CN112345702A - 一种快速检验除藻剂除藻效果及确定除藻剂用量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种快速检验除藻剂除藻效果及确定除藻剂用量的方法，涉及水环境治理领域。首先将不同的除藻剂投加到从待治理水体中获取的样本中，再利用絮凝剂对藻类进行絮凝沉降，然后通过观测絮凝体是否产生气泡，是否在气泡的作用下上浮，便可快速检测除藻剂对藻类的杀灭效果，从而筛选出效果最佳的除藻剂。再将筛选出的除藻剂按不同剂量投加到从待治理水体中获取的样本中，再根据絮凝体的产气情况，即可判断该除藻剂的最佳使用量。本发明操作简单，反应迅速、直观，尤其适合施工前除藻剂的选择和用量判断；适用范围广，克服了显微镜镜检方法只适用于可裂解微藻细胞的除藻剂的缺陷，适合针对各种水体中各种藻类杀灭效果的评估。
Description
技术领域
本发明涉及水环境治理领域，具体涉及一种快速检验除藻剂除藻效果及确定除藻剂用量的方法。
背景技术
由于水体中氮、磷营养物质的富集，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，形成水华现象，不但会引起水体DO急剧下降、水质腐败，而且藻细胞衰亡或破裂释放出的微囊藻毒素也对人体健康构成了严重威胁。因此，控制和去除水体中的藻类对水环境的改善及饮水安全具有重大意义。
在水体治理实践中，通常采用向水体中投加化学除藻剂的方式对藻类进行杀灭，从而控制水华的大面积爆发。化学除藻剂除藻效果好，得到了广泛的应用，但是还存在以下几个问题：1）化学除藻剂的投加，可能会对水体产生新的污染；2）不同的水体藻类繁殖程度不同，对除藻剂的选择以及投加量的要求不用；3）不同的除藻剂除藻能力不同，投加量也有所差异。针对以上几个问题，都需要在向水体中投加除藻剂之前对除藻剂的除藻效果进行检验，并确定最佳的除藻剂用量，从而既保证对藻类的杀灭效果，又不会因除藻剂的过量投加对水体造成新的负荷。
目前，为了不过量投加化学除藻剂，有时会先少量投加，除藻效果不明显的情况下再逐步增加用量，这种方式既浪费人工，又增加成本，还延长了整个治理过程。另外一种方式是先取样，用不同浓度的化学除藻剂分别进行作用，再通过显微镜观察藻类细胞裂解情况，从而判断除藻剂的效果。但这种方式需要用到显微镜，需要一定的操作技能，不仅不够简便，而且不适用于不是通过裂解藻类细胞而杀灭藻类的药剂。
发明内容
本发明是基于现有技术存在的问题，提供一种快速检验除藻剂除藻效果及确定除藻剂用量的方法，以方便、快速地判定除藻剂的除藻效果，从而指导在施工前选取最佳的除藻剂并确定除藻剂的最佳用量，既保证对水体中藻类的杀灭效果，又不会因除藻剂的过量投加对水体造成新的负荷。
一种快速检验除藻剂除藻效果的方法，包括以下步骤：
（1）从待治理水体中取藻液；
（2）将藻液充分搅拌混匀，根据除藻剂种类数量n，分装于n+1个烧杯中，每个烧杯装藻液500ml；
（3）用pH试纸检测藻液pH值，若pH＜5或pH＞9，用0.5mol/L的盐酸或氢氧化钠调节，使藻液pH值介于5和9之间；
（4）将其中一个烧杯作为对照，向对照以外的每个烧杯中投加不同的除藻剂，投加量相同，投加后搅拌混匀，静置8～16h；
（5）向包括对照在内的每个烧杯中投加絮凝剂，投加量为70-100mg/L，剧烈搅拌30S，8-15min后絮凝体形成并沉降至烧杯底部；
（6）将每个烧杯中的絮凝体进行光照培养；
（7）1h后，观察每只烧杯中的气泡产生情况，以及絮凝体在烧杯中所处的位置。
一种快速确定除藻剂用量的方法，包括以下步骤：
（1）从待治理水体中取藻液；
（2）用pH试纸检测藻液pH值，若pH＜5或pH＞9，用0.5mol/L的盐酸或氢氧化钠调节，使藻液pH值介于5和9之间；
（3）将藻液充分搅拌混匀，分装于4～6个烧杯中，每个烧杯装藻液500ml；
