一种使藻体絮凝沉降的除藻剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于环境保护技术领域,具体涉及一种除藻剂,尤其是涉及一种海藻酸钠/多壁碳纳米管/没食子酸复合水凝胶球除藻剂,以及其制备方法。
【背景技术】
[0002]水体发生富营养化后的最典型的表现就是藻类大量繁殖,水体颜色变绿,甚至暴发“水华”,导致严重的水质恶化。因此,如何控制和消除富营养化水体中有害藻类的暴发性增长是目前水环境领域的研宄热点和前沿。目前控制水华爆发的方法主要有:物理方法、化学法、生物法。
[0003]物理法主要包括机械打捞、底泥疏浚、人工曝气,这种方法需耗费较多的人力、物力和财力,因此该方法不适宜大面积水域控藻,只局限于小水体或大水体的局部水域水华控制。
[0004]化学法主要包括添加化学药剂杀藻和凝聚沉降等,化学药剂除藻的优点是见效快,但容易造成二次污染;利用硫酸铝、硫酸铁、聚合氯化铝等絮凝剂将藻类絮凝去除既方便又可以取得较好的效果,但是一般所用絮凝剂具有投加量高、成本高、絮凝效果差、絮凝有效投加范围窄的缺点。铁盐絮凝剂还易增加水体色度。聚合氯化铝对藻细胞有较好的絮凝效果,但是铝易生物富集,产生次生危害。
[0005]生物法是是利用培育的生物或培养、接种的生物的生命活动,对水中污染物进行转化、降解及转移作用,从而使水体环境健康得到恢复的一种方法。用来除藻的生物主要有微生物、水生植物和水生动物等。例如,以藻制藻、水生植物化感控藻、水生动物控藻、投加光合细菌(PSB)等方法,生物除藻能够去除藻类和氮、磷等污染物,效用持久,无二次污染,但见效慢,周期长,且技术本身还有待完善成熟。
[0006]利用化感作用抑藻作为一种新型安全的生物抑藻技术近年来备受关注,化感物质作为植物次生代谢物质,通常在自然条件下易降解,在生态系统中不会积累,生态安全性较好等特点。没食子酸是目前报道的主要化感物质,能显著抑制铜绿微囊藻的生长(发表于Water Research, 2000, 34(11): 3026-3032),但不能使藻细胞沉降到水体底部,有碍观瞻。
【发明内容】
[0007]本发明针对现有技术不足,提出了一种以海藻酸钠、多壁碳纳米管为主要成分的复合水凝胶球除藻剂,以及其制备方法,用于以蓝藻为优势种的小型景观水体除藻,除藻彻底、速度快,能够安全有效地控制藻类水华。
[0008]本发明所采用的技术方案:
一种使藻体絮凝沉降的除藻剂,含有海藻酸钠、多壁碳纳米管,以重量份计,含有海藻酸钠1000份,多壁碳纳米管100?900份,首先将海藻酸钠加入到去离子水中,磁力搅拌直至海藻酸钠完全溶解,然后加入多壁碳纳米管。
[0009]所述的使藻体絮凝沉降的除藻剂,含有没食子酸0.8?2.4份。
[0010]一种如前所述的除藻剂制备方法,以海藻酸钠、多壁碳纳米管和化感物质没食子酸为主要成分制备复合水凝胶球除藻剂,其步骤如下:
1)将一定量的海藻酸钠加入到去离子水中,磁力搅拌直至海藻酸钠完全溶解;
2)加入多壁碳纳米管、没食子酸,运用超声辅助振荡的方法将其混合均匀,制备出分散液;
3)用滴管移取上述分散液滴入5?10%CaCl2溶液中固化为钙凝胶球,固定I?2h后取出。然后用去离子水反复冲洗,静置2?3h,去除表面残留的无机盐和其他杂质;
4)在温度为40?50°C的真空烘箱中干燥3?4h,最终得到海藻酸钠/多壁碳纳米管/没食子酸复合水凝胶球除藻剂。
