CN112661274A - 一种蓝藻抑制剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蓝藻抑制剂，由如下重量份原料制成：100份稀土元素，10‑20吸附助剂，1‑2份活性炭纤维和50份异养菌分解酶；本发明还公开了一种蓝藻抑制剂的制备方法；稀土元素配合吸附助剂可以与水体中的磷酸根离子结合，使得水体中的磷酸根由可溶性磷转变为固态稳定的磷酸盐，活性炭纤维可以将水体中的有机物胶体颗粒吸附，所以制得的吸附剂具有优异的吸附性能，异养菌分解酶与水体中的吸附载体上的有机物反应，形成抑制剂，同时在泥水界面形成隔离层，阻止泥中的有害物质释放，降低水体的COD，所以抑制剂具有优异的蓝藻生长抑制作用，进而能够抑制蓝藻生长，提升水质。

Description

一种蓝藻抑制剂及其制备方法

技术领域

本发明属于蓝藻治理领域，具体为一种蓝藻抑制剂及其制备方法。

背景技术

蓝藻，是一种原核生物，也是最简单、最原始的单细胞生物、因内含一种蓝色色素而得名，常见的蓝藻有蓝球藻、念珠藻、颤藻和发菜等，作为最早的光合放氧生物，一些蓝藻具有提高土壤肥力和使农作物增产的作用，但在夏季时，在一些营养丰富的水体中，一些蓝藻会大量繁殖，并在水面上形成一层蓝绿色且带有腥臭味的浮沫在，这种现象被称为“水华”，蓝藻出现的原因主要包括四个条件；一是氮磷比超过平衡点；二是ph值达到9.0以上；三是水的表层或局部温度超过25℃；四是水是死水状态；蓝藻的过量繁殖会释放大量的藻毒素，进而破坏水体营养平衡，引起水质恶化，耗尽水中氧气，引发动物食欲降低，容易给水体中大养殖虾鱼带来巨大侵害，现如今，蓝藻问题也是水体养殖户的重点头疼问题，而目前主要采取的生物方法、物理方法和化学方法和吸附方法，中国发明专利CN104722271A公开了一种膨胀石墨负载氢氧化镧除磷吸附剂的制备方法虽然负载的氢氧化镧的膨胀石墨有较强的吸附力，但成本较高，而且需要回收，长期来看蓝藻易复发。

现如今的蓝藻抑制剂大多采用活性炭纤维来吸附水体中的磷，以达到抑制蓝藻生长的效果，活性炭纤维具有细孔结构、微孔发达、比表面积大、吸附容量大、吸脱附速度快、再生容易等吸附特性，但活性炭对环境废水中的磷去除率不高、吸附容量低，仅用活性炭来治理蓝藻效率不高，因此发明出一种蓝藻抑制剂及其制备方法尤为重要。

发明内容

为了克服上述的技术问题，本发明提供一种蓝藻抑制剂及其制备方法。

本发明所要解决的技术问题：

(1)现如今的现附载体吸附能力有限，无法对水体中的有机胶体颗粒进行吸附，对蓝藻生长的水体中的氮磷去除能力较差，无法沉入水体，并不能阻止有害物质再次释放到水体中，容易形成二次水体污染；

(2)现如今的吸附载体，虽然短时间蓝藻抑制效果明显，但需要进行回收，无法对吸附载体上的有机物进行分解、无法降低水体耗氧量以及无法降低水体的COD和氮磷比。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种蓝藻抑制剂，由如下重量份原料制成：100份稀土元素，10-20吸附助剂，1-2份活性炭纤维和50份异养菌分解酶；

该蓝藻抑制剂由如下方法制成：

第一步、将稀土元素和吸附助剂加入搅拌机中进行搅拌，控制搅拌速率为300-400r/min，搅拌时搅拌器正反转交替进行，正转和反转的次数均为2-3次，每次正转和反转的时间为18min，交替进行时的间隔为3-5分钟，之后在70℃下干燥8h，制得吸附剂；

第二步、将活性炭纤维作为吸附载体，并且将吸附剂和异养菌分解酶负载到吸附载体内，然后将其放入水体中，随着活性炭纤维的吸附氮磷比重的增加，活性炭纤维最终沉入水底，并且在异养菌分解酶与水体有机物的反应作用下，形成蓝藻抑制剂。

进一步地，所述稀土元素为氧化镧离子，该氧化镧离子由如下步骤制成：

(1)称取15份的六水合硝酸镧、25份的尿素和10份聚乙烯吡咯烷酮，加150-250份去离子水，在搅拌器的搅拌下制成混合溶液；

(2)将步骤(1)中的混合溶液转移至水热反应釜中，将温度控制在160-170℃，恒温加热至反应完全，加热时间为10h；

(3)反应完全后冷却沉淀，用去离子水和无水乙醇对其离心反复进行4次洗涤后，进行固液分离，得到白色固体，置于真空干燥箱中干燥，真空干燥箱温度控制在60-70℃，得到白色固体粉末；

