[发明专利]一种提高粘土治理有害藻华效率的超声改性方法

说明书

本发明属于有害藻华防控技术领域，具体地说是一种使用超声波强化增效的方式提高粘土治理有害藻华效率的方法。将粘土粉与溶剂混合成悬浊液，采用一定功率和频率组合的超声波对悬浊液进行超声处理，可以针对有害藻华生物个体大小制备特定粒径的超声改性粘土，从而有效提高粘土矿物消除藻华生物效率。本发明操作流程简便，改性过程无其他添加剂或杂质加入，与未改性的粘土矿物相比，去除有害藻华的能力得到明显的提升，并且制备的超声改性粘土矿物无毒害，无二次污染。

技术领域

本发明属于有害藻华防控技术领域,具体地说是一种使用超声波强化增效的方式提高粘土治理有害藻华效率的方法。

背景技术

有害藻华是一种水生藻类通过产生藻毒素或增加生物量，影响其他生物生长和正常食物链结构，危害生态环境和人类健康的异常生态现象。有害藻华生物通过产排毒素、损伤水生生物鰓组织、污染水体理化环境等方式对水生生物的生存构成影响，进而影响海水养殖、破坏海洋生态系统与环境健康，甚至直接危害人体健康。近年来，产生严重危害的有害藻华现象频泛出现；与此同时，一些新出现的有害藻华致灾生物种则进一步增加了有害藻华治理的难度。

迄今为止，已报到的有害藻华治理方法可以分为物理法、生物法、化学法、粘土矿物絮凝法等。物理法主要通过打捞、隔离、裂解等手段直接除藻，基本不会产生二次污染，操作也简单，但成本高，仅适用于小范围应急处理。生物法主要通过微生物的寄生、水生生物的摄食等方式杀死有害藻华生物，该方法同样不会产生二次污染，但实施难度大，成本较高，并且可能带来外来物种入侵的问题，另外摄食有毒藻类的生物体内还会产生毒素积累。化学法主要是向水体中投加化学试剂，抑制有害藻华生物生长或者直接杀死有害藻华生物，部分化学试剂还具有絮凝藻体沉降的作用，化学法的操作简单，并且见效快，但是容易导致二次污染，部分化学试剂对其他水生生物的生长和生存也会构成威胁，并且杀死有毒藻类导致藻体破裂也会向水体释放毒素。粘土矿物絮凝法是通过向水体投加粘土矿物，与有害藻华生物一同絮凝沉降，还具有一定的杀灭效果，粘土矿物法的操作简便，不会产生二次污染，成本低廉，并且粘土矿物来源广泛，但对部分有害藻华生物的去除效果不明显。

适合有害藻华治理的方法要求具备应用时见效快、不产生二次污染、成本低、原料易获取等，因此绝大多数现有方法不符合上述要求。粘土矿物絮凝法是具备可以开发应用的少数方法之一。自上世纪七十年代开始，针对粘土矿物法的研究就开始了，并取得了一定的效果；但在实践过程中发现需要粘土的用量较高，会导致淤渣量过大的问题，如何在保持去除效果的前提下减少粘土的用量成为了人们关注的问题。针对该问题，上世纪九十年代中国科学院海洋研究所俞志明研究员提出了利用粘土表面改性技术提高去除效率的粘土表面改性理论(Yu et al.1994a，1994b，1995)。在此理论指导下，制备出的PAC改性粘土(俞志明等，1994c)，大大提高了去除藻华生物的效率，进而减少了粘土的用量。在此之后，粘土矿物絮凝法的研究重点就是通过新的改性手段提高藻华生物的去除效率。已有研究主要关注了化学改性剂的研发，但对物理改性手段的研究报道仍然较少。

发明内容

本发明提供了一种提高粘土治理有害藻华效率的超声改性方法。

为实现上述目的，本发明采用技术方案为：

一种提高粘土治理有害藻华效率的超声改性方法，对粘土悬浮液进行超声空化处理，使其通过机械效应将粘土颗粒定向快速破碎，并通过化学效应使粘土的表面电位改变，而后将处理后加入至待处理藻华环境下，使得粘土矿物消除藻华生物。

将粘土经蒸馏水或海水配置成浓度为1g/L—100g/L的悬浮液，而后对其进行连续或间歇式的超声空化处理，使其达到粒度分布的中值粒径为1μm-10μm的改性粘土，处理后加入至待处理藻华环境下，使得粘土矿物消除藻华生物。

所述超声空化处理条件为超声时间为1s-7200s、超声频率为优选20KHz～40KHz、超声功率为10W-900W。

所述超声空化处理条件为超声频率为20KHz-25KHz、超声功率为270W-450W。