專利名稱：一種化學(xué)除藻方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，特別涉及水體富營養(yǎng)化所導(dǎo)致的藻類爆發(fā)的湖 泊、水庫水的化學(xué)除藻方法，尤其藍(lán)綠藻爆發(fā)。
背景技術(shù)：
隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，大量的氮、磷物質(zhì)進(jìn)入湖庫及河流，湖庫水交替緩 慢、自凈能力差，加之水體承載著點源和面源的多重污染等原因，均加劇了
富營養(yǎng)化進(jìn)程。歐洲、非洲、北美洲和南美洲分別有53%、 28%、 48%和41% 的湖泊存在不同程度的富營養(yǎng)化現(xiàn)象，亞太地區(qū)54%的湖泊處于富營養(yǎng)化狀 態(tài)。而在我國60%的湖泊呈富營養(yǎng)狀態(tài)，并伴隨著藻類水華的發(fā)生。大量藻類 (尤其是藍(lán)綠藻)的過渡繁殖，使水華現(xiàn)象頻繁發(fā)生。形成水華的主要藻類 有銅綠微囊藻、水華魚腥藻、水華束絲藻、硅藻等20余種。近年來，我國內(nèi) 陸水體大至數(shù)百(千)平方公里的大湖，如滇池、太湖、巢湖等，小至幾百 平方米的池塘受到了水華危害(HABs)。近年來"藻災(zāi)"的頻繁爆發(fā)嚴(yán)重危害 了水生生態(tài)環(huán)境，給人類安全飲用水帶來了威脅。2007年5月底太湖暴發(fā)藍(lán) 藻水危機(jī)，造成江蘇省無錫市大面積停水，嚴(yán)重影響了人民的正常生活乃至 生命安全，再次為治理富營養(yǎng)化高藻水敲響了警鐘。
在我國由于水體受到富營養(yǎng)化污染而導(dǎo)致的水危機(jī)事件愈發(fā)頻繁，所面 臨形勢極其嚴(yán)峻。藻類爆發(fā)具有速度快、難于控制的特點， 一般方法難于短 期內(nèi)有效控制藻類膨脹，化學(xué)除藻法由于具有高效便捷的特性將是今后的主 要除藻技術(shù)。目前常用的化學(xué)除藻劑一般分為氧化型和非氧化型兩大類。氧 化型殺生劑主要為鹵素(主要是Cl和Br，其次是I)及其化合物、03及高錳酸 鉀等。液氯使用最為普遍，次氯酸鈉、二氯或三氯異氰脲酸亦有使用，但氯 可能與原水中的有機(jī)物作用生成三鹵甲垸(THMs)對人的中樞神經(jīng)系統(tǒng)有影 響，并且有致癌性，因而其應(yīng)用逐漸受到限制。03會對包括藻細(xì)胞壁在內(nèi)的 細(xì)胞整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生侵襲，造成藻細(xì)胞破裂，使得含毒素的包內(nèi)物質(zhì)釋放，另 外也會產(chǎn)生一些有毒的副產(chǎn)物。高錳酸鉀能去除受污染水源水中的藻類、臭 味、色度和有機(jī)污染物等，無殘留毒性物質(zhì)，但是投量過大會使水體色度升 高，因此很少單獨使用。非氧化型殺生劑主要有無機(jī)金屬化合物及重金屬制 劑、有機(jī)金屬化合物及重金屬制劑、有機(jī)硫系、季膦鹽、異噻唑啉酮、五氯苯酚鹽、戊二醛、羥胺類和季銨鹽類等。無機(jī)金屬化合物及重金屬制劑主要 包括硫酸銅和硝酸銀等。有機(jī)金屬化合物制劑包括銅劑、汞劑、錫劑、鉻酸 鹽等。銅鹽最為常用，但過多的銅離子進(jìn)入環(huán)境可對環(huán)境造成壓力；汞劑的 產(chǎn)品殺生效果好，但毒性強(qiáng)，可產(chǎn)生嚴(yán)重的公害，應(yīng)禁止使用；錫劑一般用 于海洋船舶外殼涂層，有機(jī)錫帶刺激味，人的皮膚接觸能引起皮炎，對環(huán)境 有較大的污染，應(yīng)禁止使用；鉻酸鹽有很強(qiáng)的殺生效果，但對環(huán)境毒害大， 可致癌，現(xiàn)己被禁止使用；有機(jī)硫系主要為二硫橄基甲烷等，這類產(chǎn)品可影 響水的硬度和pH值，造成一定的環(huán)境污染，并引起金屬設(shè)備腐蝕，推廣價值 不大。