[发明专利]一种藻类多糖基复合水处理剂及其制备方法与应用

说明书

一种藻类多糖基复合水处理剂及其制备方法与应用，以传统无机混凝剂与藻类为原料，从新鲜藻类中提取多糖并将其引入无机混凝剂溶液中制备得藻类多糖基复合水处理剂。本发明的藻类多糖基复合水处理剂综合了藻类多糖分子量高、对胶体物质的吸附架桥能力强、可吸附重金属离子及传统无机混凝剂最佳投药范围宽、应用范围广等两方面的优点，适用于含有纳米重金属的废水处理领域，可同步去除有机物、重金属胶体分散颗粒和重金属离子，具有优良的水处理效能。本发明的制备方法，生产工艺简单、适用于规模化生产，制备的藻类多糖基复合水处理剂应用于纳米重金属废水处理，具有成本低，处理效果好等优点。

技术领域

本发明涉及环境化学水处理剂，具体涉及一种藻类多糖基复合水处理剂及其制备方法与应用。

背景技术

随着科技的高速发展，重金属纳米材料的研制及应用已日益广泛。纳米重金属颗粒物不可避免地通过各种途径进入水体，与水中的天然有机物发生表面吸附作用，形成多种复合污染物，加重了纳米颗粒物的生物毒性。此外，由于具有极大的比表面积，纳米级重金属颗粒物本身就会释放出重金属离子，这些都加剧了水体的纳米重金属污染。因此，在当今重金属纳米科技和纳米材料大力发展的同时，必须研究有效的去除方法，以避免重金属污染事件的发生。纳米级重金属颗粒物在水相中的聚集迁移过程符合DLVO理论，在水体中形成稳定的胶体分散体系。另一方面，纳米级重金属颗粒物释放出溶于水的金属离子，形成离子污染物体系。因此，若要有效去除水体中纳米级重金属污染，必须做到重金属胶体分散颗粒和重金属离子的双重去除。对于含有纳米重金属的废水，目前普遍采用的混凝-沉淀工艺虽然具有良好的除浊脱色能力，却对纳米颗粒-有机复合污染物及重金属离子的去除效果并不理想。

针对上述问题，对于纳米重金属废水的处理而言，急需一种新型的水处理药剂，一方面能够有效破坏重金属纳米颗粒物在水体中的稳定性，形成大且密实絮体；另一方面能够吸附去除颗粒物释放的重金属离子，避免其在水体中累积；达到同步去除重金属胶体分散颗粒和重金属离子的目的，彻底消除纳米级重金属颗粒物对人体健康和生态环境带来的危害。一般而言，无机混凝剂可去除水体中的胶体颗粒物质，而有机高分子吸附剂可去除水体中的重金属离子。因此，急需研发一种同时具备上述二者优点的新型水处理药剂，在不改变现有物化处理工艺的前提下，提高纳米颗粒物和重金属离子的去除率，改善出水水质，具有良好的经济、社会和环境意义。中国专利CN201610439864.2公开了一种利用微生物处理有机物-纳米重金属复合废水的方法，在实验室培养出黄孢原毛平革菌并利用其去除废水中的2,4-二氯酚和纳米银。然而，上述发明对水中纳米银逸出银离子的去除却并未考虑。此外上述实验在实际纳米银废水处理中应用时存在菌种进一步驯化、耐受能力等问题。而应用于传统物化水处理工艺中，能够同时去除纳米重金属颗粒物及重金属离子的水处理药剂目前未有相关报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有良好的储存稳定性、优异的纳米重金属颗粒物及重金属离子双重去除效能的藻类多糖基复合水处理剂，以提高对纳米重金属废水的处理效果。

作为本发明的第一个方面，提供了一种藻类多糖基复合水处理剂的制备方法，包括以下步骤：

S1：将新鲜藻类洗净烘干粉碎，利用水浴-醇沉法制得藻类粗多糖；

S2：将藻类粗多糖以料液比1:60～100质量比溶于超纯水中，利用Sevage法除蛋白，之后，加入3～4倍量乙醇，低温过夜，取沉淀物冷冻干燥后得藻类多糖；

S3：将无机混凝剂完全溶解后调节溶液pH为2～3左右，按照混凝剂中金属离子与藻类多糖质量比为20～40：1的比例分多次加入藻类多糖，在40～50℃下反应1～3h；反应结束后调节溶液pH至6～7并加入稳定剂NaH₂PO₄，继续反应1～2小时后制得藻类多糖基复合水处理剂。