一種用于去除藍(lán)藻的改性紅壤及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于去除藍(lán)藻的改性紅壤它由下列原料配比組成：紅壤、聚環(huán)氧氯丙烷-二甲胺、聚合硫酸鐵和水。其制備方法如下：一，秤取聚環(huán)氧氯丙烷-二甲胺，加水?dāng)嚢柘♂屩恋玫骄郗h(huán)氧氯丙烷-二甲胺母液；二，秤取聚合硫酸鐵加水稀釋得到聚合硫酸鐵母液；三，秤取紅壤，干燥研磨后溶解，得到紅壤母液；四、將聚環(huán)氧氯丙烷-二甲胺母液和聚合硫酸鐵母液加入到紅壤母液中，加水稀釋后得到改性紅壤。本發(fā)明以聚環(huán)氧氯丙烷-二甲胺和聚合硫酸鐵為絮凝劑，以紅壤為助凝劑，紅壤中的含量較高的活性鋁和活性鐵作為混凝劑，提高了對(duì)藍(lán)藻的去除率，去除藍(lán)藻后不會(huì)造成二次污染；本發(fā)明提供的制備方法簡(jiǎn)單成本低廉，操作簡(jiǎn)單。
【專利說(shuō)明】一種用于去除藍(lán)藻的改性紅壤及制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于去除水體中藍(lán)藻的材料及其制備方法，具體涉及一種用于去 除藍(lán)藻的改性紅壤及制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國(guó)工業(yè)化的不斷發(fā)展，水污染特別是水體富營(yíng)養(yǎng)化的頻率和范圍都有顯著 的提高。藍(lán)藻水華是水體富營(yíng)養(yǎng)化的一個(gè)比較顯著的特征，形成水華藻類的大量繁殖是水 質(zhì)變化的敏感表征，是水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要表觀。水華藻類可能產(chǎn)生有毒有害的次生代謝 產(chǎn)物(藻毒素和異味物質(zhì)），釋放到水體中，對(duì)水生生物乃至人類健康構(gòu)成威脅，引發(fā)水體及 水產(chǎn)品異味問題，使水體與水產(chǎn)品產(chǎn)生刺鼻難聞的氣味，導(dǎo)致人類飲用水水質(zhì)下降，水處理 耗費(fèi)大幅增加，漁業(yè)經(jīng)濟(jì)直接遭受損失，并嚴(yán)重影響生態(tài)景觀和人類消遣旅游地區(qū)的美學(xué) 價(jià)值。遏制湖泊水體富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)展趨勢(shì)和防治藻類水華危害，已成為水資源安全戰(zhàn)略所必 須解決的最重要的社會(huì)和生態(tài)問題。
[0003] 國(guó)內(nèi)外在湖泊水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化研宄和藻類水華(包括藍(lán)藻毒素）防治上取得一些進(jìn) 展，采用超聲除藻法、大規(guī)模放養(yǎng)鰱鳙生物控藻法、殼聚糖改性土壤法，這些方法在去除藍(lán) 藻中取得了一定的效果；此外機(jī)械打撈分離等也在各個(gè)藍(lán)藻水華湖泊中使用的較為廣泛。 但目前各種方法適用的局限性均非常明顯，超聲除藻、殼聚糖改性土壤除藻及機(jī)械打撈方 法均成本高昂，難以持續(xù)推廣大面積使用，鰱鳙生物控藻效果緩慢且實(shí)際效果還存在較大 的爭(zhēng)議，因此發(fā)展低成本的除藻方法迫在眉睫，本方案采用廉價(jià)的商業(yè)化原料聚胺及聚合 硫酸鐵，結(jié)合江西廣東海南等地區(qū)的富鐵鋁紅壤，得到了一種價(jià)格低廉，可大規(guī)模使用的聚 胺鐵改性紅壤，以期在大湖面水體中高效去除藍(lán)藻水華。