[发明专利]基于水生植物的除藻剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及除藻剂，具体地，涉及一种基于水生植物的除藻剂及其制备方法和应用。

背景技术

水华的发生伴随着藻类的大量爆发，有效去除藻类是控制水华规模、减少水华危害的直接途径。经长期的研究与实践，形成了以物理、化学、生物为手段的三类主要除藻技术。

物理法可以分为去除法和灭杀法，前者是通过一定的物理方法直接去除藻细胞或降低其含量，主要包括引水换水、机械除藻、过滤除藻、气浮除藻和活性炭吸附等；后者是使用物理手段直接或间接杀死水体中的藻，主要方法有遮光处理、电解除藻、紫外线照射和超声波处理等。物理法能够有效去除藻类，不会产生二次污染，但需要昂贵的费用，所以只能用于小水体和大水体的局部水域。

化学法主要是化学灭杀法。化学灭杀法一般是通过投加药剂，抑制藻细胞的生理功能，破坏藻细胞的结构，使藻细胞灭活甚至解体，从而达到杀死藻类。主要药剂有强氧化剂(液氯、过氧化氢、臭氧、高锰酸钾等)、硫酸铜等。化学法除藻效果好、成本低，但专一性差，且二次污染严重。

生物法除藻指利用微生物、植物和动物控制藻类。微生物法是通过投加微生物降解水中营养物质，或投加噬藻微生物直接降解藻细胞。植物法是人工栽种水生高等植物，对水体营养盐进行控制；另一方面是通过植物释放的化感物质来抑制水体中的藻类。动物法通常是放养水生动物如滤食性鱼类，来吞食水体中的藻类。生物除藻的生态安全性高、成本低，但往往见效慢、作用周期长，其中微生物噬藻虽见效快，但生态安全性有待商榷。

当然，除了上述三种除藻方法，还存在物理化学方法。物理化学方法主要采取絮凝沉淀、加药气浮等措施。絮凝沉淀法是目前应用最广泛的水处理方法之一，指在絮凝剂的作用下，使水中的胶体和藻体凝聚成絮凝体、沉淀沉降，然后予以分离去除。除藻常用的絮凝剂一般有无机高分子絮凝剂(天然黏土、铝盐、铁盐、聚合氯化铝等)、有机高分子絮凝剂(壳聚糖、改性淀粉等)、微生物絮凝剂。铝盐和铁盐无机絮凝剂絮凝性能受水体的pH影响较大。聚合氯化铝对藻细胞有较好的絮凝效果，铝易生物富集，次生危害严重；铁盐易增加水体色度。微生物絮凝剂具高效、无毒、易生物降解等独特的优点，但目前大多处于菌种的筛选阶段，且成本很高，无法适应于工业化生产的需要。

较为典型的絮凝剂为天然黏土絮凝除藻，利用天然黏土可以与藻细胞结合并形成絮体沉降至水体底部，在这个过程中或直接杀死藻细胞、或吸附营养盐、或影响其光合作用使藻细胞失去耐以生长的条件等间接除藻。天然黏土矿物除藻在成本、对环境和非赤潮或水华生物影响等方面优于其他除藻方法，但因溶胶性质差，迅速凝聚、沉淀藻类的能力低，需大量撒播，给大面积治理藻类污染带来原料和淤渣量过大的问题。

相对于天然黏土絮凝剂，改性黏土絮凝除藻效果更好，改性黏土絮凝除藻以天然黏土矿物为基础，对其进行各种改性，以提高黏土絮凝除藻的能力。是使用壳聚糖对黏土进行包覆改性，目的是利用壳聚糖改变黏土颗粒表面特性和电性，提高黏土絮凝去除藻细胞的能力。改性和复合黏土除藻能显著提高黏土的除藻效率且降低黏土的用量，但是改性后的黏土通常会给环境产生一些有毒有害的物质。

现有技术中较为成熟的改性黏土絮凝剂是使用壳聚糖对天然黏土进行包覆改性，目的是利用壳聚糖改变黏土颗粒表面特性和电性，提高黏土絮凝去除藻细胞的能力。使用壳聚糖改性后的黏土除藻效果好且对环境的影响低，但当在治理水华时往往要投加大量的黏土，而壳聚糖的价格相对较高，这就使得成本偏高，这是现有技术中亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于水生植物的除藻剂及其制备方法和应用，该除藻剂集具有优异的除藻能力、对环境友好且用量低；同时制备该除藻剂的方法步骤简单，原料易得且成本低，进而使得该除藻剂能够广泛应用于净化水质中。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于水生植物的除藻剂，该除藻剂含有HCl、植物粉末、膨胀蛭石和水；其中，植物粉末选自大茨藻、槐叶萍、香蒲、喜旱莲子草和苍耳中的一种或多种。

本发明也提供了一种基于水生植物的除藻剂的制备方法，该方法包括将HCl、植物粉末、膨胀蛭石和水进行混合，其中，植物粉末选自大茨藻、槐叶萍、香蒲、喜旱莲子草和苍耳中的一种或多种。

本发明进一步提供了上述的除藻剂或者上述的方法制得的除藻剂在净化水质过程中的应用。