[发明专利]一种基于活化单过硫酸盐复合改性凹凸棒土的除藻剂及其应用

说明书

本发明公开了一种基于活化单过硫酸盐复合改性凹凸棒土的除藻剂及其应用，所述除藻剂由以下步骤制备而成：1)取凹凸棒土，用0.5～1.5mol/L的盐酸溶液在60‑75℃恒温浸没12‑18h，洗涤、过滤、烘干后放入马弗炉中，于300～800℃焙烧30～120min，取出冷却，研磨过筛；2)将壳聚糖溶液和PMS溶液按比例混合成混合液；3)将步骤1)得到的凹凸棒土加入步骤2)制备的混合液中，搅拌反应30～60min，使凹凸棒土均匀分散成混合液；4)对混合液进行超声处理，之后进行搅拌、离心、干燥、冷却、研磨处理。该除藻剂见效快、维持时间长，既能实现快速沉降除藻，又能长期有效控藻。

技术领域

本发明属于环境保护和功能化材料领域，特别涉及一种基于活化单过硫酸盐复合改性凹凸棒土的除藻剂及其应用。

背景技术

随着城市扩张、经济的发展和人口的增加，施加给了水中越来越多的压力，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，特别是水华的频繁出现，其恶劣的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。因此，如何快速的将藻类沉降并且将藻死亡分泌的胞外物质去除，成为一个新兴的热点研究。

目前常用控制藻华的方法有物理法、化学法和生物法，但各方法有各自的优缺点。其中生物法虽具有无污染、低消耗、可持续等优点，但其不易作为应急净化的方法；常见的物理化学方法有投加除藻剂或混凝剂后进行气浮或沉淀分离，除藻剂易造成二次污染、常规混凝剂则除藻效果不佳，除藻效果均不理想。因此，寻求一种长效、经济和安全的预防和控制藻类爆发的方法是十分迫切的。

粘土除藻是近年来备受关注的应急除藻方法之一，粘土矿物来源充足，天然无毒，使用方便，耗资少。目前粘土除藻最大的限制因素是粘土的使用量大，通过改性提高粘土的絮凝效果，可以减少粘土的使用量。凹凸棒近年来多用于湖泊控藻，用来增加絮凝体密度以加快沉降速度。

鉴于现有除藻方法的弊端，有必要研制一种絮凝效果显著且具有价格优势的复合混凝剂。黏土矿物传统的有机改性，如季铵盐、CTAB等改性手段，可以极大地减少黏土矿物的投加量，但由于其自身所带的毒性，不宜用于湖库。

发明内容

针对现有除藻技术的不足和藻类的表面电性为负且不易沉降的特点，本发明的目的是提供一种基于活化单过硫酸盐复合改性凹凸棒土的除藻剂及其应用。

为此，本发明的技术方案如下：

一种基于活化单过硫酸盐复合改性凹凸棒土的除藻剂，由以下步骤制备而成：

1)凹凸棒土预处理：取凹凸棒土，用0.5～1.5mol/L的盐酸溶液在60-75℃恒温浸没12-18h，洗涤、过滤、烘干后放入马弗炉中，于300～800℃焙烧30～120min，取出冷却至室温，研磨过筛；

2)将壳聚糖溶液和单过硫酸盐(PMS)溶液按比例混合均匀，形成混合液；

3)将步骤1)预处理后的凹凸棒土加入步骤2)制备的混合液中，搅拌反应30～60min，使凹凸棒土均匀分散，形成混合液；

4)对所述混合液进行超声处理，处理时间为10-50min，功率为50-150W，之后进行搅拌、离心、干燥、冷却、研磨处理，得到所述的改性凹凸棒土除藻剂；其中：

所述除藻剂所包含的固体组分质量比为壳聚糖：PMS：凹凸棒土＝1:(3～30):(3～30)。

所述壳聚糖溶液是将壳聚糖溶于盐酸溶液中，制得10～40mg/mL的壳聚糖盐酸溶液，所述盐酸溶液中，盐酸的浓度为0.8～2wt％，余量为水。

所述PMS溶液是将PMS溶于盐酸溶液中，制得200～400mg/mL的PMS盐酸溶液，所述盐酸溶液中，盐酸的浓度为0.8～2wt％，余量为水。