（4）将其中一个烧杯作为对照，向对照以外的每个烧杯中投加采用一种快速检验除藻剂除藻效果的方法筛选出的除藻剂，每个烧杯的投加量不同，搅拌混匀，静置8～16h；
（5）向包括对照在内的每个烧杯中投加絮凝剂，投加量为70-100mg/L，剧烈搅拌30S，8-15min后絮凝体形成并沉降至烧杯底部；
（6）将每个烧杯中的絮凝体进行光照培养；
（7）1h后，观察每只烧杯中的气泡产生情况，以及絮凝体在烧杯中所处的位置。
进一步地，所述除藻剂为氧化型除藻剂或非氧化型除藻剂。
进一步地，所述氧化型除藻剂为次氯酸钠、漂白粉或氯胺。
进一步地，所述非氧化型除藻剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵或二硫氰基甲烷。
进一步地，所述絮凝剂为聚合铁或聚合铝。
进一步地，所述絮凝剂在使用前先用蒸馏水配制成10mg/ml的溶液。
进一步地，所述光照培养包括将烧杯放置于阳光下培养或放置于光照培养箱中培养。
进一步地，所述光照培养的培养温度为30℃。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明首先将不同的除藻剂投加到从待治理水体中获取的样本中，再利用絮凝剂的吸附、凝聚、沉淀作用，以吸附架桥形式作用于微藻细胞使其絮凝沉淀，通过观测絮凝后的微藻细胞光合作用率，即观测絮凝体是否产生气泡，是否在气泡的作用下上浮，便可快速评价除藻剂对藻类的杀灭效果，从而筛选出效果最佳的除藻剂。
2、本发明将筛选出的除藻剂按不同剂量投加到从待治理水体中获取的样本中，再根据絮凝体的光合作用情况，即再次观察絮凝体产气情况和位置变化情况，即可判断该除藻剂最佳使用量。
3、本发明操作简单，无需专业或大型仪器设备。
4、反应迅速、直观，尤其适合施工前试验除藻剂的选择和用量判断，避免盲目施工。
5、适用范围广，克服了显微镜镜检方法只适用于可裂解微藻细胞的除藻剂的缺陷，并且适合各种水体中各种藻类杀灭效果的评估。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一：
某公园人工湖，水域总面积约1.5万平方米，治理前富营养化严重，藻类全面覆盖水面，水面呈绿色。拟采用化学除藻剂进行除藻。除藻前，采用了本发明的技术方案，首先从几种备选的除藻剂中筛选出效果最好的除藻剂，然后确定了除藻剂的最佳用量，具体实施方式如下：
1、除藻剂的筛选
（1）从该人工湖中取藻液5L；
（2）将藻液充分搅拌混匀，分装于4个烧杯中，每个烧杯装藻液500ml；
（3）用pH试纸检测每个烧杯中藻液pH值，检测出pH＞9，用0.5mol/L的盐酸分别进行调节，使藻液pH值介于5和9之间，以免影响后续步骤中絮凝剂的絮凝作用；
（4）将其中一个烧杯作为对照，标号为0，向对照以外的每个烧杯中分别投加漂白粉（标号为1）、十二烷基二甲基苄基氯化铵（标号为2）、二硫氰基甲烷（标号为3），投加量相同，均为8mg/L，投加后搅拌混匀，静置8h；
（5）将作为絮凝剂的聚合铁用蒸馏水配制成10mg/ml的溶液，然后向包括对照在内的每个烧杯中滴加聚合铁溶液3.5ml（投加量为70mg/L），剧烈搅拌30S，8-15min后絮凝体形成并沉降至烧杯底部；
（6）在自然光照下，对每个烧杯中的絮凝体进行光照培养；
（7）培养1h后，通过观察，0号烧杯中产气较为强烈，且原本沉降在烧杯底部的絮凝体变得松散并上浮；1号烧杯有少量气泡，且原本沉降在烧杯底部的絮凝体上浮；2号烧杯无明显可见气泡，絮凝体仍然沉降在烧杯底部；3号烧杯有少量气泡，且原本沉降在烧杯底部的絮凝体上浮。
通过上述步骤可以判断，2号烧杯代表的以十二烷基二甲基苄基氯化铵作为除藻剂，效果最佳。
2、除藻剂用量的确定
（1）将从人工湖中所取的藻液充分搅拌混匀，分装于4个烧杯中，每个烧杯装藻液500ml；
