。
添加剂为将硫酸镁、硝酸钙按质量比1:1.5混合而成。
菌液的制备为:
A.取170份水、33份琼脂、13份硫酸铵、6份硫酸铁、4份磷酸氢二钾、4份硝酸钙、3份氯化钠,搅拌混合,杀菌消毒,得培养液;
B.将培养液与煤矿废水按质量比8:2混合均匀,调节pH至2.3,置于培养箱中,在28℃下培养5天,过滤,收集滤液,即得菌液。
固体颗粒的制备方法为将赤铁矿、小麦秸秆及助剂按质量比8:4:1放入球磨机中以800r/min进行球磨30min,收集球磨物,将球磨物放入煅烧炉,在350℃下保温4h,在1000℃下保温2h,冷却,收集煅烧物,粉碎,过200目筛,收集过筛颗粒,即得固体颗粒。
助剂为氧化铝。
微量剂为甲壳素。
一种高效除藻剂的制备方法,该制备方法包括如下步骤:
(1)按重量份数计,取170份水、33份蛋白胨、13份硫酸铵、4份磷酸氢二钾、4份添加剂、3份氯化钠,杀菌消毒,再加入19份硫酸亚铁,调节pH至2.3,得营养液;
(2)将营养液与菌液按质量比16:2放入容器中进行混合,再置于培养箱中培养,培养条件为31℃,150r/min,培养34h。在培养结束后,向容器中加入固体颗粒,加入量为培养液质量的18%,继续培养1.5天;
(3)待培养结束后,过滤,收集滤渣,将滤渣与1.2mol/L水解聚马来酸酐水溶液按质量比1:8进行混合3h,冷冻干燥,收集干燥物,粉碎过筛,收集过筛颗粒;
(4)按质量份数计,取75份双氧水、43份过筛颗粒、12份羟甲基纤维、6份硫酸溶液、6份介孔二氧化硅、0.4份微量剂,搅拌混合,即可得高效除藻剂。
添加剂为将硫酸镁、硝酸钙按质量比1:1混合而成。
菌液的制备为:
A.取160份水、30份琼脂、10份硫酸铵、4份硫酸铁、2份磷酸氢二钾、2份硝酸钙、2份氯化钠,搅拌混合,杀菌消毒,得培养液;
B.将培养液与煤矿废水按质量比7:2混合均匀,调节pH至2.0,置于培养箱中,在25℃下培养3天,过滤,收集滤液,即得菌液。
固体颗粒的制备方法为将赤铁矿、小麦秸秆及助剂按质量比7:4:1放入球磨机中以800r/min进行球磨30min,收集球磨物,将球磨物放入煅烧炉,在300℃下保温3h,在800℃下保温1h,冷却,收集煅烧物,粉碎,过200目筛,收集过筛颗粒,即得固体颗粒。
助剂为氧化铝。
微量剂为甲壳素。
一种高效除藻剂的制备方法,该制备方法包括如下步骤:
(1)按重量份数计,取160份水、30份蛋白胨、10份硫酸铵、2份磷酸氢二钾、2份添加剂、2份氯化钠,杀菌消毒,再加入18份硫酸亚铁,调节pH至2.0,得营养液;
(2)将营养液与菌液按质量比16:1放入容器中进行混合,再置于培养箱中培养,培养条件为30℃,150r/min,培养32h。在培养结束后,向容器中加入固体颗粒,加入量为培养液质量的15%,继续培养1天;
(3)待培养结束后,过滤,收集滤渣,将滤渣与1.2mol/L水解聚马来酸酐水溶液按质量比1:7进行混合3h,冷冻干燥,收集干燥物,粉碎过筛,收集过筛颗粒;
(4)按质量份数计,取60份双氧水、40份过筛颗粒、10份羟甲基纤维、6份硫酸溶液、4份介孔二氧化硅、0.1份微量剂,搅拌混合,即可得高效除藻剂。
对比例1:与实施例2基本相同,唯独不同的是在制备步骤(4)中缺少双氧水。
对比例2:广州市某公司生产的高效除藻剂。
在一系列250mL三角瓶中分别加入预先培养的同一批藻液各100mL,然后分别加入相应使用量的本发明制得的高效除藻剂即实施例1~3和对比例中的高效除藻剂,用显微镜分别在投加高效除藻剂3天、7天和15天后观察剩余藻类细胞数,检测高效除藻剂的除藻效果,除藻率=(未加入高效除藻剂藻细胞数目-加入高效除藻剂后剩余藻细胞数目)/未加入高效除藻剂藻细胞数目×100%,同时观察水体浑浊度,检测具体检测结果如表1所示:
