一種以凹凸棒石為載體的藍藻清除劑及其製備方法
2023-12-05 07:52:41 2
專利名稱：：一種以凹凸棒石為載體的藍藻清除劑及其製備方法
技術領域：
：本發明屬於水汙染治理領域，具體涉及一種水體藻類清除劑及其製備方法。
背景技術：
：在地區經濟快速發展的鞭促下，水資源的過度開發和對環境保護的忽視，己使得使我國大部分地區的水環境日趨惡化，水體富營養化嚴重。水體的富營養化又導致水體中藻類的過度繁殖，特別是引起浮遊藻類(主要是藍藻屬)的爆發而形成水華。近年來，在我國的滇池、太湖、巢湖、洱海等水體中，藍藻爆發事件頻頻發生。大量的水華不但影響水體景觀效果，而且還會產生藻毒素，給水生態系統、公共衛生安全帶來嚴重威脅。在美國、日本、澳大利亞、巴西等國皆有報導因藻毒素引起魚類、家畜及人中毒死亡的事件發生。而在我國滇池和太湖中檢測出藻毒素最大濃度值為世界衛生組織規定飲用水藻毒素含量(不超過lyg/L)的千倍以上，嚴重危害生物生存和人體健康。目前藍藻水華的治理主要有三種物理法、化學法和生物法。凹凸棒石(又稱坡縷石)在礦物學分類上隸屬於海泡石族，是一種晶質的水合鎂鋁矽酸鹽礦物，具有獨特的層鏈狀結構。凹凸棒石礦物要在高鹼度(pH:8)、適當鹽度、一定溫度及Si02、A1A和Mg0三組分比例適當的環境下才能生成。凹凸棒石的理想分子式是MgsSiA。(OH)2(OH2)44H20。理論化學成分為Si0256.96%、MgO23.83%、H2019.21%。成分中類質同象混人物有Al3+、Fe"、Mn"等元素。晶體結構單元層由8個Si-0四面體以2:l型層狀排列，構成平行x軸(纖維延長方向，即a軸，長5.2A)的鏈條及通道。凹凸棒石鏈條中有5個八面體位置，通道截面積半徑為3.7X6.4A，比沸石孔徑(2.93.5A)還大。Mg2+等陽離子充填在由氧及0H—構成的配位八面體位中。孔道內充填沸石水。凹凸棒石晶體呈針狀、棒狀或纖維狀，晶粒十分細小(長0.55ym，寬0.050.15wm)，集合體呈束狀或交織狀。凹凸棒石一般呈土狀、緻密塊狀，產於沉積巖和風化殼中，顏色呈白色、灰白色、青灰色、灰綠色或弱絲絹光澤。土質細膩，有油脂滑感，質輕、性脆，斷口呈貝殼狀或參差狀，吸水性強。溼時具粘性和可塑性，乾燥後收縮小，不大顯裂紋，水浸泡崩散。懸浮液遇電介質不絮凝沉澱。凹凸棒石具有獨特的分散、耐高溫、抗鹽鹼等良好的膠體性質和優異的吸附脫色能力。加工後的凹凸棒石粘土製品是理想的吸附劑、食品加工助劑和食品添加劑，可取代活性炭。它不僅能脫色，去除臭味，並具有一定的選擇性，可作汙水處理劑、家用淨水器、冰箱除臭劑、油脂精煉脫色劑，效果極為明顯。凹凸棒石還廣泛應用於建材、輕工、農業、畜牧業、紡織、地質勘探、海洋鑽井、洗滌助劑、化妝品、橡塑填料等領域，素有"千種用土，萬土之王"的美稱。目前關於凹凸棒石的專利有很多，但用於水體藻類治理的專利只有CN200510040605.4、CN200710191194.8和CN200410050911.1。專利CN200510040605.4發明了一種凹凸棒滅藻劑，它是由活性凹凸棒石粘土、硫酸銅、硫酸亞鐵和三氯異氰尿酸組成，利用金屬離子來抑制藻體。專利CN200710191194.8發明了一種覆蓋殺藻網，其主體材料是將NaC03、A1A、,,、Si02、凹凸棒土、CuSO,和Ag20化合物按質量比例混合均勻後，IIO(TC焙燒成玻璃體；冷卻後碾碎得S0100um粒徑的摻銅(銀)可溶玻璃除藻劑粉，此發明也是利用銀、銅離子來抑制藻體，但容易產生重金屬離子汙染。專利CN200410050911.1發明了一種水體浮遊生態調節劑，其配方為石膏粉30%40%，凹凸棒石粉20%40%，腐殖酸鈉30%40%，它可以控制水體藍藻過度繁殖，提高水體透明度，但見效慢。
