一种以硅藻土为载体的蓝藻清除剂及其制备方法

专利名称：：一种以硅藻土为载体的蓝藻清除剂及其制备方法
技术领域：
：本发明属于水污染治理领域，具体涉及一种水体藻类清除剂及其制备方法。
背景技术：
：在地区经济快速发展的鞭促下，水资源的过度开发和对环境保护的忽视，已使得使我国大部分地区的水环境日趋恶化，水体富营养化严重。水体的富营养化又导致水体中藻类的过度繁殖，特别是引起浮游藻类(主要是蓝藻属)的爆发而形成水华。近年来，在我国的滇池、太湖、巢湖、洱海等水体中，蓝藻爆发事件频频发生。大量的水华不但影响水体景观效果，而且还会产生藻毒素，给水生态系统、公共卫生安全带来严重威胁。在美国、日本、澳大利亚、巴西等国皆有报道因藻毒素引起鱼类、家畜及人中毒死亡的事件发生。而在我国滇池和太湖中检测出藻毒素最大浓度值为世界卫生组织规定饮用水藻毒素含量(不超过lng/U的千倍以上，严重危害生物生存和人体健康。目前蓝藻水华的治理主要有三种物理法、化学法和生物法。物理法主要采取打捞、吸附、沉淀、截流、疏浚、稀释和污水分流等措施。目前物理法是应用得最多也是最有效的方法。常见方式有机械清除法，如中国专利CN200720128782.2、CN200720039592.3、CN200720071907.2、CN200720040542.7、CN200710191927.8等都设计了一些机械打捞蓝藻的装置，可以更有效的清除水面蓝藻；也有用高能物理法治理，如专利CN02134046.3提出了一种脉冲电场处理蓝藻的方法，专利CN200410051559.3设计了利用紫外光辐照抑制水中蓝藻生长的方法及系统，专利CN03100009.6则是利用超声波抑制藻类生长；还有用多孔材料或矿物材料物理吸附，如专利CN01108404.9中的多孔陶粒，专利CN200410050911.1中的石膏、凹凸棒等，还有用沸石、蒙脱石等其它矿物材料吸附治理的。物理法除蓝藻具有效果明显，见效快，无新污染，但也存在成本高的问题。化学法是通过筛选和合成化学药剂(统称杀藻剂)来控制水中藻类的繁殖。其机理一方面通过金属离子抑制藻类的正常代谢而达到杀灭藻类的目的，另一方面则通过金属离子的絮凝作用沉降藻类而达到去除藻类的目的。目前专利有98117764.6、200710025991.9用双氧水杀藻，专利CN200710132808.5用Si02、A12(S04)3和Fe2(S04).,复合物治理，专利CN200410067260.7则用膨润土、聚合氯化铝、阳离子型聚丙烯酰胺三种絮凝剂复配组成的净水剂去藻，专利CN02155284.3、CN200510049651、CN01134528.4、CN200610040213.2都提到了各种金属离子除藻剂。化学法虽然也有效果，但普遍存在不稳定、二次污染等问题。生物法主要从生态的角度，通过生物间的营养竞争和食物链关系来控制蓝藻水华。目前主要采用微生物防治、食藻生物、水生植物抑制等方法。这方面的专利有CN01108743.9、CN200710029516.9、CN200710066321.1、CN200710059556.8、CN200410012928.8、CN200510019644.6等。生物法具有经济、效果持续等优点，但也存在见效慢、对人体潜在危害性不明朗等缺点。另外有些专利也提出物理法、化学法加生物法综合治理蓝藻，如专利CN200410012935.8。由于近年来蓝藻水华在我国太湖、滇池、巢湖等各水域年年爆发，已经引起了国家和地方的高度重视，科技界也对此大量的研究工作，出现了较多的专利和研究文章。