一種以柚子皮為原料的藍藻處理劑及其製備方法及應用與流程
2023-06-09 08:45:31
本發明涉及汙染處理技術領域，具體是一種以柚子皮為原料的藍藻處理劑及其製備方法及應用。
背景技術：
水體富營養化(eutrophication)指的是水體中N、P等營養鹽含量過多而引起的水質汙染現象。其實質是由於營養鹽的輸入輸出失去平衡性，從而導致水生態系統物種分布失衡，單一物種瘋長，破壞了系統的物質與能量的流動，使整個水生態系統逐漸走向滅亡。
藍藻水華是富營養化水體的一個典型特徵，富營養化水體中的藻類突發性增長受到很多因素的影響，如水體中的氮磷濃度、水體溫度、溶解氧、光照強度等。因此，分離去除富營養化水體中藻類不能僅僅依靠物理分離方法，還要提高富營養化水體水質狀況，才能真正從根本上抑制藻類的生長。
目前國內外除藻技術主要分為物理除藻、化學除藻和生物除藻三大類。物理除藻方法常見換注新水、挖底泥等，但這種方法需耗費大量人力物力，且效果比較短期，不能從根本上解決藍藻水華問題。使用硫酸銅等化學製劑可以起到一定的除藻效果，但頻繁使用化學製劑等容易破壞養殖水體中生態系統種群結構，且對環境具有毒性。生物方法主要有微生物防治和食物鏈控制等，這種方法但是見效較慢，不易在水體中建立動態生態平衡系統。
柚子皮是水果柚子的外層硬殼，是不可直接食用的部分，除煮水或入藥外，通常都被扔掉。由於柚子是季節性的水果，其上市期間產生的大量廢棄的柚子皮，給環境維護帶來了不小的麻煩。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種低成本、除藻速度快、除藻效果好的以柚子皮為原料的藍藻處理劑及其製備方法及應用。
為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：
一種以柚子皮為原料的藍藻處理劑，按照質量份數計，由以下原料組成：柚子皮84-89份、聚乳酸6-9份、腐殖酸2.0-3.0份、聚乙酸乙烯酯4-7份、桉樹油0.24-0.28份。
作為本發明進一步的方案：按照質量份數計，由以下原料組成：柚子皮85-88份、聚乳酸7-8份、腐殖酸2.3-2.6份、聚乙酸乙烯酯5-6份、桉樹油0.25-0.27份。
作為本發明進一步的方案：按照質量份數計，由以下原料組成：柚子皮86份、聚乳酸7.4份、腐殖酸2.5份、聚乙酸乙烯酯5.6份、桉樹油0.26份。
所述的以柚子皮為原料的藍藻處理劑的製備方法，包括以下步驟：
(1)分別將聚乳酸、聚乙酸乙烯酯烘乾，按比例混合，放入密煉機內熔融共混，溫度為150-158℃，轉速為78-85r/min，時間為10-15min，得到A組分，備用；
(2)將柚子皮粉碎，過40-60目篩後，倒入其質量的2.8-3.4倍的質量濃度為16-18％的檸檬酸鈉溶液中，加熱至53-56℃，在該溫度條件下，利用功率為240-260W、頻率為36-38kHz的超聲波對其進行超聲處理30-40min，以2800-3000r/min的速度離心3-5min，得到B組分；
(3)將B組分加熱至350-370℃並保溫2-3h，冷卻後研磨均勻，得到C組分；
(4)將C組分與腐殖酸和桉樹油混合，加熱至42-45℃，以220-250r/min的速度攪拌15-18min，再加入A組分，混合均勻，繼續加熱至50-56℃，以180-210r/min的速度攪拌40-45min，烘乾，得到所述的以柚子皮為原料的藍藻處理劑。
所述的藍藻處理劑在製備藍藻處理用藥劑方面的應用。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：
本發明以柚子皮為主要成分，變廢棄的柚子皮為寶，在柚子皮、桉樹油與聚乳酸、腐殖酸和聚乙酸乙烯酯的協同作用下，製得一種藍藻處理劑，該藍藻處理劑能夠對水體中的藍藻進行有效的吸附和去除，殺菌除藻效果好，除藻速度快，且具有一定的除重金屬作用。
