[发明专利]一种用于城市河道藻污染修复的除藻剂及制备方法

说明书

本发明涉及一种用于城市河道藻污染修复的除藻剂及制备方法；除藻剂所包含的固体组分质量比为壳聚糖：PAC：硅藻土＝1:5～30:5～30。将壳聚糖溶液和PAC溶液按壳聚糖溶液与PAC物质质量比1:5～30的比例混合均匀，形成混合液；将硅藻土加入配制的混合液中，搅拌反应时间30～60min，使硅藻土均匀分散在混合液中，得到除藻剂；本发明以自然储备丰富的天然矿物质材料硅藻土为原料，以天然的有机大分子壳聚糖及无机高分子絮凝剂PAC进行负载修饰，将有机‑无机相结合的改性技术，开发出除藻剂；除藻剂直接喷洒在藻污染河水应用，除藻剂投加量在50～70mg/L时，水体藻密度和浊度去除效率在90％以上。

技术领域

本发明属于环境保护和功能化材料领域，特别涉及一种用于城市河道藻污染修复的除藻剂及制备方法和应用，适用于以蓝藻为优势藻种的城市河道等景观水体。

背景技术

随着城市的扩张、经济的发展和人口的增加，施加给了城市河道越来越多的压力，很多河流富营养化加剧，甚至污染严重，导致河道水体生态系统失衡，引发了部分优势生物种群爆发性生长的突出问题，特别是蓝藻水华的频繁出现，其恶劣的感观影响及释放的藻毒素，不仅严重影响了河道水环境景观、损害了城市形象，更对河道水生生物及人类饮水安全造成了严重威胁。

近年来，国内外的许多学者发展出大量的技术手段减少或去除城市河道水体中的藻类，进而控制藻华爆发。城市河道的有害藻华以蓝藻门中微囊藻属为主，防治主要分为预警/预防和直接治理。其中直接治理可分为物理法、化学法、微生物法、絮凝沉淀法四大类以及这些方法的联合应用。物理法包括直接打捞除藻、微滤法除藻、气浮法除藻、超声波除藻等方法，通过利用杀菌设备直接消除水体中的藻类，其原理简单，可以直接去除水中的蓝藻，降低水体中蓝藻生物量，无二次污染，但此法只能作为一种辅助手段，根本上不能解决问题，且需要消耗大量的人力物力，且对于大面积河道而言应用范围较窄。化学法利用戊二醛、84消毒液、硫酸铜、二氧化氯、过氧化氢等化学杀菌剂杀灭藻类，虽然除藻速度快，效果明显，但同时也具有一定危险性，易造成二次污染，这些化合物会对河道中水生生物造成直接伤害，且藻细胞死亡后释放出藻毒素是肝癌的重要诱因。微生物除藻剂主要以光合细菌、芽孢杆菌等微生物作为除藻剂，通过其生命活动，对水中污染物进行转化、降解及转移作用，从而使水体环境健康得到恢复的一种方法，这种方法成本高，周期长，很难大规模使用，且还会带来外来生物入侵的风险问题。近年来絮凝沉淀法被认为是最有希望的治理方法，但常规的絮凝剂投加量大，成本高，絮凝效果差，絮凝有效范围窄，且需要较强的搅拌力度，在实际河水除藻过程中难以实现。硅藻土作为天然的矿物质材料近年来在河湖除藻中较为流行，但原土对藻华生物的去除效率很低、用土量大是该方法的重要缺陷。因此，本发明利用硅藻土的特性，以壳聚糖为有机改性剂，以PAC为无机改性剂，将两改性剂复合修饰硅藻土来提高硅藻土的除藻性能，制备出除藻剂。

本发明以自然储备丰富的天然矿物质材料硅藻土为原料，以天然的有机大分子壳聚糖及无机高分子絮凝剂PAC进行负载修饰(如图6所示)，将有机-无机相结合的改性技术，开发出除藻剂，适用于城市河道等景观水体的应急除藻，在不危害水体中生态动植物的前提下，一方面抑制藻类的产生，另一方面对产生的蓝藻进行消除，净化水体，达到水质改善和提升的目的。

发明内容

本发明针对现有除藻剂的不足，提出了以壳聚糖和PAC为改性剂，有机-无机复合改性方法对硅藻土进行负载修饰，从而制备出一种用于城市河道藻污染修复的除藻剂，除藻快速高效，无藻毒素释放，无需高强度搅拌。其除藻机理是利用壳聚糖在稀酸溶液中可使分子链上游离的氨基结合氢离子发生质子化现象从而带有大量正电荷，同时PAC水解产生带正电荷的高价聚合物从而与带负电荷的藻细胞发生静电中和，此外PAC的网捕卷扫作用及硅藻土的吸附架桥作用可以提高除藻效率。

本发明的技术方案具体介绍如下。

一种用于城市河道藻污染修复的除藻剂，其特征是除藻剂所包含的固体组分质量比为壳聚糖：PAC：硅藻土＝1:5～30:5～30。