本發(fā)明涉及一種改性水葫蘆效藻絮凝劑的制備方法；本發(fā)明還涉及此絮凝劑在治理藻華中的應用。

背景技術：

富營養(yǎng)化是一種氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)含量過大引起的水質(zhì)污染現(xiàn)象，過量的氮、磷等營養(yǎng)元素隨著人類活動進入自然水體，導致水體富營養(yǎng)化。富營養(yǎng)化會導致某些藻類爆發(fā)式繁殖增長，引起水華或赤潮。近年來，我國巢湖、滇池、太湖等水體都曾頻繁爆發(fā)過水華。天然淡水水體的水華包括藍藻水華、綠藻水華及硅藻水華等，其中藍藻水華是爆發(fā)最為頻繁的水華，其優(yōu)勢種為微囊藻。水華會嚴重影響水體的正常功能，不但對浮游動植物、底棲動物、水生植物及魚類等造成不利影響，影響正常水處理工藝的處理結果，藻類還可產(chǎn)生藻毒素，包括肝毒素、神經(jīng)毒素、細胞毒素等，藻細胞破裂或腐敗后釋放入水體，通過皮膚接觸、飲用水及食用水生動物等途徑直接威脅人類健康。所以，研發(fā)一種能有效應對水華爆發(fā)，去除水中藻類的方法已成為目前非常迫切的需求。

近年來，國內(nèi)外學者已經(jīng)開發(fā)了許多應急處理技術，根據(jù)采用的材料性質(zhì)和設備不同可分為物理方法，化學方法和生物方法。現(xiàn)已研究的方法技術可歸為幾類：

簡單的物理法：機械打撈法、過濾法、曝氣法、氣浮法等；化學除藻法：化學藥劑殺藻法、化學混凝沉降法；生物法：生物控藻法、植物抑藻法、水生動物操縱法等。但是這幾種方法都存在著或多或少的局限性和對環(huán)境的二次污染等問題。水葫蘆又名鳳眼蓮是一種是華南地區(qū)危害最為嚴重的水生入侵植物,其生物量大、繁殖迅速,如加以利用可以變廢為寶，而且其本身不帶毒性。其植株內(nèi)部主要為海綿組織，且有許多多邊形柱狀細胞組成的氣室,具有作為吸附劑的重要特征一多孔結構，本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足,采用廉價易得的水葫蘆作為吸附劑的基質(zhì)，經(jīng)殼聚糖改性來達到絮凝劑的作用，在實際對藻絮凝中有獨特的優(yōu)勢。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要針對現(xiàn)有除藻技術的不足，提供一種改性水葫蘆藻絮凝劑的制備方法，本發(fā)明的另一個目的是提供此改性水葫蘆藻絮凝劑在治理藻華中的應用。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：

步驟一：水葫蘆處理：從池塘采集生長良好的新鮮水葫蘆，除其根、葉，只留下葉柄，并將其葉柄切成適當長度，放入80℃烘箱10小時，烘干去水，用粉碎機進行粉碎，過250目篩，得到水葫蘆粉末材料；

將步驟一中得到的水葫蘆粉末置入下列混合溶液中進行浸泡、,然后過濾抽

干,得到預處理的水葫蘆粉；

步驟二：殼聚糖處理：稱取殼聚糖溶于1％(wt％)的鹽酸，充分混均，配置成1mg/ml的殼聚糖鹽酸溶液水，60℃加熱攪拌1h；

步驟三：改性水葫蘆藻絮凝劑的制備：取步驟一中制備好的水葫蘆粉末于燒杯中，加入步驟二中制備好的殼聚糖溶液，以水葫蘆：殼聚糖=10:1的比例放入zr326混凝實驗攪拌機攪拌，快速攪拌（100r/min）3min，然后轉為慢速攪拌（30r/min）攪拌60min，最后將其溶液放入100℃烘箱中干燥12h，研磨，得到改性水葫蘆藻絮凝劑。

步驟四：改性劑中以重量比計殼聚糖：水葫蘆＝5-20：1，進一步優(yōu)選為殼聚糖與水葫蘆的比例為10：1。

所述的改性水葫蘆藻絮凝劑在治理藻華中的應用。絮凝劑的用量為0.005~0.02g/l。

本發(fā)明提供的改性水葫蘆藻絮凝劑的制備方法，制備方法簡單，成本低，改性劑及基質(zhì)均為環(huán)境友好材料，不會造成二次污染；同時具有高效絮凝作用，殼聚糖與水葫蘆的比例為10：1，投加量為0.02g/l時，5min去除率可達95%，10min去除率可達100%。水葫蘆又名鳳眼蓮是一種是華南地區(qū)危害最為嚴重的水生入侵植物,其生物量大、繁殖迅速,如加以利用可以變廢為寶，而且其本身不帶毒性。其植株內(nèi)部主要為海綿組織，且有許多多邊形柱狀細胞組成的氣室，具有作為吸附劑的重要特征一多孔結構，本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，采用廉價易得的水葫蘆作為吸附劑的基質(zhì)，通過殼聚糖改性后，同時具有高效絮凝作用，除藻效果良好，在實際對藻絮凝中有獨特的優(yōu)勢。

