[发明专利]一种利用微粒石墨复合材料除藻的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种除藻方法。

背景技术

自然环境的水体河流、湖泊、水库或池塘随着富营养化的加重，突发性藻污染事件时有发生，严重影响了水体环境，并且危害饮用水处理构筑物，导致饮用水水质恶化。当水体中的藻类爆发时，现有方法常用硫酸铜作为杀藻剂去除藻类，但剩余铜离子溶于水中对水体环境有着严重的危害。在常规给水处理工艺中，现有方法难以有效去除藻类从而恶化饮用水水质，如产生嗅味，增加浊度和消毒副产物。

虽然现有的臭氧预氧化强化混凝处理方法可以较有效的去除藻类，但是由于臭氧预氧化会破坏藻类的细胞壁和细胞膜，使饮用水中溶解性有机碳（DOC）增高，消毒副产物增高。除此之外，研究人员还研发出了超声除藻技术，虽然超声除藻技术可以快速除藻，但是超声能耗较高，且破坏了藻细胞，导致水中可穿透滤池的DOC增高，消毒副产物增高。

近年来我国富营养化问题表现的十分突出，蓝藻水华时有爆发，尤其是太湖、滇池、巢湖等重要湖泊均爆发了严重的藻污染危机，无锡等城市还曾因为藻污染问题而断水。因此，有必要去开发出一种安全有效且不会水中溶解性有机碳DOC升高的方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有除藻方法在除藻过程中，导致水中溶解性有机碳DOC升高和现有除藻方法的成本高的问题，而提供了一种利用微粒石墨复合材料除藻的方法。

本发明利用微粒石墨复合材料除藻的方法，应用于自然环境的水体中时，按下述方法进行除藻：

当自然环境的水体未爆发藻体污染时，将微粒径石墨复合材料按投加量为0.1mg/L～40mg/L直接投加到自然环境的水体中；

或者按下述方法进行除藻：

当自然环境的水体已经爆发藻体污染时，将微粒径石墨复合材料按投加量为0.1mg/L～80mg/L直接投加到自然环境的水体中进行除藻。

本发明利用微粒石墨复合材料除藻的方法，应用于给水处理工艺中时，按下述方法进行除藻：

将微粒径石墨复合材料固定在水处理构筑物的表面进行除藻；

或者按下述方法进行除藻：

在给水处理反应池的进水口或药剂混合装置按投加量为0.1mg/L～80mg/L投加微粒径石墨复合材料进行除藻。

本发明利用微粒径石墨复合材料去除自然环境的水体未爆发藻体污染是用于控制藻类的爆发。

本发明利用微粒径石墨复合材料去除给水处理工艺中藻类的原理是：当含藻类的原水进入水处理构造物后，藻类随着水流在水处理构造物内流动，与水处理构筑物中存在的微粒径石墨复合材料接触后逐渐失活、团聚而易于被后续的混凝、沉淀、气浮等工艺去除。

本发明利用微粒石墨复合材料除藻的原理是：微粒石墨复合材料与藻类接触后，表面丰富的含氧官能团可以与藻细胞表面的官能团发生相互作用，鳞片状物质可以切割、嵌入部分藻细胞，影响藻细胞生命活动必须的电子传递过程，从而改变藻类本身的一些特性，如细胞膜通透性、部分酶活性、表面Zeta电位而使藻类脱稳、失活；同时，微粒石墨复合材料粒径较小，易于和藻细胞互相吸附，并且能以藻作为载体而促进微颗粒发生自团聚，尤其是鳞片状结构的物质可以加速这个过程，在自团聚过程中可以使藻细胞跟随其一起团聚；由于微粒石墨复合材料粒径小、且具有很多含氧官能团，所以极易与藻细胞和藻类代谢产生的有机物相互结合后产生架桥作用，形成絮体；藻细胞表面可以吸附有机物来增加电负性和空间效应，从而增加稳定性；石墨复合材料对这些有机物具有很强的结合力，从而与藻细胞形成竞争，减弱了藻细胞吸附这些有机物的能力，从而降低藻细胞的稳定性，今儿达到去除水体中藻类的目的。

本发明的有益效果：

（1）对藻的去除率高，直接投加到含藻水体后，可以去除95%以上的藻类；在水处理过程中，通过该方法处理后藻的去除率比单纯的给水处理最高可提高30%。

（2）因为利用本发明的石墨复合材料去除水体中藻类的方法是通过石墨复合材料表面的官能团，易于和藻细胞、藻细胞产生的有机物和藻类吸附有机物更有效的结合，达到藻失活或团聚，从而减弱了藻细胞的稳定性，又因为石墨复合材料不溶于水且易于从水中取出，所以不会有副产物产生的问题，所以利用本发明的石墨复合材料去除藻体的方法不会导致藻细胞内溶解性胞外物的释放。

（3）在给水工艺中，与预氧化强化除藻不同，利用本发明的石墨复合材料去除水体中藻类的方法除藻后消毒副产物含量无明显增高。

（4）利用本发明的石墨复合材料去除水体中藻类的方法操作简单方便、使用灵活、成本较低、不需要增加什么基建费用，因此投资成本较低。