从总体上看，目前控制蓝藻水华最可行的方法还是采用天然矿物复合材料综合治理，它具有见效快、成本低、操作简单、无二次污染等优点，也是国家重点支助的研究方向。硅藻土(Si0a2H20)是由海河中的单细胞低等水生植物硅藻的遗骸经过几百万年的沉积矿化作用而形成的生物矿物材料，本质是无定型的非晶质Si02，含有少量的Al20:i、Fe203、CaO、MgO、K20、Na.Z)、&05和有机质，其矿物成分为蛋白石。硅藻土的颜色为白色、灰白色和浅灰褐色等，其微观形貌也因硅藻细胞形状的不同而有圆盘状、针状、筒状、羽状等。由于其生物成因，具有独特的有序排列的微孔结构，孔隙率高、孔体积大、质量轻、堆积密度小、比表面积大(50200m7g)、导热系数低、吸附性强、活性好等优点，并且其分布广泛，价格低廉，特别是硅藻土颗粒壁壳上的天然的多级有序的微孔结构使其成为优异的吸附材料和载体材料。
发明内容本发明目的在于提供一种以硅藻土为载体的蓝藻清除剂及其制备方法，该方法制备的蓝藻清除剂去除蓝藻效果好、见效快。为了实现上述目的，本发明的技术方案是一种以硅藻土为载体的蓝藻清除剂，其特征在于它由硝酸铈溶液、氢氧化钠溶液和颗粒状硅藻土原料制备而成，氢氧化钠溶液的加入量是硝酸铈溶液体积的15%，颗粒状硅藻土的加入量是硝酸铈溶液和氢氧化钠溶液总质量的530%;其中，硝酸铈溶液的质量浓度为0.10.5%，氢氧化钠溶液的质量浓度为510%;颗粒状硅藻土的粒度小于200目、质量纯度大于80%。上述一种以硅藻土为载体的蓝藻清除剂的制备方法，其特征在于它包括如下步骤1)将硅藻土原矿进行粉碎提纯，使硅藻土含量大于80%，粒度小于200目，得颗粒状硅藻土，备用；2)将硝酸铈加水配成质量浓度为0.10.5%的硝酸铈溶液，配制质量浓度为510%的氢氧化钠溶液；按质量浓度为510%的氢氧化钠溶液的加入量是质量浓度为0.10.5%的硝酸铈溶液体积的15%，选取硝酸铈溶液、氢氧化钠溶液，按颗粒状硅藻土的加入量是硝酸铈溶液和氢氧化钠溶液总质量的530%，选取颗粒状硅藻土，备用；在搅拌下，向硝酸铈溶液中滴加氢氧化钠溶液，出现絮状沉淀后，继续搅拌2535min，得絮状沉淀混合溶液；3)向絮状沉淀混合溶液中加入颗粒状硅藻土，搅拌2535min后，离心分离(离心机转速8001000r/min，离心时间35min)，得沉淀物；将沉淀物烘干(90100'C下烘1015h)，即得到以硅藻土为载体的蓝藻清除剂。本发明的有益效果是1、硅藻土为天然多孔材料，化学性质稳定，无毒无害，价格便宜，而且孔隙率高，比表面积大，具有良好的吸附性能，可以较好的吸附清除水体中的藻类和其它杂质。本发明以硅藻土为载体材料，采用化学沉淀法在其表面负载一层铈的氢氧化物粒子，烘干处理后得到一种蓝藻清除剂；硅藻土表面负载的铈的氢氧化物对蓝藻具有很好的絮凝作用，絮凝速度快，可以使蓝藻快速沉淀到底部；同时它对蓝藻生长具有良好的抑制作用，可以使沉淀的蓝藻较快死亡；而且铈性质稳定，对人畜无害。将本发明的蓝藻清除剂投入污染水域中，它可以使水体中的蓝藻等藻类迅速絮凝沉淀到底层，自然死亡；同时还将水体中的其它杂质也一起沉淀下来，使水质快速澄清。本发明去除蓝藻效果显著，而且见效快，成本低，无二次污染，同时改善水质，十分有利于遭受蓝藻水华污染水域的综合治理。2、本发明工艺简单，生产成本低，操作方便；适应能力强，可以应用到各种遭受蓝藻污染的水域。目前我国许多湖泊中都遭受蓝藻水华污染的困扰，严重影响人类的生产生活，本发明对于治理蓝藻污染、改善水质具有良好的效果，应用前景广阔，意义十分重大。具体实施例方式为了更好地理解本发明，下面结合实例进一步阐明本发明的内容，但本发明不仅仅局限于下面的实施例；具体实施例并不意味着限制本发明的范围。