(4)将步骤(3)中获得的白色固体粉末设置于空气环境条件下退火，冷却至室温后，制得氧化镧离子。

进一步地，所述吸附助剂由下列重量份的原料制成：硫铁矿渣6-15、盐酸适量35-55、氢氧化钠适量、砖渣粉末6--10、甲酸钙3-4、苯扎氯铵1-3、活性氧化锌3-5、交联淀粉5-8、海藻酸钠4-6、黄原胶3-5、浒苔多糖5-8和水适量。

进一步地，所述活性炭纤维由35份木质素、52纤维素、35酚醛纤维、18聚丙烯纤维和11沥青纤维制成。

进一步地，所述异养菌分解酶由自然界中的酵素、芽孢杆菌与枯草菌制成。

一种蓝藻抑制剂的制备方法，包括如下步骤：

第一步、将稀土元素和吸附助剂加入搅拌机中进行搅拌，控制搅拌速率为300-400r/min，搅拌时搅拌器正反转交替进行，正转和反转的次数均为2-3次，每次正转和反转的时间为18min，交替进行时的间隔为3-5分钟，之后在70℃下干燥8h，制得吸附剂；

第二步、将活性炭纤维作为吸附载体，并且将吸附剂和异养菌分解酶负载到吸附载体内，然后将其放入水体中，随着活性炭纤维的吸附氮磷比重的增加，活性炭纤维最终沉入水底，并且在异养菌分解酶与水体有机物的反应作用下，形成蓝藻抑制剂。

本发明的有益效果：

(1)本发明一种蓝藻抑制剂及其制备方法以稀土元素，吸附助剂，活性炭纤维和异养菌分解酶作为原料，将稀土元素和吸附助剂加入搅拌机中进行搅拌，制得吸附剂，将活性炭纤维作为吸附载体，并且将吸附剂和异养菌分解酶负载到吸附载体内，然后将其放入水体中，随着活性炭纤维的吸附氮磷比重的增加，活性炭纤维最终沉入水底，并且在异养菌分解酶的作用下，形成蓝藻抑制剂，该吸附剂中的稀土元素通过稀土离子可以与水体中的磷酸根离子结合，使得水体中的磷酸根由可溶性磷转变为固态稳定的磷酸盐，将水体中的磷酸根吸附后，水体中的营养物质达不到藻类的生长需求，蓝藻即会停止生长，逐渐死亡；而且其活性炭纤维吸附载体有一定的粘性和吸附性，可以将水体中的有机物胶体颗粒吸附，同时将已经形成稳定固态磷酸盐吸附，并随着比重的增加，沉入水底，形成固-液隔离层，使底泥中的有害物质无法再次释放入水体中。

(2)本发明制备出一种异养菌分解酶，该异养菌分解酶将沉入水体中的吸附载体有机物分解，形成抑制剂，同时在泥水界面形成隔离层，阻止泥中的有害物质释放，从而降低水体的耗氧量，并且可以降低水体的COD和氮磷比，提升水质。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种蓝藻抑制剂，由如下重量份原料制成：100份稀土元素，10-20吸附助剂，1-2份活性炭纤维和50份异养菌分解酶；

该蓝藻抑制剂由如下方法制成：

第一步、将稀土元素和吸附助剂加入搅拌机中进行搅拌，控制搅拌速率为300-400r/min，搅拌时搅拌器正反转交替进行，正转和反转的次数均为2-3次，每次正转和反转的时间为18min，交替进行时的间隔为3-5分钟，之后在70℃下干燥8h，制得吸附剂；

第二步、将活性炭纤维作为吸附载体，并且将吸附剂和异养菌分解酶负载到吸附载体内，然后将其放入水体中，随着活性炭纤维的吸附氮磷比重的增加，活性炭纤维最终沉入水底，并且在异养菌分解酶与水体有机物的反应作用下，形成蓝藻抑制剂。

所述稀土元素为氧化镧离子，该氧化镧离子由如下步骤制成：

(1)称取15份的六水合硝酸镧、25份的尿素和10份聚乙烯吡咯烷酮，加150-250份去离子水，在搅拌器的搅拌下制成混合溶液；

(2)将步骤(1)中的混合溶液转移至水热反应釜中，将温度控制在160-170℃，恒温加热至反应完全，加热时间为10h；

(3)反应完全后冷却沉淀，用去离子水和无水乙醇对其离心反复进行4次洗涤后，进行固液分离，得到白色固体，置于真空干燥箱中干燥，真空干燥箱温度控制在60-70℃，得到白色固体粉末；