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的在于克服傳統(tǒng)除藻工藝在處理藍(lán)藻水華中高能耗，低效率，高成本等 因素的不利影響，提供了一種廉價(jià)去除藍(lán)藻的改性紅壤配方，該材料具備性能穩(wěn)定，操作 簡(jiǎn)單，對(duì)污水中的雜質(zhì)具有良好的抗干擾能力，同時(shí)可以極大程度凈化水體中的懸濁物、總 氮、總磷等，并且可改善藍(lán)藻水華水體溶解氧濃度。非常適合大規(guī)模制備，高效去除藍(lán)藻細(xì) 胞功能，同時(shí)該材料價(jià)格低廉，環(huán)境相容性好，對(duì)水體無(wú)毒副作用，可大規(guī)模用于湖泊、河 流、池塘等各類富營(yíng)養(yǎng)水體藍(lán)藻水華危害防治。紅壤本身缺乏營(yíng)養(yǎng)鹽如氮磷鉀等，對(duì)水體的 負(fù)面二次污染比一般土壤要小，但除藻效率卻高于一般土壤，具備一定綠色環(huán)保高效的特 點(diǎn)。
[0005] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是在于提供了一種用于去除藍(lán)藻的改性紅壤的制備方法，制 備方法簡(jiǎn)單，該方法成本低廉，操作簡(jiǎn)單，非常適合大規(guī)模制備，為材料的大規(guī)模野外應(yīng)用 提供了堅(jiān)實(shí)良好的技術(shù)基礎(chǔ)。
[0006] 本發(fā)明中，各術(shù)語(yǔ)的含義解釋如下： g/Ι :濃度單位，克/升；min :時(shí)間單位，分鐘；cells/L :濃度單位，細(xì)胞數(shù)/升；mg/ι : 濃度單位，暈克/升。
[0007] 本發(fā)明通過(guò)下述方案實(shí)現(xiàn)： 一種用于去除藍(lán)藻的改性紅壤，以重量份計(jì)，它由下列原料配比組成： 紅壤 20-100份 聚環(huán)氧氯丙烷-二甲胺 1-25份 聚合硫酸鐵 1-30份 水 850-1000 份。
[0008] 進(jìn)一步地，它由下列原料配比組成： 紅壤 25-60份 聚環(huán)氧氯丙烷-二甲胺 2-20份 聚合硫酸鐵 2-20份 水 900-980 份。
[0009] 進(jìn)一步地，它由下列原料配比組成： 紅壤 30-35份 聚環(huán)氧氯丙烷-二甲胺 3-6份 聚合硫酸鐵 3-6份 水 950-960 份。
[0010] 進(jìn)一步地，所述紅壤中活性鋁的質(zhì)量含量為5-15%，活性鐵的質(zhì)量含量為4-10%， 有機(jī)物質(zhì)量含量為〇. 2-1%，總磷質(zhì)量含量為0. 01-0. 03%，所述聚環(huán)氧氯丙烷-二甲胺的分 子量為15-25萬(wàn)，所述聚合硫酸鐵的全鐵質(zhì)量含量為18. 5-21%。
[0011] 一種用于去除藍(lán)藻的改性紅壤的制備方法，包括以下步驟： 步驟一，秤取一定量的聚環(huán)氧氯丙烷-二甲胺，加水?dāng)嚢柘♂屩?0 g/Ι，得到聚環(huán)氧氯 丙燒-二甲胺母液； 步驟二，秤取一定量的聚合硫酸鐵加水稀釋至20 g/Ι，得到聚合硫酸鐵母液； 步驟三，秤取一定量紅壤，干燥研磨后放入酸性水中溶解，得到紅壤母液； 步驟四、將步驟一得到的聚環(huán)氧氯丙烷-二甲胺母液和步驟二得到的聚合硫酸鐵母液 加入到步驟三得到的紅壤母液中，加水稀釋后得到用于去除藍(lán)藻的改性紅壤； 步驟四中加入的聚環(huán)氧氯丙烷-二甲胺母液、聚合硫酸鐵母液與紅壤母液比例為 1:0. 5 ?2 :4 ?10。
[0012] 進(jìn)一步地，步驟三中所述的酸性水為pH值為1-6。
[0013] 進(jìn)一步地，步驟四中聚環(huán)氧氯丙烷-二甲胺母液和聚合硫酸鐵母液加入到紅壤母 液的過(guò)程中，進(jìn)行攪拌操作，攪拌時(shí)間為10-30 min。
