[发明专利]一种无机硼化合物复合抑藻颗粒及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于水处理领域，涉及一种抑制藻类生长的颗粒，更具体地涉及一种无机硼化合物复合抑藻颗粒。

背景技术

随着工业化进程的加快，藻类除了为人类带来了经济效益外，也为人类的发展带来了许多阻碍和危害。比如由于水体富营养化导致的藻华现象，不仅破坏了水生生态系统的平衡和稳定，影响了水产养殖业的发展，而且藻类死亡分解产生的羟胺和硫化物等对人类健康也构成了威胁。而在工业用水，特别是在循环水系统中，藻类的聚集生长会降低系统的工作效率，增加能源消耗，不利于长远发展。因此，如何高效、经济、安全的抑制藻类生长是亟需解决的问题。

目前国际上采用的抑制藻类生长的方法主要包括：一是物理方法，主要有机械打捞除藻、遮光除藻、超声波法、气浮法等；二是化学方法，如加入硫酸铜和氯化物抑藻，或铁盐配合铜盐使用增强抑藻能力；三是生物方法，主要有动物捕食法、微生物抑藻、植物抑藻等。就以上的方法而言，物理方法往往治标不治本，只能作为对付突发性水体污染事件的应急措施，且难以大面积使用；传统的化学方法中，藻细胞易在化学药品的影响下破裂，导致藻毒素被释放到水中，危害人和水中生物的健康，且铜、铁等重金属容易造成水体二次污染；生物方法虽简单，但不适于在溶解氧低的水体以及工业用水中使用。

硼化合物是一类对人畜毒性很低、正常使用下的浓度对环境影响小和成本相对低的物质，其白鼠口服半致死量ID₅₀为2000 mg/Kg。由于硼化合物与水形成的四羟基硼酸根离子能通过螯合细胞内和细胞外的基质、抑制酶活性、改变生物膜功能等途径来抑制生物体的生长，因此硼化合物已被应用于木材防腐、害虫防治领域，如Lloyd等（US 2002146465) 发明的一种含硼化合物木材防腐剂，其中含有铜或锌、有机酸等物质；Lloyd等 (WO2006026698) 还发明了一种包含硼酸根物质的害虫防治组合物，所述组合物中除了硼化合物外，依然含有铜或锌，以及有机载体；李志强等（“硼酸盐化合物的合成及其处理木材的抗流失性和耐腐性”，北京中国林业科学研究院）合成出多种硼化合物，发现二癸基二甲基四氟硼酸铵和十二烷基二甲基苄基四氟硼酸铵抗白蚁效果好。但是由于这些硼化合物中广泛添加各种助剂，如铜或锌、有机酸、氨水等，使它们普遍存在大规模生产时会对工人产生伤害，大面积使用时会造成环境二次污染的缺陷。所以，在现有研究基础上，本发明提出一种利用更安全的无机硼化合物复合抑藻颗粒，改善水质条件，缓解日益严重的缺水现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种使用方便、成本较低、对藻类抑制效果好、不会造成二次污染且适用于多种水质条件中的无机硼化合物复合抑藻颗粒。

本发明的无机硼化合物复合抑藻颗粒含有海藻酸钠、多硼酸盐和硼酸，其中多硼酸钠选自五硼酸钠、十水合四硼酸钠中的至少一种。

本发明所采用的技术方案：首先将多硼酸盐和硼酸溶解于去离子水中，然后加入1.7% 的海藻酸钠，磁力搅拌直至海藻酸钠完全溶解。

所述复合抑藻颗粒中，五硼酸钠、十水合四硼酸钠和硼酸的质量百分比分别优选为20% - 45%、35% - 60%、8% - 20%，更优选分别为35% - 43%、40% - 52%、8.5% - 18%，最优选分别为43%、40%、17%。

一种如前所述的复合抑藻颗粒制备方法，其步骤如下：

(1) 将一定量的多硼酸盐和硼酸加入到去离子水中，搅拌至完全溶解；

(2) 向上述溶液中加入海藻酸钠，磁力搅拌直至海藻酸钠完全溶解，得到混合均匀的海藻酸钠溶液；

(3) 用蠕动泵移取上述溶液滴入到不停搅拌的3% CaCl₂溶液中，得到固化为海藻酸钙的凝胶球，在CaCl₂溶液中浸泡 4 - 8 h后取出，然后用去离子水反复冲洗，去除残留的CaCl₂及其他杂质；

(4) 50 - 60℃干燥过夜，过5000目筛，得到无机硼化合物复合抑藻颗粒。

本发明的无机硼化合物复合抑藻颗粒在实际应用时，待处理水体与颗粒的用量体积(L)质量(g)比为1:2 - 6。

本发明具有以下优点：

(1) 硼化合物能有效的抑制藻类生长，且不会造成藻类细胞膜破裂，含毒素的胞内物质释放，具有安全高效的特点；

(2) 利用海藻酸钠，将抑制藻类生长的硼化合物制备成颗粒物，有利于运输，方便使用；