本發明所用原料來源廣、價格低、經濟性好，並且具有良好的生物降解性和環境相容性，環保無公害。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
實施例1
本發明實施例中，一種以柚子皮為原料的藍藻處理劑，按照質量份數計，由以下原料組成：柚子皮84份、聚乳酸9份、腐殖酸2.0份、聚乙酸乙烯酯7份、桉樹油0.24份。
所述的以柚子皮為原料的藍藻處理劑的製備方法，包括以下步驟：
(1)分別將聚乳酸、聚乙酸乙烯酯烘乾，按比例混合，放入密煉機內熔融共混，溫度為150℃，轉速為85r/min，時間為15min，得到A組分，備用；
(2)將柚子皮粉碎，過60目篩後，倒入其質量的2.8倍的質量濃度為18％的檸檬酸鈉溶液中，加熱至53℃，在該溫度條件下，利用功率為260W、頻率為36kHz的超聲波對其進行超聲處理40min，以2800r/min的速度離心5min，得到B組分；
(3)將B組分加熱至350℃並保溫3h，冷卻後研磨均勻，得到C組分；
(4)將C組分與腐殖酸和桉樹油混合，加熱至42℃，以250r/min的速度攪拌15min，再加入A組分，混合均勻，繼續加熱至56℃，以180r/min的速度攪拌45min，烘乾，得到所述的以柚子皮為原料的藍藻處理劑。
實施例2
本發明實施例中，一種以柚子皮為原料的藍藻處理劑，按照質量份數計，由以下原料組成：柚子皮89份、聚乳酸6份、腐殖酸3.0份、聚乙酸乙烯酯4份、桉樹油0.28份。
所述的以柚子皮為原料的藍藻處理劑的製備方法，包括以下步驟：
(1)分別將聚乳酸、聚乙酸乙烯酯烘乾，按比例混合，放入密煉機內熔融共混，溫度為158℃，轉速為78r/min，時間為15min，得到A組分，備用；
(2)將柚子皮粉碎，過40目篩後，倒入其質量的3.4倍的質量濃度為16％的檸檬酸鈉溶液中，加熱至56℃，在該溫度條件下，利用功率為240W、頻率為38kHz的超聲波對其進行超聲處理30min，以3000r/min的速度離心3min，得到B組分；
(3)將B組分加熱至370℃並保溫2h，冷卻後研磨均勻，得到C組分；
(4)將C組分與腐殖酸和桉樹油混合，加熱至45℃，以220r/min的速度攪拌18min，再加入A組分，混合均勻，繼續加熱至50℃，以210r/min的速度攪拌40min，烘乾，得到所述的以柚子皮為原料的藍藻處理劑。
實施例3
本發明實施例中，一種以柚子皮為原料的藍藻處理劑，按照質量份數計，由以下原料組成：柚子皮85份、聚乳酸8份、腐殖酸2.3份、聚乙酸乙烯酯6份、桉樹油0.25份。
所述的以柚子皮為原料的藍藻處理劑的製備方法，包括以下步驟：
(1)分別將聚乳酸、聚乙酸乙烯酯烘乾，按比例混合，放入密煉機內熔融共混，溫度為150℃，轉速為85r/min，時間為15min，得到A組分，備用；
(2)將柚子皮粉碎，過60目篩後，倒入其質量的2.8倍的質量濃度為18％的檸檬酸鈉溶液中，加熱至53℃，在該溫度條件下，利用功率為260W、頻率為36kHz的超聲波對其進行超聲處理40min，以2800r/min的速度離心5min，得到B組分；
(3)將B組分加熱至350℃並保溫3h，冷卻後研磨均勻，得到C組分；
(4)將C組分與腐殖酸和桉樹油混合，加熱至42℃，以250r/min的速度攪拌15min，再加入A組分，混合均勻，繼續加熱至56℃，以180r/min的速度攪拌45min，烘乾，得到所述的以柚子皮為原料的藍藻處理劑。
實施例4
本發明實施例中，一種以柚子皮為原料的藍藻處理劑，按照質量份數計，由以下原料組成：柚子皮88份、聚乳酸7份、腐殖酸2.6份、聚乙酸乙烯酯5份、桉樹油0.27份。
所述的以柚子皮為原料的藍藻處理劑的製備方法，包括以下步驟：
(1)分別將聚乳酸、聚乙酸乙烯酯烘乾，按比例混合，放入密煉機內熔融共混，溫度為158℃，轉速為78r/min，時間為15min，得到A組分，備用；
