CN110937672A - 一种立体生物孵化床控藻剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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罗欢
陈华香
李�杰
孙玲玲
卢俊成
梁志宏
陈倩
李慧君
曾志鹏
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Abstract

本发明涉及水处理技术领域，特别涉及一种立体生物孵化床控藻剂及其制备方法与应用，由以下按成分质量份数组成：高岭土67.3～84.5份；聚合氯化铝7.5～14.8份；三氯化铁6.4～12.7份；所述高岭土为改性的高岭土。本发明将改性高岭土制作为复合絮凝剂，适用于水华的应急处理。本发明制备的高岭土复合絮凝剂不仅具有除藻功能，而且净水效果较佳、见效快，水体的浊度及叶绿素去除率较高。

Description

一种立体生物孵化床控藻剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，特别涉及一种立体生物孵化床控藻剂及其制备方法与应用。
技术背景
微生物投入使用前期需要生物孵化床里经过一定周期驯化完成后再运到现场喷洒使用，由于驯化过程使用的水源是来自污染水体，污染水体有些已经富营养化，极易引起生物孵化床内水华爆发，严重破坏了生物孵化床内的水生生态系统的平衡与稳定，藻细胞释放的毒素会对生物孵化床内微生物构成威胁。目前主要是投放三氯化铁或者聚合氯化铝，这两类无机絮凝剂在水中可水解成带电正性的胶体，可中和藻类表面电荷并得到较高的藻类去除率。
但是，这两类无机絮凝剂与藻类细胞所形成的絮体体积较大，结构疏松，沉降性能差，且易在水力冲击等外力作用下破碎，因而沉淀效果差且不稳定，在生物孵化床内难以清除。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种立体生物孵化床控藻剂，既可以中和藻类表面电荷，还能促进沉淀，容易清除。
本发明的另一发明目的在于提供该立体生物孵化床控藻剂的制备方法。
具体的技术方案为：
一种立体生物孵化床控藻剂，由以下按成分质量份数组成：
高岭土 67.3～84.5份；
聚合氯化铝 7.5～14.8份；
三氯化铁 6.4～12.7份；
所述高岭土为改性的高岭土。
该立体生物孵化床控藻剂的制备方法：包括以下步骤：
(1)将改性的高岭土粉碎、过筛；
(2)按照配比将步骤(1)处理后的改性的高岭土、与聚合氯化铝和三氯化铁混合均匀，然后研磨过筛得到立体生物孵化床控藻剂。
其中，所述的改性的高岭土有以下方法制得：
(1)先将粉碎后的高岭土输入已经运转的搅拌机中，再将稀盐酸缓慢加入高岭土中搅拌均匀，进行酸化处理
(2)将酸化处理后的高岭土，通过对辊机挤压为高岭土片状物，高岭土片状物的厚度不大于3毫米；
(3)将高岭土片状物进行焙烧，焙烧的条件为，时间2～4小时，温度在300～350℃；焙烧后的高岭土半成品含水量小于5％；
(4)高岭土半成品和助剂混合得到改性的高岭土。
进一步的，所述的高岭土和稀盐酸的用量按照质量比为50～65：25～30；所述稀盐酸的质量浓度为1～3％。
所述的助剂包括以下组分，速溶硅酸钾、聚丙烯醇、羟丙基甲基纤维素、碳酸氢钾；助剂各组分与高岭土半成品的质量比依次为1.2～5.6：2.3～5.7：2.4～3.6：1.6～2.3：70～85。
该立体生物孵化床控藻剂应用于去除生物孵化床水体中的藻类。将所述立体生物孵化床控藻剂投放到需要处理的水体中，投加量为0.15-0.35g/L。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)本发明将改性高岭土制作为复合絮凝剂，适用于生物孵化床的藻类控制，絮凝体的密实度有所增加，同时沉降速度相应的变快，絮凝体结构的改善有助于提高沉淀效果，容易去除。
(2)本发明制备的高岭土复合絮凝剂不仅具有除藻功能，而且净水效果较佳、见效快，水体的浊度及叶绿素去除率较高。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一种立体生物孵化床控藻剂，由以下按成分质量份数组成：