[0011]一种如前所述的除藻剂制备方法,以海藻酸钠、多壁碳纳米管和化感物质没食子酸为主要成分制备复合水凝胶球除藻剂,其步骤如下:
1)将没食子酸0.8?2.4份加入到49.0mL的去离子水中,再加入1000份的海藻酸钠磁力搅拌直至海藻酸钠完全溶解;
2)再加入多壁碳纳米管100?900份,运用超声辅助振荡的方法将其混合均匀,制备出分散液;
3)用滴管移取上述分散液滴入5?10%CaCl2溶液中固化为钙凝胶球,固定I?2h后取出。然后用去离子水反复冲洗,静置2?3h,去除表面残留的无机盐和其他杂质;
4)在温度为40?50°C的真空烘箱中干燥3?4h,最终得到海藻酸钠/多壁碳纳米管/没食子酸复合水凝胶球除藻剂。
[0012]本发明的有益效果:
1、本发明复合水凝胶球除藻剂,除藻彻底、速度快,使用方便。使用的海藻酸钠、多壁碳纳米管均无毒,化感物质没食子酸属于植物次生代谢产物,在水体中易降解,不会造成二次污染。
[0013]2、本发明复合水凝胶球除藻剂,可以有效除藻,藻细胞絮凝成团沉入水底,对环境的影响小,无二次污染,水体清澈,不影响水体美观,适用于以蓝藻为优势种的小型景观水体除藻。
[0014]3、本发明复合水凝胶球除藻剂,投加后无需搅拌,具有高效、节能、环保等优点,且能使藻体沉降至水底,是一种较理想的使藻类沉降的除藻剂。
【具体实施方式】
[0015]下面通过【具体实施方式】,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
[0016]实施例1
本发明使藻体絮凝沉降的除藻剂,含有海藻酸钠、多壁碳纳米管,以重量份计,含有海藻酸钠1000份,多壁碳纳米管100?900份,首先将海藻酸钠加入到去离子水中,磁力搅拌直至海藻酸钠完全溶解,然后加入多壁碳纳米管。
[0017]实施例2
本实施例所述的使藻体絮凝沉降的除藻剂,其与实施例1不同的是:含有没食子酸
0.8 ?2.4 份。
[0018]实施例3
本实施例所述的使藻体絮凝沉降的除藻剂,含有海藻酸钠1000份,多壁碳纳米管100?260份,没食子酸0.8?1.1份实施例4
本实施例所述的使藻体絮凝沉降的除藻剂,含有海藻酸钠1000份,多壁碳纳米管260?420份,没食子酸L I?L 4份。
[0019]实施例5
本实施例所述的使藻体絮凝沉降的除藻剂,含有海藻酸钠1000份,多壁碳纳米管420?580份,没食子酸1.4?1.7份。
[0020]实施例6
本实施例所述的使藻体絮凝沉降的除藻剂,含有海藻酸钠1000份,多壁碳纳米管580?740份,没食子酸1.7?2.0份。
[0021]实施例7
本实施例所述的使藻体絮凝沉降的除藻剂,含有海藻酸钠1000份,多壁碳纳米管740?900份,没食子酸2.0?2.4份。
[0022]实施例8
本实施例公开了一种如前所述的除藻剂制备方法,以海藻酸钠、多壁碳纳米管和化感物质没食子酸为主要成分制备复合水凝胶球除藻剂,其步骤如下:
1)将一定量的海藻酸钠加入到去离子水中,磁力搅拌直至海藻酸钠完全溶解;
2)加入多壁碳纳米管、没食子酸,运用超声辅助振荡的方法将其混合均匀,制备出分散液;
3)用滴管移取上述分散液滴入5?10%CaCl2溶液中固化为钙凝胶球,固定I?2h后取出。然后用去离子水反复冲洗,静置2?3h,去除表面残留的
无机盐和其他杂质;
4)在温度为40?50°C的真空烘箱中干燥3?4h,最终得到海藻酸钠/多壁碳纳米管/没食子酸复合水凝胶球除藻剂。