实施例1:一种以硅藻土为载体的蓝藻清除剂，它由硝酸铈溶液、氢氧化钠溶液和颗粒状硅藻土原料制备而成，氢氧化钠溶液的加入量是硝酸铈溶液体积的1%，颗粒状硅藻土的加入量是硝酸铈溶液和氢氧化钠溶液总质量的5%;其中，硝酸铈溶液的质量浓度为0.1%，氢氧化钠溶液的质量浓度为5%;颗粒状硅藻土的粒度小于200目、质量纯度为81%。上述一种以硅藻土为载体的蓝藻清除剂的制备方法，它包括如下步骤-1)将硅藻土原矿进行粉碎提纯(除去其中大部分的石英、长石等杂质)，使硅藻土含量为81%(质量纯度为81%)，粒度小于200目，得颗粒状硅藻土，备用；2)将硝酸铈加水配成质量浓度为0.1%的硝酸铈溶液，用水配制质量浓度为5%的氢氧化钠溶液；按质量浓度为5%的氢氧化钠溶液的加入量是质量浓度为0.1%的硝酸铈溶液体积的1%，选取硝酸铈溶液、氢氧化钠溶液，按颗粒状硅藻土的加入量是硝酸铈溶液和氢氧化钠溶液总质量的5%，选取颗粒状硅藻土，备用；在磁力搅拌下，向硝酸铈溶液中缓慢滴加氢氧化钠溶液，出现微絮状沉淀后，继续搅拌25min，得絮状沉淀混合溶液；3)再向絮状沉淀混合溶液中加入颗粒状硅藻土，搅拌25min后，离心分离(离心机转速800r/min，离心时间5min),得沉淀物；将沉淀物烘干(9(TC下烘15h)，即得到以硅藻土为载体的蓝藻清除剂。实施例2:一种以硅藻土为载体的蓝藻清除剂，它由硝酸铈溶液、氢氧化钠溶液和颗粒状硅藻土原料制备而成，氢氧化钠溶液的加入量是硝酸铈溶液体积的5%，颗粒状硅藻土的加入量是硝酸铈溶液和氢氧化钠溶液总质量的30%;其中，硝酸铈溶液的质量浓度为0.5%，氢氧化钠溶液的质量浓度为10%;颗粒状硅藻土的粒度小于200目、质量纯度为90%。上述一种以硅藻土为载体的蓝藻清除剂的制备方法，它包括如下步骤-1)将硅藻土原矿进行粉碎提纯(除去其中大部分的石英、长石等杂质)，使硅藻土含量为90%(质量纯度为90%)，粒度小于200目，得颗粒状硅藻土，备用；2)将硝酸铈加水配成质量浓度为0.5%的硝酸铈溶液，用水配制质量浓度为10%的氢氧化钠溶液；按质量浓度为10%的氢氧化钠溶液的加入量是质量浓度为0.5%的硝酸铈溶液体积的5%，选取硝酸铈溶液、氢氧化钠溶液，按颗粒状硅藻土的加入量是硝酸铈溶液和氢氧化钠溶液总质量的30%，选取颗粒状硅藻土，备用；在磁力搅拌下，向硝酸铈溶液中缓慢滴加氢氧化钠溶液，出现微絮状沉淀后，继续搅拌35min，得絮状沉淀混合溶液；3)再向絮状沉淀混合溶液中加入颗粒状硅藻土，搅拌35min后，离心分离(离心机转速1000r/min，离心时间3min)，得沉淀物；将沉淀物烘干(IOO'C下烘10h)，即得到以硅藻七为载体的蓝藻清除剂。实施例3:一种以硅藻土为载体的蓝藻清除剂，它由硝酸铈溶液、氢氧化钠溶液和颗粒状硅藻土原料制备而成，氢氧化钠溶液的加入量是始酸铈溶液体积的3%，颗粒状硅藻土的加入量是硝酸铈溶液和氢氧化钠溶液总质量的15%;其中，硝酸铈溶液的质量浓度为0.3%，氢氧化钠溶液的质量浓度为8%;颗粒状硅藻土的粒度小于200目、质量纯度为85%。匕述一种以硅藻土为载体的蓝藻清除剂的制备方法，它包括如下步骤1)将硅藻上原矿进行粉碎提纯(除去其中大部分的石英、长石等杂质)，使硅藻土含量为85%(质量纯度为85%)，粒度小于200目，得颗粒状硅藻土，备用；2)将硝酸铈加水配成质量浓度为0.3%的硝酸铈溶液，用水配制质量浓度为8%的氢氧化钠溶液；按质量浓度为8%的氢氧化钠溶液的加入量是质量浓度为0.3%的硝酸铈溶液体积的3%，选取硝酸铈溶液、氢氧化钠溶液，按颗粒状硅藻土的加入量是硝酸铈溶液和氢氧化钠溶液总质量的15%，选取颗粒状硅藻土，备用；在磁力搅拌下，向硝酸铈溶液中缓慢滴加氢氧化钠溶液，出现微絮状沉淀后，继续搅拌30min，得絮状沉淀混合溶液；3)再向絮状沉淀混合溶液中加入颗粒状硅藻土，搅拌30min后，离心分离(离心机转速900r/min，离心时间4min)，得沉淀物；将沉淀物烘干(95。