發明內容本發明目的在於提供一種以凹凸棒石為載體的藍藻清除劑及其製備方法，該方法製備的藍藻清除劑去除藍藻效果好、見效快。為了實現上述目的，本發明的技術方案是一種以凹凸棒石為載體的藍藻清除劑，其特徵在於它由硝酸鈰溶液、氫氧化鈉溶液和顆粒狀凹凸棒石原料製備而成，氫氧化鈉溶液的加入量是硝酸鈰溶液體積的15%，顆粒狀凹凸棒石的加入量是硝酸鈰溶液和氫氧化鈉溶液總質量的530%;其中，硝酸鈰溶液的質量濃度為0.10.5%，氫氧化鈉溶液的質量濃度為510%;顆粒狀凹凸棒石的粒度小於200目、質量純度大於80%。上述一種以凹凸棒石為載體的藍藻清除劑的製備方法，其特徵在於它包括如下步驟1)將凹凸棒石原礦進行粉碎提純，使凹凸棒石質量含量大於80%，粒度小於200目，得顆粒狀凹凸棒石，備用；2)將硝酸鈰加水配成質量濃度為0.10.5%的硝酸鈰溶液，配製質量濃度為510%的氫氧化鈉溶液；按質量濃度為510%的氫氧化鈉溶液的加入量是質量濃度為0.10.5%的硝酸鈰溶液體積的15%，選取硝酸鈽溶液、氫氧化鈉溶液，按顆粒狀凹凸棒石的加入量是硝酸鈰溶液和氫氧化鈉溶液總質量的530%，選取顆粒狀凹凸棒石，備用；在攪拌下，向硝酸鈰溶液中滴加氫氧化鈉溶液，出現微絮狀沉澱後，繼續攪拌2535min，得絮狀沉澱混合溶液；3)向絮狀沉澱混合溶液中加入顆粒狀凹凸棒石，攪拌2535min後，離心分離(離心機轉速8001000r/min，離心時間35min)，得沉澱物；將沉澱物烘乾(90100。C下烘1015h)，即得到以凹凸棒石為載體的藍藻清除劑。本發明的有益效果是1、凹凸棒石為天然層鏈狀礦物材料，化學性質穩定，無毒無害，價格便宜，而且孔隙率高，比表面積大，具有良好的吸附性能，可以較好的吸附清除水體中的藻類和其它雜質。本發明以凹凸棒石為載體材料，採用化學沉澱法在其表面負載一層鈰的氫氧化物粒子，烘乾處理後即得到一種藍藻清除劑；凹凸棒石表面負載的鈰的氫氧化物對藍藻具有很好的絮凝作用，絮凝速度快，可以使藍藻快速沉澱到底部；同時它對藍藻生長具有良好的抑制作用，可以使沉澱的藍藻較快死亡；而且鈰性質穩定，對人畜無害。將本發明的藍藻清除劑投入汙染水域中，可以使水體中的藍藻等藻類迅速絮凝沉澱到底層，自然死亡；同時凹凸棒石本身具有很好的吸附性能，還將水體中的其它雜質也一起沉澱下來，使水質快速澄清；本發明的藍藻清除劑去除藍藻效果顯著，而且見效快，無二次汙染。2、本發明工藝簡單，生產成本低，操作方便；適應能力強，可以應用到各種遭受藍藻汙染的水域。目前我國許多湖泊中都遭受藍藻水華汙染的困擾，嚴重影響人類的生產生活，本發明對於治理藍藻汙染、改善水質具有良好的效果，應用前景廣闊，意義十分重大。具體實施例方式為了更好地理解本發明，下面結合實例進一步闡明本發明的內容，但本發明不僅僅局限於下面的實施例；具體實施例並不意味著限制本發明的範圍。實施例1:一種以凹凸棒石為載體的藍藻清除劑，它由硝酸鈽溶液、氫氧化鈉溶液和顆粒狀凹凸棒石原料製備而成，氫氧化鈉溶液的加入量是硝酸鈰溶液體積的1%，顆粒狀凹凸棒石的加入量是硝酸鈰溶液和氫氧化鈉溶液總質量的5%;其中，硝酸鈰溶液的質量濃度為0.1%，氫氧化鈉溶液的質量濃度為5%;顆粒狀凹凸棒石的粒度小於200目、質量純度為81%。