季磷鹽殺生劑具有緩蝕、阻垢、殺生等多種功能，但是否有殘留作用 不甚明了，應(yīng)謹(jǐn)慎使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種安全高效的化學(xué)除藻方法，能夠在短時期滅活水體中的 藻類，達(dá)到有效控藻、除藻目的，'同時所使用的除藻劑不會使藻細(xì)胞破裂， 避免了胞內(nèi)藻毒素釋放到水中，不會對水生生物及水質(zhì)造成危害。
本發(fā)明所采用的化學(xué)除藻方法，其特征在于，包括以下步驟 l)配制由A和B兩種試劑復(fù)合而成復(fù)合除藻劑；
A試劑的配制方法如下
將高錳酸鉀粉碎并配制成水溶液^A試劑； B試劑的配制方法如下
將氯化亞銅、質(zhì)量百分比37%的濃鹽酸及水按0.03g:0.5mL:100mL的比
例配制酸溶氯化亞銅，將氯化鋁和氯化鈉分別配制成水溶液，然后將酸溶氯 化亞銅、氯化鋁的水溶液及氯化辨的水溶液按酸溶氯化亞銅、氯化鋁及氯化
鈉質(zhì)量比為0.3: 2: 3混勻配制B試劑； A、 B兩種試劑分開儲存；
2)使用時A和B兩種試劑采用現(xiàn)場混合現(xiàn)場投加的方式，投加時將A 和B兩種試劑按照以下質(zhì)量比進(jìn)行混合成復(fù)合除藻劑-其中A試劑以高錳酸鉀質(zhì)量計B試劑以氯化亞銅質(zhì)量計4: 0.3 0.6。
更具體的
(1 ) A和B兩種試劑使用時按照以下質(zhì)量濃度比進(jìn)行混合 A (以高錳酸鉀計)B (以氯化亞銅計)=1: 0.3 0.6，確定原則原水
生物量葉綠素a大于lOOOy g/L， A: B=l: 0.5 0.6;原水生物量葉綠素a介于200 1000ug/L， A: B=l: 0.4 0.5;對于原水生物量葉綠素a小于200 ug/L， A: B=l: 0.3 0,4。
(2) A和B兩種試劑采用現(xiàn)場混合現(xiàn)場投加的方式，與通常使用的除藻 劑相同，即直接向水中投加或水面噴灑復(fù)合除藻劑，然后經(jīng)過充分混合與藻 細(xì)胞作用，有效去除水中大量藻類。
(3) 除藻劑具體投量與待處理水質(zhì)有關(guān)，以A試劑中的高錳酸鉀投量計， 投量的確定原則原水生物量葉綠素a大于1000ug/L，投量取較大值(1.5 2mg/L);原水生物量葉綠素a介于200 1000 y g/L，投量取中值(1.0 1.5mg/L)對于原水生物量葉綠素a小于于200ug/L，投量取較小值(0.8 l.Omg/L);對于有機(jī)污染嚴(yán)重的庫、湖水可酌情增加A試劑投量比例。
本發(fā)明的優(yōu)點
采用本發(fā)明的安全高效化學(xué)除藻方法除藻，操作方便，經(jīng)濟(jì)實用，能夠 短期內(nèi)滅活藻細(xì)胞，并且復(fù)合除藻劑不會破壞細(xì)胞體，具有安全高效的特點， 能夠有效抑制藻類爆發(fā)，可獲得顯著的社會和經(jīng)濟(jì)效益。
具體實施例方式
本發(fā)明是在實驗室進(jìn)行的，以下通過實例對本發(fā)明作詳細(xì)說明。 實施例h
取在實驗室用BG 11培養(yǎng)液培養(yǎng)的銅綠微囊藻液，原水生物量葉綠素a 為203ug/L。向藻液中投加0.8mg/LA (以高錳酸鉀計)和0.3mg/LB (以氯 化亞銅計)復(fù)合除藻劑，混合均勻，定期取樣提取葉綠素a以測定銅綠微囊 藻的生物量，觀測經(jīng)復(fù)合除藻劑處理后的銅綠微囊藻的變化情況。結(jié)果表明， 從投加除藻劑后第1天起即可見銅綠微囊藻的生物量減少，隨著反應(yīng)時間的 加長，藻細(xì)胞逐漸死亡，沉于池底，銅綠微囊藻的生物量逐日降低，投藥的 第2、 4、 6、 8、 10天葉綠素a的去除率分別為32.4%、 89.8%、 94.8%、 97.1%、 99.4%。利用高倍光學(xué)顯微鏡觀察，拍攝經(jīng)過復(fù)合除藻劑處理前后的藻細(xì)胞圖 片表明，經(jīng)過復(fù)合除藻劑處理后，.細(xì)胞體出現(xiàn)收縮、干癟，內(nèi)部細(xì)胞質(zhì)聚集， 但藻細(xì)胞體沒有破裂。