表1:
项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 |
3天除藻率% | 99.4 | 99.3 | 99.7 | 62.3 | 90.5 |
7天除藻率% | 89.4 | 89.6 | 90.2 | 13.6 | 50.6 |
15天除藻率% | 78.6 | 78.8 | 79.9 | 10.2 | 20.3 |
水体浑浊情况 | 清澈透明 | 清澈透明 | 清澈透明 | 浊度较高但不透明 | 浊度较低但不透明 |
综上所述,由表1可知,本发明制备的高效除藻剂药效持续时间较长,且除藻后水体接近无叶绿素,浊度急剧下降,水体变得透明,不易造成环境污染,值得大力提倡使用。
Claims (7)
1.一种高效除藻剂的制备方法,其特征在于,该制备方法包括如下步骤:
(1)按重量份数计,取160~180份水、30~35份蛋白胨、10~15份硫酸铵、2~5份磷酸氢二钾、2~6份添加剂、2~4份氯化钠,杀菌消毒,再加入18~20份硫酸亚铁,调节pH,得营养液;
(2)将营养液与菌液按质量比16:1~3放入容器中进行混合,再置于培养箱中培养,在培养结束后,向容器中加入固体颗粒,加入量为培养液质量的15~20%,继续培养;
(3)待培养结束后,过滤,收集滤渣,将滤渣与水解聚马来酸酐水溶液按质量比1:7~9进行混合,冷冻干燥,收集干燥物,粉碎过筛,收集过筛颗粒;
(4)按质量份数计,取60~90份双氧水、40~45份过筛颗粒、10~13份羟甲基纤维、6份硫酸溶液、4~9份介孔二氧化硅、0.1~0.5份微量剂,搅拌混合,即可得高效除藻剂。
2.根据权利要求1所述高效除藻剂的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中添加剂为将硫酸镁、硝酸钙按质量比1:1~2混合而成。
3.根据权利要求1所述高效除藻剂的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中菌液的制备为:
A.取160~180份水、30~35份琼脂、10~15份硫酸铵、4~9份硫酸铁、2~5份磷酸氢二钾、2~6份硝酸钙、2~4份氯化钠,搅拌混合,杀菌消毒,得培养液;
B.将培养液与煤矿废水按质量比7~9:2混合均匀,调节pH至2.0~2.5,置于培养箱中,在25~30℃下培养3~6天,过滤,收集滤液,即得菌液。
4.根据权利要求1所述高效除藻剂的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)培养条件为30~32℃,150r/min,培养32~36h。
5.根据权利要求1所述高效除藻剂的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中固体颗粒的制备方法为将赤铁矿、小麦秸秆及助剂按质量比7~10:4:1放入球磨机中进行球磨,收集球磨物,将球磨物放入煅烧炉,在300~400℃下保温3~5h,在800~1200℃下保温1~3h,冷却,收集煅烧物,粉碎,过筛,收集过筛颗粒,即得固体颗粒。
6.根据权利要求5所述高效除藻剂的制备方法,其特征在于,所述助剂为氧化铝。
7.根据权利要求1所述高效除藻剂的制备方法,其特征在于,所述步骤(4)中微量剂为甲壳素。
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- 2018-07-20 CN CN201810803862.6A patent/CN108925584A/zh active Pending
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