附圖說明

圖1為實施例1改性水葫蘆高效藻絮凝劑絮凝除藻的效果。

圖2為不同比例下殼聚糖與水葫蘆絮凝除藻效果的比較。

圖3高效藻絮凝劑不同投加量的絮凝除藻效果比較。

圖4不同ph對高效絮凝劑絮凝除藻效果的影響。

具體實施方式

實施例一

1、絮凝劑的制備：

一種改性水葫蘆藻絮凝劑的制備方法，包括以下步驟：

（1）原料準備：改性劑為殼聚糖；殼聚糖：水葫蘆＝0.2mg：1mg；

（2）原料處理：將從池塘采集來的15棵水葫蘆，并除其根、葉，只留下葉柄，并將其葉柄切成4cm的長度，放入80℃烘箱10小時，烘干去水，然后研磨成粉末，過250目篩，得到水葫蘆粉末材料；

殼聚糖處理：稱取100mg殼聚糖溶于100ml1％(wt％)的鹽酸溶解配置成1mg/ml的殼聚糖鹽酸溶液水，60℃加熱攪拌1h；

（3）改性水葫蘆藻絮凝劑的制備：按照步驟（1）的比例，取50g水葫蘆粉末于1000ml燒杯中，加入500ml殼聚糖溶液，用zr326混凝實驗攪拌機攪拌，快速攪拌（100r/min）3min，然后轉為慢速攪拌（30r/min）攪拌60min，最后將其溶液放入100℃烘箱中干燥12h，研磨，過250目篩，最終得到本發(fā)明改性水葫蘆藻絮凝劑50.4g。

2、應用實例：絮凝劑對藻的絮凝

取生長對數(shù)期的藻液1l，濃度為5×10⁹cell/l的藻懸液燒杯中，分別加入0.005g/l、0.01g/l、0.02g/l本發(fā)明提供的改性水葫蘆藻絮凝劑，置于磁力攪拌器上攪拌，先快速(200rpm)攪拌3min,再慢速(50rpm)攪拌20min，靜置，20min后于液面下3cm處取樣測定藻細胞濃度，并計算去除率，經(jīng)計算，藻的去除率接近95%。

實施例二

1、絮凝劑的制備：

一種改性水葫蘆藻絮凝劑的制備方法，包括以下步驟：

（1）原料準備：改性劑為殼聚糖；殼聚糖：水葫蘆＝0.2mg：1mg；

（2）原料處理：將從池塘采集來的15棵水葫蘆，并除其根、葉，只留下葉柄，并將其葉柄切成4cm的長度，放入80℃烘箱10小時，烘干去水，然后研磨成粉末，過250目篩，得到水葫蘆粉末材料；

殼聚糖處理：稱取100mg殼聚糖溶于100ml1％(wt％)的鹽酸溶解配置成1mg/ml的殼聚糖鹽酸溶液水，60℃加熱攪拌1h；

（3）改性水葫蘆藻絮凝劑的制備：按照步驟（1）的比例，取50g水葫蘆粉末于1000ml燒杯中，加入500ml殼聚糖溶液，用zr326混凝實驗攪拌機攪拌，快速攪拌（100r/min）3min，然后轉為慢速攪拌（30r/min）攪拌60min，最后將其溶液放入100℃烘箱中干燥12h，研磨，過250目篩，最終得到改性水葫蘆藻絮凝劑49.8g。

2、現(xiàn)場應用

某居民小區(qū)附近長方形池塘，測得其長約10m，寬約20m，深約1m。8月份觀察發(fā)現(xiàn)池塘水質(zhì)有明顯富營養(yǎng)化現(xiàn)象，并且浮游生長旺盛。用取樣器取水樣一升，魯可氏法測得藻密度為：3×10⁹cell/l，該池塘目前屬于水華中度污染，如果用本發(fā)明提供的改性水葫蘆藻絮凝劑治理該池塘的水華污染，本發(fā)明投放濃度在池塘水體中應達到0.01g/l。經(jīng)計算該長方形池塘應投放本發(fā)明提供的改性水葫蘆藻絮凝劑共2000g。將制備好的本發(fā)明提供的改性水葫蘆藻絮凝劑2000g均勻投入該長方形池塘，一個小時后，在液面下10cm處取100ml水樣，測其葉綠素的含量。通過計算，藻的去除率約為95%。

圖1表達了實施例1混合攪拌改性水葫蘆高效藻絮凝劑絮凝除藻的效果，從圖中可以看出分別經(jīng)歷了快、慢速攪拌的過程后，除藻率基本上已達到95%，10min藻去除率達到100%。

圖2表達了不同比例下殼聚糖與水葫蘆絮凝除藻效果的對比，從圖中可以看出殼聚糖：水葫蘆=30mg:3mg絮凝能力先降低后升高又降低，本發(fā)明中的高效藻絮凝劑的混合改性比例。

圖3表達了高效藻絮凝劑不同投加量的絮凝除藻效果比較，投放量分別為0.005g/l、0.01g/l、0.02g/l，從圖中可以看出隨著絮凝劑的投加量的增大絮凝能力逐漸提高后又有所降低，其中最佳投加量為0.01g/l時絮凝效果最好。

圖4表達了不同ph對高效絮凝劑絮凝除藻效果的影響，從圖中可以看出ph對絮凝的過程影響較為明顯，在ph=7下高效絮凝劑能發(fā)揮更好的絮凝效果，而在偏酸或偏堿環(huán)境中藻細胞可能遭到破壞而喪失了本身所具有的特性，所以絮凝效果低于自然狀態(tài)下。