上述一種以凹凸棒石為載體的藍藻清除劑的製備方法，它包括如下步驟1)將凹凸棒石原礦進行粉碎提純(除去其中大部分的石英、長石等雜質)，使凹凸棒石質量含量為81%(即質量純度為81%)，粒度小於200目，得顆粒狀凹凸棒石，備用；2)將硝酸鈰加水配成質量濃度為0.1%的透明的硝酸鈰溶液，用水配製質量濃度為5%的氫氧化鈉溶液；按質量濃度為5%的氫氧化鈉溶液的加入量是質量濃度為0.1%的硝酸鈰溶液體積的1%,選取硝酸鈰溶液、氫氧化鈉溶液，按顆粒狀凹凸棒石的加入量是硝酸鈰溶液和氫氧化鈉溶液總質量的5%，選取顆粒狀凹凸棒石，備用；在磁力攪拌下，向硝酸鈰溶液中緩慢滴加氫氧化鈉溶液，出現微絮狀沉澱後，繼續攪拌25min，得絮狀沉澱混合溶液；3)向絮狀沉澱混合溶液中加入顆粒狀凹凸棒石，攪拌25min後，離心分離(離心機轉速800r/min，離心時間5min)，得沉澱物；將沉澱物烘乾(9CTC下烘15h)，即得到以凹凸棒石為載體的藍藻清除劑。實施例2:一種以凹凸棒石為載體的藍藻清除劑，它由硝酸鈰溶液、氫氧化鈉溶液和顆粒狀凹凸棒石原料製備而成，氫氧化鈉溶液的加入量是硝酸鈰溶液體積的5%，顆粒狀凹凸棒石的加入量是硝酸鈰溶液和氫氧化鈉溶液總質量的30%;其中，硝酸鈰溶液的質量濃度為0.5%，氫氧化鈉溶液的質量濃度為10%;顆粒狀凹凸棒石的粒度小於200目、質量純度為90%。上述一種以凹凸棒石為載體的藍藻清除劑的製備方法，它包括如下步驟1)將凹凸棒石原礦進行粉碎提純(除去其中大部分的石英、長石等雜質)，使凹凸棒石質量含量為90%，粒度小於200目，得顆粒狀凹凸棒石，備用；2)將硝酸鈰加水配成質量濃度為0.5%的透明的硝酸鈰溶液，用水配製質量濃度為10%的氫氧化鈉溶液；按質量濃度為10%的氫氧化鈉溶液的加入量是質量濃度為0.5%的硝酸鈰溶液體積的5%，選取硝酸鈰溶液、氫氧化鈉溶液，按顆粒狀凹凸棒石的加入量是硝酸鈰溶液和氫氧化鈉溶液總質量的30%，選取顆粒狀凹凸棒石，備用；在磁力攪拌下，向硝酸鈰溶液中緩慢滴加氫氧化鈉溶液，出現微絮狀沉澱後，繼續攪拌35min，得絮狀沉澱混合溶液；3)向絮狀沉澱混合溶液中加入顆粒狀凹凸棒石，攪拌35min後，離心分離(離心機轉速1000r/min，離心時間3min)，得沉澱物；將沉澱物烘千(IO(TC下烘10h)，即得到以凹凸棒石為載體的藍藻清除劑。實施例3-一種以凹凸棒石為載體的藍藻清除劑，它由硝酸鈰溶液、氫氧化鈉溶液和顆粒狀凹凸棒石原料製備而成，氫氧化鈉溶液的加入量是硝酸鈰溶液體積的3%，顆粒狀凹凸棒石的加入量是硝酸鈰溶液和氫氧化鈉溶液總質量的20%;其中，硝酸鈰溶液的質量濃度為0.3%，氫氧化鈉溶液的質量濃度為8%;顆粒狀凹凸棒石的粒度小於200目、質量純度為85%。上述一種以凹凸棒石為載體的藍藻清除劑的製備方法，它包括如下步驟1)將凹凸棒石原礦進行粉碎提純(除去其中大部分的石英、長石等雜質)，使凹凸棒石質量含量為85%，粒度小於200目，得顆粒狀凹凸棒石，備用；2)將硝酸鈰加水配成質量濃度為0.3%的透明的硝酸鈰溶液，用水配製質量濃度為8%的氫氧化鈉溶液；按質量濃度為鄉的氫氧化鈉溶液的加入量是質量濃度為0.3%的硝酸鈰溶液體積的3%，選取硝酸鈰溶液、氫氧化鈉溶液，按顆粒狀凹凸棒石的加入量是硝酸鈰溶液和氫氧化鈉溶液總質量的20%，選取顆粒狀凹凸棒石，備用在磁力攪拌下，向硝酸鈰溶液中緩慢滴加氫氧化鈉溶液，出現微絮狀沉澱後，繼續攪拌30min，得絮狀沉澱混合溶液；3)向絮狀沉澱混合溶液中加入顆粒狀凹凸棒石，攪拌30min後，離心分離(離心機轉速900r/min，離心時間4min)，得沉澱物；將沉澱物烘乾(95。