CN109985607A - 一种用于污水处理的微囊藻球或微囊藻饼 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及水处理技术领域，尤其是涉及一种用于污水处理的微囊藻球或微囊藻饼，该微囊藻球或微囊藻饼可通过如下方法获得：将通过打捞等方法获取的微囊藻液，加入固定剂海藻酸钠、聚乙烯醇，增孔剂聚乙二醇、葡聚糖的混合溶液进行混合，混合后通过造粒手段制作成微囊藻球或微囊藻饼，放入定型剂氯化钙溶液中定型，得到的微囊藻球或微囊藻饼，运用该藻球或藻饼可以对污水进行处理，在有效处置蓝藻的同时，同步净化水体，达到恢复水质、节约成本的多重效果。该微囊藻球或微囊藻饼可进行晾干，便于储存和运输，使用前进行活化后即可使用，经活化后的微囊藻球或藻饼仍具有较好的污水净化效果。

Description

一种用于污水处理的微囊藻球或微囊藻饼
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，尤其是涉及一种用于污水处理的微囊藻球或微囊藻饼。
背景技术
随着河湖流域人类活动的加剧、大量的营养盐通过各种途径进入水体，使得河湖进入富营养化状态。国际经济发展合作组织(OECD)将这种“水体中由于营养盐的增加而导致的藻类和水生植物生产力的增加、水质下降等一系列的变化，从而使得水的用途收到影响”的现象定义为河湖的富营养化，并制定了相应的标准。河湖富营养化目前以及今后相当长一段时间内都将是我国的重大水环境问题，与水体富营养化相伴随的一个普遍现象就是浮游植物的过渡生长，形成藻类的水华，从而导致水质下降、生态系统病变等一系列的水环境问题。而且，水华问题已不仅仅不是一个简单的水体污染问题，而是生态系统失调问题，是生态系统的结构功能在人类活动的干预下发生了重大变化之后出现的一种灾害。
水环境治理与保护是一项极其复杂的系统工程，除工程层面上对水体的富营养化进行治理外，在水环境保护中运用单一的或者多种控藻技术相结合的方式对藻类进行控制也是至关重要的。各类控藻技术发展至今，按除藻方式主要可以分为：絮凝除藻、药剂杀藻、微生物溶藻抑藻、机械除藻、植物化感抑藻、气浮除藻、水生动物除藻等。然而，这些工艺对于蓝藻的后续处置问题都没有很好的解决办法，造成蓝藻外运成本高及二次污染风险等问题出现。因此，如何有效处置微囊藻是蓝藻污染治理过程中的关键问题之一。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种新颖有效的资源化利用微囊藻的污水处理技术及方法，用于有效资源化利用微囊藻的同时高效去除水体中的营养盐、重金属离子及有机物，从而达到净化水质的目的。
为达到上述目的，本发明涉及一种微囊藻球或微囊藻饼，通过如下方法获得：将通过打捞等方法获取的微囊藻液，加入固定剂海藻酸钠、聚乙烯醇，增孔剂聚乙二醇、葡聚糖的混合溶液进行混合，混合后通过造粒手段制作成微囊藻球或微囊藻饼，放入定型剂氯化钙溶液中定型，即可使用。
优选的，所述微囊藻液通过打捞等手段取用即可，或者根据需要进行离心或浓缩后取用。
优选的，所述造粒手段可通过造粒机或其他造粒手段制作成微囊藻球或微囊藻饼。
优选的，固定剂海藻酸钠、聚乙烯醇，增孔剂聚乙二醇、葡聚糖的混合溶液中，所述海藻酸钠的质量浓度为1％-4％；所述聚乙烯醇的质量浓度为6-9％；所述聚乙二醇的质量浓度为1-5％；所述葡聚糖的质量浓度为1-5％。
其中，通过增加增孔剂的比例，可实现微囊藻球或藻饼漂浮在水面、悬浮在水体中或沉降到水底。
优选的，所述固定剂海藻酸钠、聚乙烯醇，增孔剂聚乙二醇、葡聚糖的混合溶液与所述微囊藻液的体积比为3:1-20:1，优选3:1-10:1。体积比越大，微囊藻球或微囊藻饼强度更大。
优选的，所述定型液中氯化钙的含量为1％-3％。所含氯化钙含量越高，定型效果越好(质量体积比m/v)。并且，优选把成形的微囊藻球或微囊藻饼加到氯化钙溶液中进行定型。
优选的，所述定型时间为3-24小时。