高岭土 54.8份；
聚合氯化铝 13.7份；
三氯化铁 7.1份；
所述高岭土为改性的高岭土。
立体生物孵化床控藻剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)先将粉碎后的高岭土输入已经运转的搅拌机中，再将稀盐酸缓慢加入高岭土中搅拌均匀，进行酸化处理；所述的高岭土和稀盐酸的用量按照质量比为57：29；所述稀盐酸的质量浓度为1.5％。
(2)将酸化处理后的高岭土，通过对辊机挤压为高岭土片状物，高岭土片状物的厚度不大于3毫米；
(3)将高岭土片状物进行焙烧，焙烧的条件为，时间4小时，温度在350℃；焙烧后的高岭土半成品含水量小于5％；
(4)高岭土半成品和助剂混合得到改性的高岭土。所述的助剂包括以下组分，速溶硅酸钾、聚丙烯醇、羟丙基甲基纤维素、碳酸氢钾；助剂各组分与高岭土半成品的质量比依次为2.7：2.8：3.4：1.8：74。
(5)将改性的高岭土粉碎、过筛；
(6)按照配比将步骤(1)处理后的改性的高岭土、与聚合氯化铝和三氯化铁混合均匀，然后研磨过筛得到立体生物孵化床控藻剂。
实施例2
一种立体生物孵化床控藻剂，由以下按成分质量份数组成：
高岭土 76.7份；
聚合氯化铝 8.1份；
三氯化铁 10.4份；
所述高岭土为改性的高岭土。
立体生物孵化床控藻剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)先将粉碎后的高岭土输入已经运转的搅拌机中，再将稀盐酸缓慢加入高岭土中搅拌均匀，进行酸化处理；所述的高岭土和稀盐酸的用量按照质量比为64：27；所述稀盐酸的质量浓度为2％。
(2)将酸化处理后的高岭土，通过对辊机挤压为高岭土片状物，高岭土片状物的厚度不大于3毫米；
(3)将高岭土片状物进行焙烧，焙烧的条件为，时间3小时，温度在350℃；焙烧后的高岭土半成品含水量小于5％；
(4)高岭土半成品和助剂混合得到改性的高岭土。所述的助剂包括以下组分，速溶硅酸钾、聚丙烯醇、羟丙基甲基纤维素、碳酸氢钾；助剂各组分与高岭土半成品的质量比依次为4.6：2.9：3.4：2.1：82。
(5)将改性的高岭土粉碎、过筛；
(6)按照配比将步骤(1)处理后的改性的高岭土、与聚合氯化铝和三氯化铁混合均匀，然后研磨过筛得到立体生物孵化床控藻剂。
实施例3
一种立体生物孵化床控藻剂，由以下按成分质量份数组成：
高岭土 81.4份；
聚合氯化铝 10.7份；
三氯化铁 7.2份；
所述高岭土为改性的高岭土。
立体生物孵化床控藻剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)先将粉碎后的高岭土输入已经运转的搅拌机中，再将稀盐酸缓慢加入高岭土中搅拌均匀，进行酸化处理；所述的高岭土和稀盐酸的用量按照质量比为51：28；所述稀盐酸的质量浓度为3％。
(2)将酸化处理后的高岭土，通过对辊机挤压为高岭土片状物，高岭土片状物的厚度不大于3毫米；
(3)将高岭土片状物进行焙烧，焙烧的条件为，时间4小时，温度在300℃；焙烧后的高岭土半成品含水量小于5％；
(4)高岭土半成品和助剂混合得到改性的高岭土。所述的助剂包括以下组分，速溶硅酸钾、聚丙烯醇、羟丙基甲基纤维素、碳酸氢钾；助剂各组分与高岭土半成品的质量比依次为4.5：4.5：3.1：1.8：80。
(5)将改性的高岭土粉碎、过筛；
(6)按照配比将步骤(1)处理后的改性的高岭土、与聚合氯化铝和三氯化铁混合均匀，然后研磨过筛得到立体生物孵化床控藻剂。
采取生物孵化床内的水样，该生物孵化床的驯化用水某城市市区内的河水水样，该河道已经爆发水华。检测得到得水样中浊度为15.87NTU；抽取原水样100ml，提取叶绿素后，用9∶1的丙酮溶液萃取24小时后，测得原水样叶绿素a含量为156.46μg/L。
分为五组样品，其中两组分别用单一的三氯化铁、单一的聚合氯化铝作为对比例1和对比例2；另外三组分别用实施例1到实施例3获得的立体生物孵化床控藻剂作用水样，作用效果如下：
对比例1：往1L水样中加入30mg三氯化铁，在磁力搅拌器上搅拌5分钟后，静置沉降。1小时后抽取水样中的上层清液进行测定浊度，与原水样的浊度相比，可得到1小时浊度去除率为54.57％，4小时浊度去除率为72.48％；4小时后抽取水样中的上层清液100mL，提取叶绿素后，用9∶1的丙酮溶液萃取24小时，然后测定叶绿素a含量，得到叶绿素a去除率为57.24％。
