一种用于去除蓝藻的改性红壤及制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于去除蓝藻的改性红壤它由下列原料配比组成：红壤、聚环氧氯丙烷-二甲胺、聚合硫酸铁和水。其制备方法如下：一，秤取聚环氧氯丙烷-二甲胺，加水搅拌稀释至得到聚环氧氯丙烷-二甲胺母液；二，秤取聚合硫酸铁加水稀释得到聚合硫酸铁母液；三，秤取红壤，干燥研磨后溶解，得到红壤母液；四、将聚环氧氯丙烷-二甲胺母液和聚合硫酸铁母液加入到红壤母液中，加水稀释后得到改性红壤。本发明以聚环氧氯丙烷-二甲胺和聚合硫酸铁为絮凝剂，以红壤为助凝剂，红壤中的含量较高的活性铝和活性铁作为混凝剂，提高了对蓝藻的去除率，去除蓝藻后不会造成二次污染；本发明提供的制备方法简单成本低廉，操作简单。
【专利说明】一种用于去除蓝藻的改性红壤及制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于去除水体中蓝藻的材料及其制备方法，具体涉及一种用于去 除蓝藻的改性红壤及制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国工业化的不断发展，水污染特别是水体富营养化的频率和范围都有显著 的提高。蓝藻水华是水体富营养化的一个比较显著的特征，形成水华藻类的大量繁殖是水 质变化的敏感表征，是水体富营养化的主要表观。水华藻类可能产生有毒有害的次生代谢 产物(藻毒素和异味物质），释放到水体中，对水生生物乃至人类健康构成威胁，引发水体及 水产品异味问题，使水体与水产品产生刺鼻难闻的气味，导致人类饮用水水质下降，水处理 耗费大幅增加，渔业经济直接遭受损失，并严重影响生态景观和人类消遣旅游地区的美学 价值。遏制湖泊水体富营养化发展趋势和防治藻类水华危害，已成为水资源安全战略所必 须解决的最重要的社会和生态问题。
[0003] 国内外在湖泊水库富营养化研宄和藻类水华(包括蓝藻毒素）防治上取得一些进 展，采用超声除藻法、大规模放养鲢鳙生物控藻法、壳聚糖改性土壤法，这些方法在去除蓝 藻中取得了一定的效果；此外机械打捞分离等也在各个蓝藻水华湖泊中使用的较为广泛。 但目前各种方法适用的局限性均非常明显，超声除藻、壳聚糖改性土壤除藻及机械打捞方 法均成本高昂，难以持续推广大面积使用，鲢鳙生物控藻效果缓慢且实际效果还存在较大 的争议，因此发展低成本的除藻方法迫在眉睫，本方案采用廉价的商业化原料聚胺及聚合 硫酸铁，结合江西广东海南等地区的富铁铝红壤，得到了一种价格低廉，可大规模使用的聚 胺铁改性红壤，以期在大湖面水体中高效去除蓝藻水华。
【发明内容】
[0004] 本发明目的在于克服传统除藻工艺在处理蓝藻水华中高能耗，低效率，高成本等 因素的不利影响，提供了一种廉价去除蓝藻的改性红壤配方，该材料具备性能稳定，操作 简单，对污水中的杂质具有良好的抗干扰能力，同时可以极大程度净化水体中的悬浊物、总 氮、总磷等，并且可改善蓝藻水华水体溶解氧浓度。非常适合大规模制备，高效去除蓝藻细 胞功能，同时该材料价格低廉，环境相容性好，对水体无毒副作用，可大规模用于湖泊、河 流、池塘等各类富营养水体蓝藻水华危害防治。红壤本身缺乏营养盐如氮磷钾等，对水体的 负面二次污染比一般土壤要小，但除藻效率却高于一般土壤，具备一定绿色环保高效的特 点。
[0005] 本发明的另一个目的是在于提供了一种用于去除蓝藻的改性红壤的制备方法，制 备方法简单，该方法成本低廉，操作简单，非常适合大规模制备，为材料的大规模野外应用 提供了坚实良好的技术基础。
[0006] 本发明中，各术语的含义解释如下： g/Ι :浓度单位，克/升；min :时间单位，分钟；cells/L :浓度单位，细胞数/升；mg/ι : 浓度单位，晕克/升。
[0007] 本发明通过下述方案实现： 一种用于去除蓝藻的改性红壤，以重量份计，它由下列原料配比组成： 红壤 20-100份 聚环氧氯丙烷-二甲胺 1-25份 聚合硫酸铁 1-30份 水 850-1000 份。
