[发明专利]改性植物单宁环保磁絮凝剂及分步治理高藻水体的方法

权利要求书

1.一种改性植物单宁环保磁絮凝剂，其特征在于，包括四氧化三铁纳米粒子，所述四氧化三铁纳米粒子的表面包覆有共聚单宁和聚乙烯亚胺，所述共聚单宁为单宁与丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵单体共聚的产物；

其中，改性植物单宁环保磁絮凝剂的制备包括以下步骤：

共聚单宁的制备：将单宁栲胶分散在超纯水中，并加入引发剂，使引发剂充分活化单宁，得到第一混合液；

向第一混合液中滴加丙烯酰胺单体和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵单体的混合水溶液，得到第二混合液，第二混合液在搅拌、水浴的条件下反应，将反应结束得到产物纯化清洗、干燥，得到共聚单宁TAD；

改性植物单宁环保磁絮凝剂的制备：将TAD和聚乙烯亚胺溶解在分散有四氧化三铁纳米粒子的超纯水中，得到第三混合液，向第三混合液中加入戊二醛，并在恒温水浴的条件下振荡反应，将反应结束得到的产物分离，并冲洗、干燥，得到所述改性植物单宁环保磁絮凝剂。

2.根据权利要求1所述的改性植物单宁环保磁絮凝剂，其特征在于，四氧化三铁纳米粒子的粒径为50~200nm。

3.根据权利要求1所述的改性植物单宁环保磁絮凝剂，其特征在于，第一混合液中，引发剂的浓度为0.01~0.02mol/L，引发剂与单宁栲胶的质量比为(1~1.5):5，所述引发剂为Ce(NH₄)₂(NO₃)₆水溶液。

4.根据权利要求1所述的改性植物单宁环保磁絮凝剂，其特征在于，第二混合液中，丙烯酰胺单体与单宁栲胶的质量比为(1~3):1，丙烯酰胺单体与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵单体的质量比为1:(1~5)。

5.根据权利要求1所述的改性植物单宁环保磁絮凝剂，其特征在于，第三混合液中，四氧化三铁纳米粒子与TAD的质量比为 1:(5~10)，TAD和聚乙烯亚胺的摩尔比为(3~5):1；

戊二醛的体积与TAD的质量比为(5~10) mL:(1.0~2.0) g，戊二醛的纯度为50wt.%。

6.一种权利要求1-5中任意一项所述的改性植物单宁环保磁絮凝剂在治理高藻水体中的应用。

7.一种采用权利要求1-5中任意一项所述的改性植物单宁环保磁絮凝剂分步治理高藻水体的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、向高藻水体中投加过单硫酸盐，充分混合，得到第一水体；

S2、在步骤S1得到的第一水体中投入磁絮凝剂，充分混合后进行磁分离，以分离第一水体中的蓝藻细胞，得到去除蓝藻细胞后的藻液，即第二水体；

S3、在步骤S2得到的第二水体中投入过单硫酸盐，并在紫外照射的条件下进行反应，降解藻类有机物和藻毒素；

其中，所述磁絮凝剂为权利要求1-5中任意一项所述的改性植物单宁环保磁絮凝剂。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中，过单硫酸盐的量根据水体中的藻密度确定，藻密度为1.11~8.87 × 10⁶ 个cell/mL时，过单硫酸盐的投加量为100~200 mg/L。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，磁絮凝剂的量根据水体中的藻密度确定，藻密度为0.11~9.87 × 10⁶ 个cell/mL时，磁絮凝剂投加量为10~200 mg/L。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中，过单硫酸盐的投加浓度范围为400~600 mg/L。

11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中，紫外照射的条件如下：

紫外波长范围为200~245 nm，紫外照射强度1.15 mW/cm²，紫外照射时间范围为3~4 h。