[发明专利]改性凹凸棒土作为絮凝剂治理藻华的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物环保材料领域，具体是改性凹凸棒土作为絮凝剂治理藻华的 方法。

背景技术

近年来，我国湖泊水体藻华频繁爆发，并且愈演愈烈，给人类生产生活造成 不便，严重影响了社会和经济发展，已经成为一种生态灾难。引起藻华暴发的主 要营养元素是水体中的氮、磷，特别是磷起到关键性的作用。目前较流行的清除 藻类水华方法大致可归结为物理法、化学法以及生物法：

物理法：物理方法(如高压电离，高压脉冲，交变强磁场，紫外线，超声波 等)是以电能转化为化学能，改变进入水体或水体物质的分子结构和性质，达到 杀伤、杀灭藻类及分解、吸附水体中杂质，达到净化水系的目的。该优点不破坏 水体、无残留，但物理杀伤是等量关系，杀伤生命体越大，耗量越多，杀伤越多 所耗能量越多，水质杂质越多，耗能越多。另外包括机械法或人工打捞水藻以及 采取挖泥的方法，前者只能作为简易的辅助手段，不能从根本上解决问题，而且 耗费大量人力物力，效果甚微。

化学法：主要是采用各种化学除藻剂，其效果最显著，但也最具有危险性， 所以使用时要非常慎重，严格按照要求的用量操作，否则会造成严重后果。因为 这些除藻剂的化学成分均为易溶性的铜化合物，或者螯合铜类物质，这些化合物 对鱼类水草等水族生物产生一定程度的伤害甚至导致死亡，并且有致癌作用，还 会产生其他的一些不可预测的不良后遗症。

生物法：生物修复除藻剂是针对处理富营养化水体的十几种活性微生物和相 应的酶，是一种全天然的纯生物制剂，对水体中的水生生物以及人类等不产生任 何危害及副作用，产品一旦投入水体，产品中的微生物迅速活化与水中的藻类竞 争营养源，从而使藻类缺乏营养死亡，沉入水底，越来越多的微生物继续降解死 亡的藻类，直至消灭，使水体变清。但生物法特别是生态修复的方法对于小范围、 固定区域内藻华的防治是重要的方法，但这类方法往往需要事先投入巨大的人造 工程，以创造并控制抑制藻华所需水生植物(如沉水植物在透明度低或缺乏适当 底泥的水底难以生存)或动物生存的条件，因而见效慢、成本高，较难普遍适用 于大面积、突发性藻华的治理。

以上几种方法，虽然在一定程度上对水华能起到缓解的作用，但它们存在成 本高、操作不便或者造成二次污染等问题，成为制约它们大规模应用的瓶颈。

凹凸棒石呈土状、致密块状产于沉积岩和风化壳中，呈白色、灰白色、青灰 色、灰绿色或弱丝绢光泽，土质细腻，有油脂滑感，质轻、性脆，断口呈贝壳状 或参差状，吸水性强，湿时有粘性和可塑性，干燥后收缩小，不大显裂纹，水浸 泡崩散，悬浮液遇电介质不絮凝沉淀。因产地不同，凹凸棒石粘土的组成略有不 同，一般而言，凹凸棒石原土中含有70-80％的凹凸棒石，10-15％的蒙脱石 和海泡石以及其他的粘土，4-8％的石英，1-5％的方解石或者白云石，在加工 的过程中非粘土成分被去除。因此，最终的产品中含有85-90％的凹凸棒石。1940 年W.F.Bradley首次提出了凹凸棒石的晶体结构模型。凹凸棒石的基本构造单 元是由平行于碳轴的硅氧四面体双链组成，各个链间通过氧原子连接，每个双链 的上下层间通过一层镁原子的六价配位连接。硅氧四面体活性氧原子的指向(即 硅氧四面体的角顶)每四个一组上下交替排列，这样排列的结果，四面体片在链 间被连续地连结，构成连层状硅酸盐，然而，八面体片是不连续的，形成很多矩 形孔道，每个孔道的截面大小是相等的，大约为0.38nm×0.63nm。凹凸棒 石的理想化学式为Al(OH₂)₄(OH)₂Mg₅Si₈·4H₂O，其中的Si⁴⁺可以少量被Fe³⁺及 Al³⁺离子替代，Mg²⁺可以少量被Fe²⁺，Fe³⁺和Al³⁺离子替代。各种离子替代的 综合结果是凹凸棒石常常带少量的负电荷，此种电荷属于结构电荷。

发明内容

本发明提供了一种改性凹凸棒土作为絮凝剂治理藻华的方法，以凹凸棒土为 基础材料，制备一种絮凝剂，可以有效地吸附絮凝藻类，从而便于通过过滤或打 捞的方法将藻絮体移出水体，而且对水体中氮、磷去除效果非常显著，可以做到 标本兼治，从根本上解除藻华暴发带来的危害，具有较大的应用价值和市场潜力。

本发明的技术方案为：