[0008] 进一步地，它由下列原料配比组成： 红壤 25-60份 聚环氧氯丙烷-二甲胺 2-20份 聚合硫酸铁 2-20份 水 900-980 份。
[0009] 进一步地，它由下列原料配比组成： 红壤 30-35份 聚环氧氯丙烷-二甲胺 3-6份 聚合硫酸铁 3-6份 水 950-960 份。
[0010] 进一步地，所述红壤中活性铝的质量含量为5-15%，活性铁的质量含量为4-10%， 有机物质量含量为〇. 2-1%，总磷质量含量为0. 01-0. 03%，所述聚环氧氯丙烷-二甲胺的分 子量为15-25万，所述聚合硫酸铁的全铁质量含量为18. 5-21%。
[0011] 一种用于去除蓝藻的改性红壤的制备方法，包括以下步骤： 步骤一，秤取一定量的聚环氧氯丙烷-二甲胺，加水搅拌稀释至20 g/Ι，得到聚环氧氯 丙烧-二甲胺母液； 步骤二，秤取一定量的聚合硫酸铁加水稀释至20 g/Ι，得到聚合硫酸铁母液； 步骤三，秤取一定量红壤，干燥研磨后放入酸性水中溶解，得到红壤母液； 步骤四、将步骤一得到的聚环氧氯丙烷-二甲胺母液和步骤二得到的聚合硫酸铁母液 加入到步骤三得到的红壤母液中，加水稀释后得到用于去除蓝藻的改性红壤； 步骤四中加入的聚环氧氯丙烷-二甲胺母液、聚合硫酸铁母液与红壤母液比例为 1:0. 5 ?2 :4 ?10。
[0012] 进一步地，步骤三中所述的酸性水为pH值为1-6。
[0013] 进一步地，步骤四中聚环氧氯丙烷-二甲胺母液和聚合硫酸铁母液加入到红壤母 液的过程中，进行搅拌操作，搅拌时间为10-30 min。
[0014] 本发明的有益效果为： 1.本发明一种去除蓝藻水华的聚胺铁改性红壤包括聚环氧氯丙烷-二甲胺、聚合硫酸 铁和红壤，以聚环氧氯丙烷-二甲胺和聚合硫酸铁为絮凝剂使得水体中的蓝藻之间发生架 桥作用，促进单个的蓝藻聚集在分子链上，以红壤为助凝剂，红壤的密度较大，连接到分子 链上可以带动聚集在一起的蓝藻沉降到水体底部，红壤中的含量较高的活性铝和活性铁可 以作为混凝剂，提高了对蓝藻的去除率，且红壤中的有机物含量和总磷含量均低于其他类 型的土壤，去除蓝藻后不会造成二次污染； 2.本发明还提供一种用于去除蓝藻的改性红壤的制备方法，该制备方法简单，且制备 成本低廉，操作简单，非常适合大规模制备，为材料的大规模野外应用提供了坚实良好的技 术基础。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1为不同时间节点的蓝藻去除率。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合图1对本发明进一步说明： 实施例1 一种用于去除蓝藻的改性红壤，以重量份计，它由下列原料配比组成： 红壤 32份 聚环氧氯丙烷-二甲胺 5份 聚合硫酸铁 5份 水 958份。
[0017] 进一步地，所述红壤中活性铝的质量含量为5-15%，活性铁的质量含量为4-10%， 有机物质量含量为〇. 2-1%，总磷质量含量为0. 01-0. 03%，所述聚环氧氯丙烷-二甲胺的分 子量为15-25万，所述聚合硫酸铁的全铁质量含量为18. 5-21%。
[0018] -种用于去除蓝藻的改性红壤的制备方法，包括以下步骤： 步骤一，秤取5 g的聚环氧氯丙烷-二甲胺，加水搅拌稀释至20 g/Ι，得到聚环氧氯丙 烷-二甲胺母液； 步骤二，秤取5 g的聚合硫酸铁加水稀释至20 g/Ι，得到聚合硫酸铁母液； 步骤三，秤取32 g的红壤，干燥研磨后放入pH值为3的水中溶解稀释至20 g/Ι，得到 红壤母液； 步骤四、将步骤一得到的聚环氧氯丙烷-二甲胺母液和步骤二得到的聚合硫酸铁母液 加入到步骤三得到的红壤母液中，加水稀释定容至11后得到用于去除蓝藻的改性红壤。在 聚环氧氯丙烷-二甲胺母液和聚合硫酸铁母液加入到红壤母液的过程中，进行搅拌操作， 搅拌时间为15 min。