[0023]实施例9
本实施例公开了如前所述除藻剂的另一种制备方法,以海藻酸钠、多壁碳纳米管和化感物质没食子酸为主要成分制备复合水凝胶球除藻剂,其步骤如下:
1)将没食子酸0.8?2.4份加入到49.0mL的去离子水中,再加入1000份的海藻酸钠磁力搅拌直至海藻酸钠完全溶解;
2)再加入多壁碳纳米管100?900份,运用超声辅助振荡的方法将其混合均匀,制备出分散液;
3)用滴管移取上述分散液滴入5?10%CaCl2溶液中固化为钙凝胶球,固定I?2h后取出。然后用去离子水反复冲洗,静置2?3h,去除表面残留的无机盐和其他杂质;
4)在温度为40?50°C的真空烘箱中干燥3?4h,最终得到海藻酸钠/多壁碳纳米管/没食子酸复合水凝胶球除藻剂。
[0024]实施例10
本实施例公开了一种使藻体絮凝沉降的复合水凝胶球除藻剂及其制备方法,以及利用该除藻剂进行除藻的方法。
[0025]将没食子酸0.8?2.4mg加入到48.5mL的去离子水中,再加入1.0g的海藻酸钠磁力搅拌直至海藻酸钠完全溶解,再加入多壁碳纳米管0.1?0.9g,运用超声辅助振荡的方法将其混合均匀,制备出分散液,用滴管移取上述分散液滴入5?10%CaCl2溶液中固化为钙凝胶球,固定I?2h后取出。然后用去离子水反复冲洗,静置2?3h,去除表面残留的无机盐和其他杂质。在设置温度为40?50°C的真空烘箱中干燥3?4h,最终得到海藻酸钠/多壁碳纳米管/没食子酸复合水凝胶球除藻剂。
[0026]该除藻剂在净化藻污染水体的过程中的应用时,待处理水体与除藻剂的用量的体积质量比为:100:4?14,30小时内藻细胞被除藻剂絮凝后沉降到水底,水体清澈。
[0027]下面结合实验室的研宄结果对本发明进一步说明。
[0028]实验I
将1.6 mg的没食子酸和适量的DMSO助溶剂加入到48.5mL的去离子水中,再加入1.0g的海藻酸钠磁力搅拌直至海藻酸钠完全溶解,再加入多壁碳纳米管0.3g,运用超声辅助振荡的方法将其混合均匀,制备出分散液,用滴管移取上述分散液滴入10%CaCl2溶液中固化为钙凝胶球,固定Ih后取出。然后用去离子水反复冲洗,静置2h,去除表面残留的无机盐和其他杂质。在设置温度为40°C的真空烘箱中干燥4h,最终得到海藻酸钠/多壁碳纳米管/没食子酸复合水凝胶球除藻剂。在50mL的藻污染水体中加入复合水凝胶球除藻剂4.0g后,静置30h,藻类絮凝沉降到水底,水体清澈,检测其除藻率可达到76.51%。
[0029]实验2
在48.5mL的去离子水中加入1.0g的海藻酸钠磁力搅拌直至海藻酸钠完全溶解,再加入多壁碳纳米管0.3g,运用超声辅助振荡的方法将其混合均匀,制备出分散液,用滴管移取上述分散液滴入10%CaCl2溶液中固化为钙凝胶球,固定Ih后取出,然后用去离子水反复冲洗,静置2h,去除表面残留的无机盐和其他杂质。在设置温度为40°C的真空烘箱中干燥4h,最终得到海藻酸钠/多壁碳纳米管复合水凝胶球除藻剂。在50mL的藻污染水体中加入复合水凝胶球除藻剂4.0g后,静置30h,部分藻类絮凝沉降到水底,检测其除藻率可达到57.19%ο
【主权项】