（2）用pH试纸检测每个烧杯中藻液的pH值，检测出pH＞9，用0.5mol/L的盐酸分别进行调节，使藻液pH值介于5和9之间，以免影响后续步骤中絮凝剂的絮凝作用；
（3）将其中一个烧杯作为对照（标号为00），向对照以外的每个烧杯中分别投加除藻剂十二烷基二甲基苄基氯化铵，每个烧杯的投加量不同，分别为2mg/L（标号为02）、5mg/L（标号为05）、10mg/L（标号为10）；
（4）对每个烧杯进行搅拌，充分混匀，静置8h；
（5）将作为絮凝剂的聚合铁用蒸馏水配制成10mg/ml的溶液，然后向包括对照在内的每个烧杯中滴加聚合铁溶液3.5ml（投加量为70mg/L），剧烈搅拌30S，8-15min后絮凝体形成并沉降至烧杯底部；
（6）在自然光照下，对每个烧杯中的絮凝体进行光照培养；
（7）培养1h后，观察每只烧杯中的气泡产生情况，以及絮凝体在烧杯中所处的位置：00号烧杯中产气较为强烈，且原本沉降在烧杯底部的絮凝体变得松散并上浮；02号烧杯也有大量气泡，且原本沉降在烧杯底部的絮凝体上浮；05号烧杯有少量气泡，且原本沉降在烧杯底部的絮凝体上浮；10号烧杯无明显可见气泡，絮凝体仍然沉降在烧杯底部。
由此可见，按照2mg/L的投加量，几乎对藻类没有杀灭作用；按照5mg/L的投加量，有一定的杀灭作用，但效果不佳。再结合除藻剂的筛选的步骤，可以确定，8mg/L左右是较为有效且经济的投加量。在此数据指导下，进行上述人工湖的治理，取得了良好的效果，水面藻类得到了显著的抑制。
实施例二：
某市郊区河道，水面被藻类覆盖，呈蓝绿色。拟采用化学除藻剂进行除藻。除藻前，采用了本发明的技术方案，首先从几种备选的除藻剂中筛选出效果最好的除藻剂，然后确定了除藻剂的最佳用量，具体实施方式如下：
1、除藻剂的筛选
（1）从该河道中取藻液6L；
（2）将藻液充分搅拌混匀，分装于4个烧杯中，每个烧杯装藻液500ml；
（3）用pH试纸检测每个烧杯中藻液pH值，检测出pH值均在7-9之间，满足絮凝剂在pH值5-9之间效果最好的要求，无需调节pH值；
（4）将其中一个烧杯作为对照，标号为0，向对照以外的每个烧杯中分别投加次氯酸钠（标号为1）、十二烷基二甲基苄基氯化铵（标号为2）、二硫氰基甲烷（标号为3），投加量相同，均为6mg/L，投加后搅拌混匀，静置16h；
（5）将作为絮凝剂的聚合铝用蒸馏水配制成10mg/ml的溶液，然后向包括对照在内的每个烧杯中滴加聚合铝溶液4.3ml（投加量为86mg/L），剧烈搅拌30S，8-15min后絮凝体形成并沉降至烧杯底部；
（6）将每个烧杯置于光照培养箱中，30℃进行光照培养；
（7）培养1h后，观察结果：0号烧杯中产气较为强烈，且原本沉降在烧杯底部的絮凝体变得松散并上浮；1号烧杯无明显可见气泡，但原本沉降在烧杯底部的絮凝体上浮了一段距离；2号烧杯有少量气泡，且原本沉降在烧杯底部的絮凝体上浮了一定距离；3号烧杯有少量气泡，且原本沉降在烧杯底部的絮凝体上浮了一定距离。
通过上述步骤可以判断，1号烧杯中以次氯酸钠作为除藻剂，效果最佳。
2、除藻剂用量的确定
（1）将从人工湖中所取的藻液充分搅拌混匀，分装于6个烧杯中，每个烧杯装藻液500ml；
（2）用pH试纸检测每个烧杯中藻液pH值，检测出pH值均在7-9之间，满足絮凝剂在pH值5-9之间效果最好的要求，无需调节pH值；
（3）将其中一个烧杯作为对照（标号为00），向对照以外的每个烧杯中分别投加除藻剂次氯酸钠，每个烧杯的投加量不同，分别为3mg/L（标号为03）、5mg/L（标号为05）、6mg/L（标号为06）、8mg/L（标号为08）、10mg/L（标号为10）；
（4）对每个烧杯进行搅拌，充分混匀，静置16h；