[0014] 本發(fā)明的有益效果為： 1.本發(fā)明一種去除藍(lán)藻水華的聚胺鐵改性紅壤包括聚環(huán)氧氯丙烷-二甲胺、聚合硫酸 鐵和紅壤，以聚環(huán)氧氯丙烷-二甲胺和聚合硫酸鐵為絮凝劑使得水體中的藍(lán)藻之間發(fā)生架 橋作用，促進(jìn)單個(gè)的藍(lán)藻聚集在分子鏈上，以紅壤為助凝劑，紅壤的密度較大，連接到分子 鏈上可以帶動(dòng)聚集在一起的藍(lán)藻沉降到水體底部，紅壤中的含量較高的活性鋁和活性鐵可 以作為混凝劑，提高了對(duì)藍(lán)藻的去除率，且紅壤中的有機(jī)物含量和總磷含量均低于其他類 型的土壤，去除藍(lán)藻后不會(huì)造成二次污染； 2.本發(fā)明還提供一種用于去除藍(lán)藻的改性紅壤的制備方法，該制備方法簡(jiǎn)單，且制備 成本低廉，操作簡(jiǎn)單，非常適合大規(guī)模制備，為材料的大規(guī)模野外應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)良好的技 術(shù)基礎(chǔ)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1為不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)的藍(lán)藻去除率。

【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面結(jié)合圖1對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明： 實(shí)施例1 一種用于去除藍(lán)藻的改性紅壤，以重量份計(jì)，它由下列原料配比組成： 紅壤 32份 聚環(huán)氧氯丙烷-二甲胺 5份 聚合硫酸鐵 5份 水 958份。
[0017] 進(jìn)一步地，所述紅壤中活性鋁的質(zhì)量含量為5-15%，活性鐵的質(zhì)量含量為4-10%， 有機(jī)物質(zhì)量含量為〇. 2-1%，總磷質(zhì)量含量為0. 01-0. 03%，所述聚環(huán)氧氯丙烷-二甲胺的分 子量為15-25萬(wàn)，所述聚合硫酸鐵的全鐵質(zhì)量含量為18. 5-21%。
[0018] -種用于去除藍(lán)藻的改性紅壤的制備方法，包括以下步驟： 步驟一，秤取5 g的聚環(huán)氧氯丙烷-二甲胺，加水?dāng)嚢柘♂屩?0 g/Ι，得到聚環(huán)氧氯丙 烷-二甲胺母液； 步驟二，秤取5 g的聚合硫酸鐵加水稀釋至20 g/Ι，得到聚合硫酸鐵母液； 步驟三，秤取32 g的紅壤，干燥研磨后放入pH值為3的水中溶解稀釋至20 g/Ι，得到 紅壤母液； 步驟四、將步驟一得到的聚環(huán)氧氯丙烷-二甲胺母液和步驟二得到的聚合硫酸鐵母液 加入到步驟三得到的紅壤母液中，加水稀釋定容至11后得到用于去除藍(lán)藻的改性紅壤。在 聚環(huán)氧氯丙烷-二甲胺母液和聚合硫酸鐵母液加入到紅壤母液的過(guò)程中，進(jìn)行攪拌操作， 攪拌時(shí)間為15 min。
[0019] 本發(fā)明的改性紅壤在實(shí)施時(shí)，直接將配置好的改性紅壤噴灑在待處理的水面。
[0020] 選取南昌市區(qū)一藍(lán)藻水華湖泊的水華樣品(微囊藻種群優(yōu)勢(shì)度大于95%)，將藍(lán)藻 細(xì)胞用25#浮游植物網(wǎng)調(diào)整濃度至濃度約3 XlO9 cells/L，加入改性紅壤量40 mg/L，混合 攪拌約15秒后靜置，在5min、15min、30min、45min、60min、90min取樣點(diǎn)定時(shí)取樣。樣品用 超聲波細(xì)胞破碎器超聲后在顯微鏡上進(jìn)行計(jì)數(shù)，不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)藍(lán)藻去除率圖見圖1。從圖1 中，可以看出本發(fā)明的改性紅壤的藍(lán)藻去除率高于改性其他土壤，在90 min時(shí)，改性紅壤的 藍(lán)去除率為83%，而改性其他土壤的去除率為77%，這是因?yàn)榧t壤中活性鋁的含量為10%，活 性鐵的含量為5%，活性鋁和活性鐵作為混凝劑，使得單個(gè)的藍(lán)藻"脫穩(wěn)"，于是在通過(guò)碰撞、 吸附的作用下更快的聚集在一起而沉降，所以增強(qiáng)改性紅壤的藍(lán)藻去除能力。