其中，固定时间越长，藻球或藻饼的机械强度及韧性越大。
优选的，所述微囊藻球或微囊藻饼可进行原位或异位干燥处理，干燥后的微囊藻球或藻饼便于储存和运输，使用前通过浸泡在水中或BG-11培养液中24-72小时的活化处理后即可使用，经活化后的微囊藻球或藻饼仍具有较好的污水净化效果；其中，所述干燥处理方法可以为晾干、阴干，或低温烘干，温度不超过60℃。
其中，温度不超过60℃，否则影响藻活性。
本发明还涉及上述任一项所述的微囊藻球或微囊藻饼用于污水处理的应用。
优选的，所述微囊藻球或藻饼可吸附水体中氮磷等营养盐、重金属离子，及大部分有机物。
本发明资源化利用微囊藻，进行固定化处理，制成固定化微囊藻球、微囊藻饼，运用该藻球或藻饼可以对污水中的营养盐(如氮磷等)、重金属离子，以及部分有机物进行吸附，净化水质，并可根据不同的水体类型选择适合的微囊藻固定化形状。本发明通过资源化利用微囊藻制成微囊藻球，能在有效处置蓝藻的同时，同步净化水体，达到恢复水质、节约成本的多重效果。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是实施例1干燥经活化后微囊藻球和未经干燥微囊藻球的氨氮去除率对比图；
图2是实施例1干燥经活化后微囊藻球和未经干燥微囊藻球的磷酸盐去除率对比图；
图3是实施例2微囊藻饼氨氮去除率和其磷酸盐去除率图；
图4是实施例3悬浮态微囊藻和固定态微囊藻球氨氮去除率对比图；
图5是实施例3悬浮态微囊藻和固定态微囊藻球磷酸盐去除率对比图。
具体实施方式
下面结合说明书对本发明做进一步的描述。
实施例1
将微囊藻液通过打捞，稍作晾晒后取用；在室温条件下(本实验为冬天进行，室内温度为-2℃-15℃左右)，将质量百分比为3％的海藻酸钠、9％的聚乙烯醇、4％的聚乙二醇及2％的葡聚糖的混合溶液混合均匀，将上述混合液及微囊藻液通过体积比3:1进行混合，通过造粒机造粒成直径约8-10mm的微囊藻球，浸入1％的CaCl2溶液中定形3小时，形成表面有一定强度的微囊藻球。将藻球进行自然风干，晾干后藻球体积缩小5-10倍，将藻球在自然条件下装瓶储存3天，第4天将干燥后的藻球放入BG-11培养基中进行活化，活化时间为24小时。
将活化完成的微囊藻球放入已知营养盐浓度的污水中进行净化处理。根据图1及图2可知，将所述活化完成的微囊藻球净化效果与同批次未进行干燥及活化处理的微囊藻球进行比较，所述干燥及活化后的微囊藻球仍具有净化水质的功效，其去除效果略低于直接制作并立即使用的微囊藻球，这样就可以将其干燥然后用的时候活化，便于运输。
实施例2
将微囊藻液通过打捞，稍作晾晒后取用；在室温条件下(本实验为冬天进行，室内温度为-2℃-15℃左右)，将质量百分比为3％的海藻酸钠、6％的聚乙烯醇、4％的聚乙二醇及2％的葡聚糖混合溶液混合均匀，将上述混合液及微囊藻液通过体积比20:1进行混合，将微囊藻与固定剂混合液倒入饼状定型器中，浸入1％CaCl2溶液中定型24小时，形成高0.5cm，直径10cm的微囊藻饼，研究本发明中固定态微囊藻饼去除水体中氨氮及磷酸盐的去除效果。研究结果如下：
根据图3比较可得，微囊藻饼可以去除水体中的氮磷等营养盐，同时微囊藻饼具有良好的机械强度和韧性，能够较长时间悬浮于污水中吸收污水中的氮磷等营养盐。
根据对实验结束后溶液中的叶绿素浓度测定可知，所述固定态微囊藻球所在溶液中检测到叶绿素浓度为0.0723±0.0233μg/L(原污水中叶绿素浓度为0.709±0.233μg/L)，通过镜检进行二次检查也没有发现微囊藻存在，说明在污水处理过程中，所述微囊藻球具有良好的固定效果，不会使微囊藻进入水体，避免的二次污染的危险。
实施例3
本实施例提供一种资源化利用微囊藻的污水处理技术及方法，在室温条件下(本实验为冬天进行，室内温度为-2℃-15℃左右)，将同一地点打捞的游离态微囊藻的污水去除效果与固定后的固定态微囊藻球去除水体中氨氮及磷酸盐的去除效果进行比较。研究结果如下：