（5）将作为絮凝剂的聚合铁用蒸馏水配制成10mg/ml的溶液，然后向包括对照在内的每个烧杯中滴加聚合铝溶液4.3ml（投加量为86mg/L），剧烈搅拌30S，8-15min后絮凝体形成并沉降至烧杯底部；
（6）将每个烧杯置于光照培养箱中，30℃进行光照培养；
（7）培养1h后，观察每只烧杯中的气泡产生情况，以及絮凝体在烧杯中所处的位置：00号烧杯中产气较为强烈，且原本沉降在烧杯底部的絮凝体变得松散并上浮；03号烧杯有大量气泡，且原本沉降在烧杯底部的絮凝体上浮；05和06号烧杯均有少量气泡，且原本沉降在烧杯底部的絮凝体上浮；08号和10号烧杯无明显可见气泡，絮凝体仍然沉降在烧杯底部。
由此可见，按照3mg/L的投加量，几乎对藻类没有杀灭作用；按照5mg/L和6mg/L的投加量，有一定的杀灭作用，但效果不佳。10mg/L的投加量，对藻类杀灭完全，但不如8mg/L的投加量经济。在此数据指导下，进行上述河道的治理，取得了良好的效果，水面藻类得到了显著的抑制。
实施例三：
某市郊区水库，水面被藻类覆盖，呈蓝绿色。拟采用化学除藻剂进行除藻。除藻前，采用了本发明的技术方案，首先从几种备选的除藻剂中筛选出效果最好的除藻剂，然后确定了除藻剂的最佳用量，具体实施方式如下：
1、除藻剂的筛选
（1）从该水库中取藻液6L；
（2）将藻液充分搅拌混匀，分装于4个烧杯中，每个烧杯装藻液500ml；
（3）用pH试纸检测每个烧杯中藻液pH值，检测出pH值均在7-9之间，满足絮凝剂在pH值5-9之间效果最好的要求，无需调节pH值；
（4）将其中一个烧杯作为对照，标号为0，向对照以外的每个烧杯中分别投加氯胺（标号为1）、十二烷基二甲基苄基氯化铵（标号为2）、二硫氰基甲烷（标号为3），投加量相同，均为10mg/L，投加后搅拌混匀，静置12h；
（5）将作为絮凝剂的聚合铝用蒸馏水配制成10mg/ml的溶液，然后向包括对照在内的每个烧杯中滴加聚合铝溶液5ml（投加量为100mg/L），剧烈搅拌30S，8-15min后絮凝体形成并沉降至烧杯底部；
（6）将每个烧杯置于光照培养箱中，30℃进行光照培养；
（7）培养1h后，观察结果：0号烧杯中产气较为强烈，且原本沉降在烧杯底部的絮凝体变得松散并上浮；1号烧杯无明显可见气泡，但原本沉降在烧杯底部的絮凝体上浮了一段距离；2号烧杯无明显可见气泡，且絮凝体仍然停留在烧杯底部；3号烧杯无明显可见气泡，且絮凝体仍然停留在烧杯底部。
通过上述步骤可以判断，十二烷基二甲基苄基氯化铵、二硫氰基甲烷在本次试验中对藻类都有明显的杀灭作用，并最终确定用二硫氰基甲烷对上述水库进行治理。
2、除藻剂用量的确定
（1）将从水库中所取的藻液充分搅拌混匀，分装于5个烧杯中，每个烧杯装藻液500ml；
（2）用pH试纸检测每个烧杯中藻液pH值，检测出pH值均在7-9之间，满足絮凝剂在pH值5-9之间效果最好的要求，无需调节pH值；
（3）将其中一个烧杯作为对照（标号为00），向对照以外的每个烧杯中分别投加除藻剂二硫氰基甲烷，每个烧杯的投加量不同，分别为3mg/L（标号为03）、5mg/L（标号为05）、8mg/L（标号为08）、10mg/L（标号为10）、12mg/L（标号为12）；
（4）对每个烧杯进行搅拌，充分混匀，静置12h；
（5）将作为絮凝剂的聚合铁用蒸馏水配制成10mg/ml的溶液，然后向包括对照在内的每个烧杯中滴加聚合铝溶液5ml（投加量为100mg/L），剧烈搅拌30S，8-15min后絮凝体形成并沉降至烧杯底部；
（6）将每个烧杯置于光照培养箱中，30℃进行光照培养；
（7）培养1h后，观察每只烧杯中的气泡产生情况，以及絮凝体在烧杯中所处的位置：00号烧杯中产气较为强烈，且原本沉降在烧杯底部的絮凝体变得松散并上浮；03号和05烧杯有大量气泡，且原本沉降在烧杯底部的絮凝体上浮；08号烧杯均有少量气泡，且原本沉降在烧杯底部的絮凝体上浮；10号和12号烧杯无明显可见气泡，絮凝体仍然沉降在烧杯底部。