1.一种使藻体絮凝沉降的除藻剂,含有海藻酸钠、多壁碳纳米管,其特征在于:以重量份计,含有海藻酸钠1000份,多壁碳纳米管100?900份,首先将海藻酸钠加入到去离子水中,磁力搅拌直至海藻酸钠完全溶解,然后加入多壁碳纳米管。2.根据权利要求1所述的使藻体絮凝沉降的除藻剂,其特征在于:含有没食子酸0.8 ?2.4 份。3.根据权利要求2所述的使藻体絮凝沉降的除藻剂,其特征在于:含有多壁碳纳米管100?260份,没食子酸0.8?1.1份。4.根据权利要求2所述的使藻体絮凝沉降的除藻剂,其特征在于:含有多壁碳纳米管260?420份,没食子酸L I?L 4份。5.根据权利要求2所述的使藻体絮凝沉降的除藻剂,其特征在于:含有多壁碳纳米管420?580份,没食子酸1.4?1.7份。6.根据权利要求2所述的使藻体絮凝沉降的除藻剂,其特征在于:含有多壁碳纳米管580?740份,没食子酸1.7?2.0份。7.根据权利要求2所述的使藻体絮凝沉降的除藻剂,其特征在于:含有多壁碳纳米管740?900份,没食子酸2.0?2.4份。8.一种权利要求1所述的除藻剂制备方法,以海藻酸钠、多壁碳纳米管和化感物质没食子酸为主要成分制备复合水凝胶球除藻剂,其步骤如下: 1)将一定量的海藻酸钠加入到去离子水中,磁力搅拌直至海藻酸钠完全溶解; 2)加入多壁碳纳米管、没食子酸,运用超声辅助振荡的方法将其混合均匀,制备出分散液; 3)用滴管移取上述分散液滴入5?10%CaCl2溶液中固化为钙凝胶球,固定l_2h后取出,然后用去离子水反复冲洗,静置2?3h,去除表面残留的无机盐和其他杂质; 4)在温度为40?50°C的真空烘箱中干燥3?4h,最终得到海藻酸钠/多壁碳纳米管/没食子酸复合水凝胶球除藻剂。9.一种权利要求1所述的除藻剂制备方法,以海藻酸钠、多壁碳纳米管和化感物质没食子酸为主要成分制备复合水凝胶球除藻剂,其步骤如下: 1)将没食子酸0.8?2.4份加入到49.0mL的去离子水中,再加入1000份的海藻酸钠磁力搅拌直至海藻酸钠完全溶解; 2)再加入多壁碳纳米管100?900份,运用超声辅助振荡的方法将其混合均匀,制备出分散液; 3)用滴管移取上述分散液滴入5?10%CaCl2溶液中固化为钙凝胶球,固定I?2h后取出,然后用去离子水反复冲洗,静置2?3h,去除表面残留的无机盐和其他杂质; 4)在温度为40?50°C的真空烘箱中干燥3?4h,最终得到海藻酸钠/多壁碳纳米管/没食子酸复合水凝胶球除藻剂。
【专利摘要】本发明涉及一种除藻剂及其制备方法。一种使藻体絮凝沉降的除藻剂,以重量份计,含有海藻酸钠1000份,多壁碳纳米管100~900份,首先将海藻酸钠加入到去离子水中,磁力搅拌直至海藻酸钠完全溶解,然后加入多壁碳纳米管或/和没食子酸0.8~2.4份。所述的除藻剂制备方法,以海藻酸钠、多壁碳纳米管和化感物质没食子酸为主要成分制备复合水凝胶球除藻剂,其步骤如下:1)将一定量的海藻酸钠/没食子酸加入到去离子水中,磁力搅拌直至完全溶解;2)加入多壁碳纳米管,运用超声辅助振荡的方法将其混合均匀,制备出分散液;3)用滴管移取上述分散液滴入5~l0% CaCl2溶液中固化为钙凝胶球,固定1~2h左右后取出,然后用去离子水反复冲洗、静置去除表面残留;4)真空干燥制得所述除藻剂。
【IPC分类】C02F1/52, C02F1/56
【公开号】CN104891619
【申请号】CN201510311173
【发明人】王红强, 梁峰, 朱慧杰, 成水平, 邓启湘, 郭一飞
【申请人】河南城建学院
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月9日