(2)將柚子皮粉碎，過40目篩後，倒入其質量的3.4倍的質量濃度為16％的檸檬酸鈉溶液中，加熱至56℃，在該溫度條件下，利用功率為240W、頻率為38kHz的超聲波對其進行超聲處理30min，以3000r/min的速度離心3min，得到B組分；
(3)將B組分加熱至370℃並保溫2h，冷卻後研磨均勻，得到C組分；
(4)將C組分與腐殖酸和桉樹油混合，加熱至45℃，以220r/min的速度攪拌18min，再加入A組分，混合均勻，繼續加熱至50℃，以210r/min的速度攪拌40min，烘乾，得到所述的以柚子皮為原料的藍藻處理劑。
實施例5
本發明實施例中，一種以柚子皮為原料的藍藻處理劑，按照質量份數計，由以下原料組成：柚子皮86份、聚乳酸7.4份、腐殖酸2.5份、聚乙酸乙烯酯5.6份、桉樹油0.26份。
所述的以柚子皮為原料的藍藻處理劑的製備方法，包括以下步驟：
(1)分別將聚乳酸、聚乙酸乙烯酯烘乾，按比例混合，放入密煉機內熔融共混，溫度為154℃，轉速為80r/min，時間為14min，得到A組分，備用；
(2)將柚子皮粉碎，過60目篩後，倒入其質量的3倍的質量濃度為17％的檸檬酸鈉溶液中，加熱至54℃，在該溫度條件下，利用功率為250W、頻率為37kHz的超聲波對其進行超聲處理36min，以3000r/min的速度離心4min，得到B組分；
(3)將B組分加熱至360℃並保溫3h，冷卻後研磨均勻，得到C組分；
(4)將C組分與腐殖酸和桉樹油混合，加熱至44℃，以240r/min的速度攪拌16min，再加入A組分，混合均勻，繼續加熱至52℃，以200r/min的速度攪拌42min，烘乾，得到所述的以柚子皮為原料的藍藻處理劑。
對比例1
在實施例5的基礎上，以凹凸棒土取代柚子皮，其餘與實施例5完全相同。
對比例2
在實施例5的基礎上，刪除桉樹油這一組分，其餘與實施例5完全相同。
對比例3
在實施例5的基礎上，以凹凸棒土取代柚子皮，並刪除桉樹油這一組分，其餘與實施例5完全相同。
分別取10mg上述實施例1-5以及對比例1-3製得的藍藻處理劑，分別加入1L藍藻水樣中(水樣藻細胞密度為2×107個/ml)，攪拌均勻後靜置一段時間，分別在靜置10min、
20min、30min時對水樣中的藍藻數目進行檢測，檢測的結果列於表1。
表1各例製得的藍藻處理劑的處理效果
由表1可以看出：實施例1-5製得的藍藻處理劑的處理效果明顯優於對比例1-3，其中實施例5的效果最佳，經過實施例5製得的藍藻處理劑處理後，靜置10min的藻細胞去除率、濁度去除率、藻毒素去除率分別為95.6％、94.1％、86.4％，靜置20min的藻細胞去除率、濁度去除率、藻毒素去除率分別為97.8％、94.9％、87.2％，靜置30min的藻細胞去除率、濁度去除率、藻毒素去除率分別為98.9％、96.3％、88.3％；對比實施例5和對比例1-3，可知本發明藍藻處理劑是通過柚子皮、桉樹油與聚乳酸、腐殖酸和聚乙酸乙烯酯的協同作用，才具有如此優異的藍藻處理效果。
對於本領域技術人員而言，顯然本發明不限於上述示範性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特徵的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示範性的，而且是非限制性的，本發明的範圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和範圍內的所有變化囊括在本發明內。
此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但並非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。