C下烘12h)，即得到以凹凸棒石為載體的藍藻清除劑。效果試驗例取實施例3中得到的藍藻清除劑lg，加入到250ml帶有大量藍藻的湖水，攪拌均勻後，靜止存放。每隔20rairi取上層液體檢測，檢測結果如表l:表ltableseeoriginaldocumentpage6可以看到，用本發明處理過的藍藻湖水，20rain後葉綠素去除率就高達89.87y。，濁度下降了77.75%，藻數去除率有84.87%，而且上層湖水明顯澄清，肉眼觀察無藍藻；60min後，葉綠素去除率96.62%，濁度下降了92.58%，藻數去除率高達94.51%,上層湖水幾乎澄清透明，肉眼觀察無雜質。由此可見，本發明製備的藍藻清除劑去除藍藻效果顯著，見效快。權利要求1.一種以凹凸棒石為載體的藍藻清除劑，其特徵在於它由硝酸鈰溶液、氫氧化鈉溶液和顆粒狀凹凸棒石原料製備而成，氫氧化鈉溶液的加入量是硝酸鈰溶液體積的1～5％，顆粒狀凹凸棒石的加入量是硝酸鈰溶液和氫氧化鈉溶液總質量的5～30％；其中，硝酸鈰溶液的質量濃度為0.1～0.5％，氫氧化鈉溶液的質量濃度為5～10％；顆粒狀凹凸棒石的粒度小於200目、質量純度大於80％。2.如權利要求l所述的一種以凹凸棒石為載體的藍藻清除劑的製備方法，其特徵在於它包括如下歩驟-1)將凹凸棒石原礦進行粉碎提純，使凹凸棒石質量含量大於80%，粒度小於200目，得顆粒狀凹凸棒石，備用；2)將硝酸鈰加水配成質量濃度為0.10.5%的硝酸鈰溶液，配製質量濃度為510%的氫氧化鈉溶液；按質量濃度為510%的氫氧化鈉溶液的加入量是質量濃度為0.10.5%的硝酸鈰溶液體積的15%，選取硝酸鈰溶液、氫氧化鈉溶液，按顆粒狀凹凸棒石的加入量是硝酸鈰溶液和氫氧化鈉溶液總質量的530%，選取顆粒狀凹凸棒石，備用；在攪拌下，向硝酸鈰溶液中滴加氫氧化鈉溶液，出現微絮狀沉澱後，繼續攪拌2535min，得絮狀沉澱混合溶液；3)向絮狀沉澱混合溶液中加入顆粒狀凹凸棒石，攪拌2535min後，離心分離，得沉澱物；將沉澱物烘乾，即得到以凹凸棒石為載體的藍藻清除劑。3.根據權利要求2所述的一種以凹凸棒石為載體的藍藻清除劑的製備方法，其特徵在於所述離心分離為離心機轉速8001000r/min，離心時間35min。4.根據權利要求2所述的一種以凹凸棒石為載體的藍藻清除劑的製備方法，其特徵在於所述的烘乾為9010(TC下烘1015h。全文摘要本發明屬於水汙染治理領域，具體涉及一種水體藻類清除劑及其製備方法。一種以凹凸棒石為載體的藍藻清除劑，其特徵在於它由硝酸鈰溶液、氫氧化鈉溶液和顆粒狀凹凸棒石原料製備而成，氫氧化鈉溶液的加入量是硝酸鈰溶液體積的1～5％，顆粒狀凹凸棒石的加入量是硝酸鈰溶液和氫氧化鈉溶液總質量的5～30％；其中，硝酸鈰溶液的質量濃度為0.1～0.5％，氫氧化鈉溶液的質量濃度為5～10％；顆粒狀凹凸棒石的粒度小於200目、質量純度大於80％。該方法製備的藍藻清除劑去除藍藻效果好、見效快、成本低、無二次汙染。文檔編號C02F1/52GK101381145SQ20081019725公開日2009年3月11日申請日期2008年10月14日優先權日2008年10月14日發明者嚴春傑,餘洪傑,朱小燕,娟梅,濤汪,海書傑,肖國琪,郭愛鋒,韓利雄申請人:中國地質大學(武漢)