(4)将步骤(3)中获得的白色固体粉末设置于空气环境条件下退火，冷却至室温后，制得氧化镧离子。

所述吸附助剂由下列重量份的原料制成：硫铁矿渣6-15、盐酸适量35-55、氢氧化钠适量、砖渣粉末6--10、甲酸钙3-4、苯扎氯铵1-3、活性氧化锌3-5、交联淀粉5-8、海藻酸钠4-6、黄原胶3-5、浒苔多糖5-8和水适量。

所述活性炭纤维由35份木质素、52纤维素、35酚醛纤维、18聚丙烯纤维和11沥青纤维制成。

所述异养菌分解酶由自然界中的酵素、芽孢杆菌与枯草菌制成。

一种蓝藻抑制剂的制备方法，包括如下步骤：

第一步、将稀土元素和吸附助剂加入搅拌机中进行搅拌，控制搅拌速率为300-400r/min，搅拌时搅拌器正反转交替进行，正转和反转的次数均为2-3次，每次正转和反转的时间为18min，交替进行时的间隔为3-5分钟，之后在70℃下干燥8h，制得吸附剂；

第二步、将活性炭纤维作为吸附载体，并且将吸附剂和异养菌分解酶负载到吸附载体内，然后将其放入水体中，随着活性炭纤维的吸附氮磷比重的增加，活性炭纤维最终沉入水底，并且在异养菌分解酶与水体有机物的反应作用下，形成蓝藻抑制剂。

实施例2

一种蓝藻抑制剂，由如下重量份原料制成：200份稀土元素，10-20吸附助剂，1-2份活性炭纤维和50份异养菌分解酶；

该蓝藻抑制剂由如下方法制成：

第一步、将稀土元素和吸附助剂加入搅拌机中进行搅拌，控制搅拌速率为300-400r/min，搅拌时搅拌器正反转交替进行，正转和反转的次数均为2-3次，每次正转和反转的时间为18min，交替进行时的间隔为3-5分钟，之后在70℃下干燥8h，制得吸附剂；

第二步、将活性炭纤维作为吸附载体，并且将吸附剂和异养菌分解酶负载到吸附载体内，然后将其放入水体中，随着活性炭纤维的吸附氮磷比重的增加，活性炭纤维最终沉入水底，并且在异养菌分解酶与水体有机物的反应作用下，形成蓝藻抑制剂。

其余同实施例1。

实施例3

一种蓝藻抑制剂，由如下重量份原料制成：300份稀土元素，10-20吸附助剂，1-2份活性炭纤维和50份异养菌分解酶；

该蓝藻抑制剂由如下方法制成：

第一步、将稀土元素和吸附助剂加入搅拌机中进行搅拌，控制搅拌速率为300-400r/min，搅拌时搅拌器正反转交替进行，正转和反转的次数均为2-3次，每次正转和反转的时间为18min，交替进行时的间隔为3-5分钟，之后在70℃下干燥8h，制得吸附剂；

第二步、将活性炭纤维作为吸附载体，并且将吸附剂和异养菌分解酶负载到吸附载体内，然后将其放入水体中，随着活性炭纤维的吸附氮磷比重的增加，活性炭纤维最终沉入水底，并且在异养菌分解酶与水体有机物的反应作用下，形成蓝藻抑制剂。

其余同实施例1。

实施例4

一种蓝藻抑制剂，由如下重量份原料制成：400份稀土元素，10-20吸附助剂，1-2份活性炭纤维和50份异养菌分解酶；

该蓝藻抑制剂由如下方法制成：

第一步、将稀土元素和吸附助剂加入搅拌机中进行搅拌，控制搅拌速率为300-400r/min，搅拌时搅拌器正反转交替进行，正转和反转的次数均为2-3次，每次正转和反转的时间为18min，交替进行时的间隔为3-5分钟，之后在70℃下干燥8h，制得吸附剂；

第二步、将活性炭纤维作为吸附载体，并且将吸附剂和异养菌分解酶负载到吸附载体内，然后将其放入水体中，随着活性炭纤维的吸附氮磷比重的增加，活性炭纤维最终沉入水底，并且在异养菌分解酶与水体有机物的反应作用下，形成蓝藻抑制剂。

其余同实施例1。

实施例5

一种蓝藻抑制剂，由如下重量份原料制成：500份稀土元素，10-20吸附助剂，1-2份活性炭纤维和50份异养菌分解酶；

该蓝藻抑制剂由如下方法制成：

第一步、将稀土元素和吸附助剂加入搅拌机中进行搅拌，控制搅拌速率为300-400r/min，搅拌时搅拌器正反转交替进行，正转和反转的次数均为2-3次，每次正转和反转的时间为18min，交替进行时的间隔为3-5分钟，之后在70℃下干燥8h，制得吸附剂；