根据图4及图5比较可得，本发明固定态微囊藻球可以去除水体中的氨氮及磷酸盐；其中，在添加相同浓度及藻液体积的前提下，游离态微囊藻的氨氮及磷酸盐去除率显著低于所述固定态微囊藻球的去除率。
根据对实验结束后溶液中的叶绿素浓度测定可知，所述固定态微囊藻球所在溶液中检测到叶绿素浓度为0.0546±0.0177μg/L(原污水中叶绿素浓度为1.802±0.233μg/L)，通过镜检进行二次检查也没有发现微囊藻存在，说明在污水处理过程中，所述微囊藻球具有良好的固定效果，不会使微囊藻进入水体，避免水体二次污染的危险。
实施例4
将微囊藻液通过打捞，稍作晾晒后取用；在室温条件下(本实验为冬天进行，室内温度为-2℃-15℃左右)，将质量百分比为1％的海藻酸钠、6％的聚乙烯醇、1％的聚乙二醇及5％的葡聚糖混合溶液混合均匀，将上述混合液及微囊藻液通过体积比3:1进行混合，将微囊藻与固定剂混合液倒入饼状定型器中，浸入1％CaCl2溶液中定型10小时，形成高0.5cm，直径10cm的微囊藻饼，研究本发明中固定态微囊藻饼去除水体中氨氮及磷酸盐的去除效果。研究结果可得，所述微囊藻饼在7天内能够去除水体中的氮磷等营养盐90％以上，同时微囊藻饼具有良好的机械强度和韧性，能够较长时间悬浮于污水中吸收污水中的氮磷等营养盐。
实施例5
将微囊藻液通过打捞，稍作晾晒后取用；在室温条件下(本实验为冬天进行，室内温度为-2℃-15℃左右)，将质量百分比为2％的海藻酸钠、7％的聚乙烯醇、5％的聚乙二醇及1％的葡聚糖混合溶液混合均匀，将上述混合液及微囊藻液通过体积比10:1进行混合，将微囊藻与固定剂混合液倒入饼状定型器中，浸入1％CaCl2溶液中定型10小时，形成高0.5cm，直径10cm的微囊藻饼，研究本发明中固定态微囊藻饼去除水体中氨氮及磷酸盐的去除效果。研究结果可得，所述微囊藻饼在7天内能够去除水体中的氮磷等营养盐90％以上，同时微囊藻饼具有良好的机械强度和韧性，能够较长时间悬浮于污水中吸收污水中的氮磷等营养盐。
以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种微囊藻球或微囊藻饼，通过如下方法获得：将通过打捞等方法获取的微囊藻液，加入固定剂海藻酸钠、聚乙烯醇，增孔剂聚乙二醇、葡聚糖的混合溶液进行混合，混合后通过造粒手段制作成微囊藻球或微囊藻饼，放入定型剂氯化钙溶液中定型，即可使用。
2.根据权利要求1所述的微囊藻球或微囊藻饼，其特征在于：所述微囊藻液通过打捞等手段取用即可，或者根据需要进行离心或浓缩后取用。
3.根据权利要求1所述的微囊藻球或微囊藻饼，其特征在于：固定剂海藻酸钠、聚乙烯醇，增孔剂聚乙二醇、葡聚糖的混合溶液中，所述海藻酸钠的质量浓度为1％-4％；所述聚乙烯醇的质量浓度为6-9％；所述聚乙二醇的质量浓度为1-5％；所述葡聚糖的质量浓度为1-5％。
4.根据权利要求1所述的微囊藻球或微囊藻饼，其特征在于：所述固定剂海藻酸钠、聚乙烯醇，增孔剂聚乙二醇、葡聚糖的混合溶液与所述微囊藻液的体积比为3:1-20:1。
5.根据权利要求1所述的微囊藻球或微囊藻饼，其特征在于：所述定型液中氯化钙的含量为1％-3％。
6.根据权利要求1所述的微囊藻球或微囊藻饼，其特征在于：所述定型时间为3-24小时。
7.根据权利要求1所述的微囊藻球或微囊藻饼，其特征在于：所述微囊藻球或微囊藻饼可进行原位或异位干燥处理，干燥后的微囊藻球或藻饼便于储存和运输，使用前通过浸泡在水中或BG-11培养液中24-72小时的活化处理后即可使用，经活化后的微囊藻球或藻饼仍具有较好的污水净化效果；其中，所述干燥处理方法可以为晾干、阴干，或低温烘干，温度不超过60℃。
8.由权利要求1至7任一项所述的微囊藻球或微囊藻饼用于污水处理的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述微囊藻球或藻饼可吸附水体中氮磷等营养盐、重金属离子，及大部分有机物。
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