对比例2：往1L水样中加入30mg聚合氯化铝，在磁力搅拌器上搅拌5分钟后，静置沉降。1小时后抽取水样中的上层清液进行测定浊度，与原水样的浊度相比，可得到1小时浊度去除率为82.34％，4小时浊度去除率为85.76％；4小时后抽取水样中的上层清液100mL，提取叶绿素后，用9∶1的丙酮溶液萃取24小时，然后测定叶绿素a含量，得到叶绿素a去除率为82.14％。
实施例1：取实施例1所制得的立体生物孵化床控藻剂200mg加入到1L水样中，在磁力搅拌器上搅拌5分钟后，静置沉降。1小时后抽取水样中的上层清液进行测定浊度，与原水样的浊度相比，可得到1小时浊度去除率为87.24％，4小时浊度去除率为92.17％；4小时后抽取水样中的上层清液100mL，提取叶绿素后，用9∶1的丙酮溶液萃取24小时，然后测定叶绿素a含量，得到叶绿素a去除率为93.28％。
实施例2：取实施例1所制得的立体生物孵化床控藻剂200mg加入到1L水样中，在磁力搅拌器上搅拌5分钟后，静置沉降。1小时后抽取水样中的上层清液进行测定浊度，与原水样的浊度相比，可得到1小时浊度去除率为86.87％，4小时浊度去除率为92.48％；4小时后抽取水样中的上层清液100mL，提取叶绿素后，用9∶1的丙酮溶液萃取24小时，然后测定叶绿素a含量，得到叶绿素a去除率为94.27％。
实施例3：取实施例1所制得的立体生物孵化床控藻剂200mg加入到1L水样中，在磁力搅拌器上搅拌5分钟后，静置沉降。1小时后抽取水样中的上层清液进行测定浊度，与原水样的浊度相比，可得到1小时浊度去除率为86.75％，4小时浊度去除率为92.42％；4小时后抽取水样中的上层清液100mL，提取叶绿素后，用9∶1的丙酮溶液萃取24小时，然后测定叶绿素a含量，得到叶绿素a去除率为94.27％。
可见，本实施例制备的立体生物孵化床控藻剂除藻效果最好。
以上仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种立体生物孵化床控藻剂，其特征在于，由以下按成分质量份数组成：
高岭土 67.3～84.5份；
聚合氯化铝 7.5～14.8份；
三氯化铁 6.4～12.7份；
所述高岭土为改性的高岭土。
2.根据权利要求1所述的一种立体生物孵化床控藻剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将改性的高岭土粉碎、过筛；
(2)按照配比将步骤(1)处理后的改性的高岭土、与聚合氯化铝和三氯化铁混合均匀，然后研磨过筛得到立体生物孵化床控藻剂。
3.根据权利要求1所述的一种立体生物孵化床控藻剂的制备方法，其特征在于：所述的改性的高岭土有以下方法制得：
(1)先将粉碎后的高岭土输入已经运转的搅拌机中，再将稀盐酸缓慢加入高岭土中搅拌均匀，进行酸化处理；
(2)将酸化处理后的高岭土，通过对辊机挤压为高岭土片状物，高岭土片状物的厚度不大于3毫米；
(3)将高岭土片状物进行焙烧，焙烧的条件为，时间2～4小时，温度在300～350℃；焙烧后的高岭土半成品含水量小于5％；
(4)高岭土半成品和助剂混合得到改性的高岭土。
4.根据权利要求3所述的一种立体生物孵化床控藻剂的制备方法，其特征在于：所述的高岭土和稀盐酸的用量按照质量比为50～65：25～30；所述稀盐酸的质量浓度为1～3％。
5.根据权利要求3所述的一种立体生物孵化床控藻剂的制备方法，其特征在于：所述的助剂包括以下组分，速溶硅酸钾、聚丙烯醇、羟丙基甲基纤维素、碳酸氢钾；助剂各组分与高岭土半成品的质量比依次为1.2～5.6：2.3～5.7：2.4～3.6：1.6～2.3：70～85。
6.根据权利要求1所述的立体生物孵化床控藻剂的应用，其特征在于：所述的立体生物孵化床控藻剂应用于去除立体生物孵化床水体中的藻类。
7.根据权利要求6所述的立体生物孵化床控藻剂的应用，其特征在于：将所述立体生物孵化床控藻剂投放到需要处理的水体中，投加量为0.15-0.35g/L。
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