C下烘12h)，即得到以硅藻土为载体的蓝藻清除剂。效果试验例取实施例3中得到的蓝藻清除剂lg，加入到250ml带有大量蓝藻的湖水，搅拌均匀后，静止存放。每隔20min取上层液体检测，检测结果如表1:表l<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>可以看到，用本发明处理过的蓝藻湖水，20min后叶绿素去除率就高达96.5线，浊度下降了63.35°/。，藻数去除率有58.68%,而且上层湖水明显澄清，肉眼观察无蓝藻；60min后，叶绿素去除率％.27%，浊度下降了81.52%,藻数去除率高达90.80%，上层湖水几乎澄清透明，肉眼观察无杂质。由此可见，本发明制备的蓝藻清除剂去除蓝藻效果显著，见效快。权利要求1.一种以硅藻土为载体的蓝藻清除剂，其特征在于它由硝酸铈溶液、氢氧化钠溶液和颗粒状硅藻土原料制备而成，氢氧化钠溶液的加入量是硝酸铈溶液体积的1～5％，颗粒状硅藻土的加入量是硝酸铈溶液和氢氧化钠溶液总质量的5～30％；其中，硝酸铈溶液的质量浓度为0.1～0.5％，氢氧化钠溶液的质量浓度为5～10％；颗粒状硅藻土的粒度小于200目、质量纯度大于80％。2.如权利要求l所述的一种以硅藻土为载体的蓝藻清除剂的制备方法，其特征在于它包括如下歩骤1)将硅藻土原矿进行粉碎提纯，使硅藻土含量大于80%，粒度小于200目，得颗粒状硅藻土，备用；2)将硝酸铈加水配成质量浓度为0.10.5%的硝酸铈溶液，配制质量浓度为510%的氢氧化钠溶液；按质量浓度为510%的氢氧化钠溶液的加入量是质量浓度为0.10.5%的硝酸铈溶液体积的15%，选取硝酸铈溶液、氢氧化钠溶液，按颗粒状硅藻土的加入量是硝酸铈溶液和氢氧化钠溶液总质量的530%，选取颗粒状硅藻土，备用；在搅拌下，向硝酸铈溶液中滴加氢氧化钠溶液，出现絮状沉淀后，继续搅拌2535min，得絮状沉淀混合溶液；3)向絮状沉淀混合溶液中加入颗粒状硅藻土，搅拌2535min后，离心分离，得沉淀物；将沉淀物烘干，即得到以硅藻土为载体的蓝藻清除剂。3.根据权利要求2所述的一种以硅藻土为载体的蓝藻清除剂的制备方法，其特征在于所述的离心分离为离心机转速8001000r/min，离心时间35min。4.根据权利要求2所述的一种以硅藻土为载体的蓝藻清除剂的制备方法，其特征在于所述的烘干为90100。C下烘1015h。全文摘要本发明属于水污染治理领域，具体涉及一种水体藻类清除剂及其制备方法。一种以硅藻土为载体的蓝藻清除剂，其特征在于它由硝酸铈溶液、氢氧化钠溶液和颗粒状硅藻土原料制备而成，氢氧化钠溶液的加入量是硝酸铈溶液体积的1～5％，颗粒状硅藻土的加入量是硝酸铈溶液和氢氧化钠溶液总质量的5～30％；其中，硝酸铈溶液的质量浓度为0.1～0.5％，氢氧化钠溶液的质量浓度为5～10％；颗粒状硅藻土的粒度小于200目、质量纯度大于80％。该方法制备的蓝藻清除剂去除蓝藻效果好、见效快、成本低、无二次污染。文档编号C02F1/28GK101381119SQ20081019725公开日2009年3月11日申请日期2008年10月14日优先权日2008年10月14日发明者严春杰,余洪杰,朱小燕,娟梅,海书杰,肖国琪,韩利雄申请人:云南博尚高岭科技股份有限公司;中国地质大学(武汉)