由此可见，按照3mg/L和5mg/L的二硫氰基甲烷的投加量，几乎对藻类没有杀灭作用；按照8mg/L的投加量，有一定的杀灭作用，但杀灭不完全。10mg/L的投加量的效果仍然稳定，对藻类杀灭完全，并且比12mg/L的投加量经济。在此数据指导下，进行上述水库的治理，取得了良好的效果，水面藻类得到了显著的抑制。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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披露的技术范围内，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书的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种快速检验除藻剂除藻效果的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）从待治理水体中取藻液；
（2）将藻液充分搅拌混匀，根据除藻剂种类数量n，分装于n+1个烧杯中，每个烧杯装藻液500ml；
（3）用pH试纸检测藻液pH值，若pH＜5或pH＞9，用0.5mol/L的盐酸或氢氧化钠调节，使藻液pH值介于5和9之间；
（4）将其中一个烧杯作为对照，向对照以外的每个烧杯中投加不同的除藻剂，投加量相同，投加后搅拌混匀，静置8～16h；
（5）向包括对照在内的每个烧杯中投加絮凝剂，投加量为70-100mg/L，剧烈搅拌30S，8-15min后絮凝体形成并沉降至烧杯底部；
（6）将每个烧杯中的絮凝体进行光照培养；
（7）1h后，观察每只烧杯中的气泡产生情况，以及絮凝体在烧杯中所处的位置。
2.一种快速确定除藻剂用量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）从待治理水体中取藻液；
（2）用pH试纸检测藻液pH值，若pH＜5或pH＞9，用0.5mol/L的盐酸或氢氧化钠调节，使藻液pH值介于5和9之间；
（3）将藻液充分搅拌混匀，分装于4～6个烧杯中，每个烧杯装藻液500ml；
（4）将其中一个烧杯作为对照，向对照以外的每个烧杯中投加采用一种快速检验除藻剂除藻效果的方法筛选出的除藻剂，每个烧杯的投加量不同，搅拌混匀，静置8～16h；
（5）向包括对照在内的每个烧杯中投加絮凝剂，投加量为70-100mg/L，剧烈搅拌30S，8-15min后絮凝体形成并沉降至烧杯底部；
（6）将每个烧杯中的絮凝体进行光照培养；
（7）1h后，观察每只烧杯中的气泡产生情况，以及絮凝体在烧杯中所处的位置。
3.根据权利要求2所述的一种快速确定除藻剂用量的方法，其特征在于，所述除藻剂为氧化型除藻剂或非氧化型除藻剂。
4.根据权利要求3所述的一种快速确定除藻剂用量的方法，其特征在于，所述氧化型除藻剂为次氯酸钠、漂白粉或氯胺。
5.根据权利要求2所述的一种快速确定除藻剂用量的方法，其特征在于，所述非氧化型除藻剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵或二硫氰基甲烷。
6.根据权利要求2所述的一种快速确定除藻剂用量的方法，其特征在于，所述絮凝剂为聚合铁或聚合铝。
7.根据权利要求2所述的一种快速确定除藻剂用量的方法，其特征在于，所述絮凝剂在使用前先用蒸馏水配制成10mg/ml的溶液。
8.根据权利要求2所述的一种快速确定除藻剂用量的方法，其特征在于，所述光照培养包括将烧杯放置于阳光下培养或放置于光照培养箱中培养。
9.根据权利要求2所述的一种快速确定除藻剂用量的方法，其特征在于，所述光照培养的培养温度为30℃。
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