第二步、将活性炭纤维作为吸附载体，并且将吸附剂和异养菌分解酶负载到吸附载体内，然后将其放入水体中，随着活性炭纤维的吸附氮磷比重的增加，活性炭纤维最终沉入水底，并且在异养菌分解酶与水体有机物的反应作用下，形成蓝藻抑制剂，同时在泥水界面形成隔离层，阻止泥中的有害物质释放。

其余同实施例1。

按照实施例1、实施例2、实施例3、实施例4和实施例5中的蓝藻抑制剂制备方进行制备，测量水体含磷率、水体ph值和蓝藻死亡率，结果如下表所示；

从上表中能够看出实施例1-5的稀土元素量为100-500份，水体含磷率为5-75％，水体ph值为30-120，蓝藻死亡率为-5-98％，对比实例1-5的稀土元素量、水体含磷率、水体ph值和蓝藻死亡率可知：当稀土元素量达到400份时，蓝藻死亡率达到最高点，此时蓝藻抑制剂的效果最高，所以制得的抑制剂具有优异的蓝藻生长抑制作用，同时在泥水界面形成隔离层，阻止泥中的有害物质释放，可以降低水体的COD和氮磷含量，进而能够抑制蓝藻生长，提升水质。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种蓝藻抑制剂，其特征在于，由如下重量份原料制成：100份稀土元素，10-20吸附助剂，1-2份活性炭纤维和50份异养菌分解酶；

该蓝藻抑制剂由如下方法制成：

第一步、将稀土元素和吸附助剂加入搅拌机中进行搅拌，控制搅拌速率为300-400r/min，搅拌时搅拌器正反转交替进行，正转和反转的次数均为2-3次，每次正转和反转的时间为18min，交替进行时的间隔为3-5分钟，之后在70℃下干燥8h，制得吸附剂；

第二步、将活性炭纤维作为吸附载体，并且将吸附剂和异养菌分解酶负载到吸附载体内，然后将其放入水体中，随着活性炭纤维的吸附氮磷比重的增加，活性炭纤维最终沉入水底，并且在异养菌分解酶与水体有机物的反应作用下，形成蓝藻抑制剂。

2.根据权利要求1所述的一种蓝藻抑制剂，其特征在于，所述稀土元素为氧化镧离子，该氧化镧离子由如下步骤制成：

(1)称取15份的六水合硝酸镧、25份的尿素和10份聚乙烯吡咯烷酮，加150-250份去离子水，在搅拌器的搅拌下制成混合溶液；

(2)将步骤(1)中的混合溶液转移至水热反应釜中，将温度控制在160-170℃，恒温加热至反应完全，加热时间为10h；

(3)反应完全后冷却沉淀，用去离子水和无水乙醇对其离心反复进行4次洗涤后，进行固液分离，得到白色固体，置于真空干燥箱中干燥，真空干燥箱温度控制在60-70℃，得到白色固体粉末；

(4)将步骤(3)中获得的白色固体粉末设置于空气环境条件下退火，冷却至室温后，制得氧化镧离子。

3.根据权利要求1所述的一种蓝藻抑制剂，其特征在于，所述吸附助剂由下列重量份的原料制成：硫铁矿渣6-15、盐酸适量35-55、氢氧化钠适量、砖渣粉末6--10、甲酸钙3-4、苯扎氯铵1-3、活性氧化锌3-5、交联淀粉5-8、海藻酸钠4-6、黄原胶3-5、浒苔多糖5-8和水适量。

4.根据权利要求1所述的一种蓝藻抑制剂，其特征在于，所述活性炭纤维由35份木质素、52纤维素、35酚醛纤维、18聚丙烯纤维和11沥青纤维制成。

5.根据权利要求1所述的一种蓝藻抑制剂，其特征在于，所述异养菌分解酶由自然界中的酵素、芽孢杆菌与枯草菌制成。

6.一种蓝藻抑制剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步、将稀土元素和吸附助剂加入搅拌机中进行搅拌，控制搅拌速率为300-400r/min，搅拌时搅拌器正反转交替进行，正转和反转的次数均为2-3次，每次正转和反转的时间为18min，交替进行时的间隔为3-5分钟，之后在70℃下干燥8h，制得吸附剂；

第二步、将活性炭纤维作为吸附载体，并且将吸附剂和异养菌分解酶负载到吸附载体内，然后将其放入水体中，随着活性炭纤维的吸附氮磷比重的增加，活性炭纤维最终沉入水底，并且在异养菌分解酶与水体有机物的反应作用下，形成蓝藻抑制剂。