[0021] 本發(fā)明的改性紅壤不但可以去除水體中的藍(lán)藻，同時(shí)可以極大程度凈化水體中的 懸濁物、總氮、總磷等，并且可改善藍(lán)藻水華水體溶解氧濃度，表1是加入改性紅壤前后的 水質(zhì)因子變化表，可以看出，加入改性紅壤后水體中的懸濁物、總氮、總磷都降低了，而水體 中的溶解氧濃度增加。
[0022] 表1加藥前和加藥后藍(lán)藻水華樣品水質(zhì)參數(shù)

【權(quán)利要求】
1. 一種用于去除藍(lán)藻的改性紅壤，其特征在于，以重量份計(jì)，它由下列原料配比組成： 紅壤 20-100份 聚環(huán)氧氯丙烷-二甲胺 1-25份 聚合硫酸鐵 1-30份 水 850-1000 份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于去除藍(lán)藻的改性紅壤，其特征在于：以重量份計(jì)，它由下 列原料配比組成： 紅壤 25-60份 聚環(huán)氧氯丙烷-二甲胺 2-20份 聚合硫酸鐵 2-20份 水 900-980 份。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于去除藍(lán)藻的改性紅壤，其特征在于：以重量份計(jì)，它由下 列原料配比組成： 紅壤 30-35份 聚環(huán)氧氯丙烷-二甲胺 3-6份 聚合硫酸鐵 3-6份 水 950-960 份。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、3中任一權(quán)利要求所述的用于去除藍(lán)藻的改性紅壤，其特征在 于，所述紅壤中活性鋁的質(zhì)量含量為5-15%，活性鐵的質(zhì)量含量為4-10%，有機(jī)物質(zhì)量含量 為0. 2-1%，總磷質(zhì)量含量為0. 01-0. 03%，所述聚環(huán)氧氯丙烷-二甲胺的分子量為15-25萬(wàn)， 所述聚合硫酸鐵的全鐵質(zhì)量含量為18. 5-21%。
5. -種用于去除藍(lán)藻的改性紅壤的制備方法，其特在于，包括以下步驟： 步驟一，秤取一定量的聚環(huán)氧氯丙烷-二甲胺，加水?dāng)嚢柘♂屩?0 g/1，得到聚環(huán)氧氯 丙燒-二甲胺母液； 步驟二，秤取一定量的聚合硫酸鐵加水稀釋至20 g/1，得到聚合硫酸鐵母液； 步驟三，秤取一定量紅壤，干燥研磨后放入酸性水中溶解稀釋至20 g/1，得到紅壤母 液； 步驟四，將步驟一得到的聚環(huán)氧氯丙烷-二甲胺母液和步驟二得到的聚合硫酸鐵母液 加入到步驟三得到的紅壤母液中，加水稀釋后得到用于去除藍(lán)藻的改性紅壤； 步驟四中加入的聚環(huán)氧氯丙烷-二甲胺母液、聚合硫酸鐵母液與紅壤母液比例為 1:0. 5 ?2 :4 ?10。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于去除藍(lán)藻的改性紅壤的制備方法，其特征在于：步驟三 中所述的酸性水為pH值為1-6。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于去除藍(lán)藻的改性紅壤的制備方法，其特征在于：步驟四 中聚環(huán)氧氯丙烷-二甲胺母液和聚合硫酸鐵母液加入到紅壤母液的過(guò)程中，進(jìn)行攪拌操 作，攪拌時(shí)間為10-30 min。
【文檔編號(hào)】C02F1/52GK104445554SQ201410701818
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】戴國(guó)飛, 方少文, 鐘家有, 郭春晶, 樓倩, 張偉 申請(qǐng)人:江西省水利科學(xué)研究院