[0019] 本发明的改性红壤在实施时，直接将配置好的改性红壤喷洒在待处理的水面。
[0020] 选取南昌市区一蓝藻水华湖泊的水华样品(微囊藻种群优势度大于95%)，将蓝藻 细胞用25#浮游植物网调整浓度至浓度约3 XlO9 cells/L，加入改性红壤量40 mg/L，混合 搅拌约15秒后静置，在5min、15min、30min、45min、60min、90min取样点定时取样。样品用 超声波细胞破碎器超声后在显微镜上进行计数，不同时间节点蓝藻去除率图见图1。从图1 中，可以看出本发明的改性红壤的蓝藻去除率高于改性其他土壤，在90 min时，改性红壤的 蓝去除率为83%，而改性其他土壤的去除率为77%，这是因为红壤中活性铝的含量为10%，活 性铁的含量为5%，活性铝和活性铁作为混凝剂，使得单个的蓝藻"脱稳"，于是在通过碰撞、 吸附的作用下更快的聚集在一起而沉降，所以增强改性红壤的蓝藻去除能力。
[0021] 本发明的改性红壤不但可以去除水体中的蓝藻，同时可以极大程度净化水体中的 悬浊物、总氮、总磷等，并且可改善蓝藻水华水体溶解氧浓度，表1是加入改性红壤前后的 水质因子变化表，可以看出，加入改性红壤后水体中的悬浊物、总氮、总磷都降低了，而水体 中的溶解氧浓度增加。
[0022] 表1加药前和加药后蓝藻水华样品水质参数
【权利要求】
1. 一种用于去除蓝藻的改性红壤，其特征在于，以重量份计，它由下列原料配比组成： 红壤 20-100份 聚环氧氯丙烷-二甲胺 1-25份 聚合硫酸铁 1-30份 水 850-1000 份。
2. 根据权利要求1所述的用于去除蓝藻的改性红壤，其特征在于：以重量份计，它由下 列原料配比组成： 红壤 25-60份 聚环氧氯丙烷-二甲胺 2-20份 聚合硫酸铁 2-20份 水 900-980 份。
3. 根据权利要求1所述的用于去除蓝藻的改性红壤，其特征在于：以重量份计，它由下 列原料配比组成： 红壤 30-35份 聚环氧氯丙烷-二甲胺 3-6份 聚合硫酸铁 3-6份 水 950-960 份。
4. 根据权利要求1、2、3中任一权利要求所述的用于去除蓝藻的改性红壤，其特征在 于，所述红壤中活性铝的质量含量为5-15%，活性铁的质量含量为4-10%，有机物质量含量 为0. 2-1%，总磷质量含量为0. 01-0. 03%，所述聚环氧氯丙烷-二甲胺的分子量为15-25万， 所述聚合硫酸铁的全铁质量含量为18. 5-21%。
5. -种用于去除蓝藻的改性红壤的制备方法，其特在于，包括以下步骤： 步骤一，秤取一定量的聚环氧氯丙烷-二甲胺，加水搅拌稀释至20 g/1，得到聚环氧氯 丙烧-二甲胺母液； 步骤二，秤取一定量的聚合硫酸铁加水稀释至20 g/1，得到聚合硫酸铁母液； 步骤三，秤取一定量红壤，干燥研磨后放入酸性水中溶解稀释至20 g/1，得到红壤母 液； 步骤四，将步骤一得到的聚环氧氯丙烷-二甲胺母液和步骤二得到的聚合硫酸铁母液 加入到步骤三得到的红壤母液中，加水稀释后得到用于去除蓝藻的改性红壤； 步骤四中加入的聚环氧氯丙烷-二甲胺母液、聚合硫酸铁母液与红壤母液比例为 1:0. 5 ?2 :4 ?10。
6. 根据权利要求5所述的用于去除蓝藻的改性红壤的制备方法，其特征在于：步骤三 中所述的酸性水为pH值为1-6。
7. 根据权利要求5所述的用于去除蓝藻的改性红壤的制备方法，其特征在于：步骤四 中聚环氧氯丙烷-二甲胺母液和聚合硫酸铁母液加入到红壤母液的过程中，进行搅拌操 作，搅拌时间为10-30 min。
【文档编号】C02F1/52GK104445554SQ201410701818
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月28日 优先权日:2014年11月28日
【发明者】戴国飞, 方少文, 钟家有, 郭春晶, 楼倩, 张伟 申请人:江西省水利科学研究院