實施例2:
取在實驗室用BG 11培養(yǎng)液培養(yǎng)的銅綠微囊藻液，原水生物量葉綠素a 為646ug/L。向藻液中投加1.0mg/L A (以高錳酸鉀計)和0.5mg/L B (以氯 化亞銅計)復(fù)合除藻劑，混合均勻，定期取樣提取葉綠素a以測定銅綠微囊藻的生物量，觀測經(jīng)復(fù)合除藻劑處理后的銅綠微囊藻的變化情況。結(jié)果表明， 從投加除藻劑后第1天起即可見銅綠微囊藻的生物量減少，隨著反應(yīng)時間的 加長，藻細(xì)胞逐漸死亡，沉于池底，銅綠微囊藻的生物量逐日降低，投藥的
第2、 4、 6、 8、 10天葉綠素a的去除率分別為30.2%、 59.8.%、 71.1°/。、 90.3%、 98.7%。利用高倍光學(xué)顯微鏡觀察，拍攝經(jīng)過復(fù)合除藻劑處理前后的藻細(xì)胞圖 片表明，經(jīng)過復(fù)合除藻劑處理后，細(xì)胞體出現(xiàn)收縮、干癟，內(nèi)部細(xì)胞質(zhì)聚集， 但藻細(xì)胞體沒有破裂。 實施例3:
取在實驗室用BG 11培養(yǎng)液培養(yǎng)的銅綠微囊藻液，原水生物量葉綠素a 為1640lig/L。向藻液中投加2.0mg/LA (以高錳酸鉀計)和1.2mg/LB (以氯 化亞銅計)復(fù)合除藻劑，混合均勻，定期取樣提取葉綠素a以測定銅綠微囊 藻的生物量，觀測經(jīng)復(fù)合除藻劑處理后的銅綠微囊藻的變化情況。結(jié)果表明， 從投加除藻劑后第1天起即可見銅綠微囊藻的生物量減少，隨著反應(yīng)時間的 加長，藻細(xì)胞逐漸死亡，沉于池底，銅綠微囊藻的生物量逐日降低，投藥的 第2、 4、 6、 8、 10天葉綠素a的去除率分別為12,1%、 36.9%、 65.8%、 87.5%、 %.4%。利用高倍光學(xué)顯微鏡觀察，拍攝經(jīng)過復(fù)合除藻劑處理前后的藻細(xì)胞圖 片表明，經(jīng)過復(fù)合除藻劑處理后，細(xì)胞體出現(xiàn)收縮、干癟，內(nèi)部細(xì)胞質(zhì)聚集， 但藻細(xì)胞體沒有破裂。
實施例4:
以某市一內(nèi)陸河富營養(yǎng)化水為水樣，原水生物量葉綠素a為43Pg/L。向 藻液中投加0.8mg/L A (以高錳酸鉀計)和0.3mg/LB (以氯化亞銅計)復(fù)合 試劑，混合均勻，定期取樣提取葉綠素a測定水樣的生物量，觀測經(jīng)復(fù)合除 藻劑處理后的水中藻類的變化情況。結(jié)果表明，從投加除藻劑后第1天起即 可見生物量減少，隨著反應(yīng)時間的加長，藻細(xì)胞逐漸死亡，沉于池底，水樣 生物量逐日降低，投藥的第2、 4、 6、 8、 10天葉綠素a的去除率分別為68.2%、 86.4%、 91.9°/。、 98.3%、 99.6%。利用高倍光學(xué)顯微鏡觀察，拍攝經(jīng)過復(fù)合除 藻劑處理前后的藻細(xì)胞圖片表明，經(jīng)過復(fù)合除藻劑處理后，細(xì)胞體出現(xiàn)收縮、 干癟，內(nèi)部細(xì)胞質(zhì)聚集，但藻細(xì)胞體沒有破裂。
實施例5:
以某公園湖水為水樣，原水生物量葉綠素a為68ug/L。向藻液中投加 l.Omg/LA (以高錳酸鉀計)和0.3mg/LB (以氯化亞銅計)復(fù)合試劑，混合均 勻，定期取樣提取葉綠素a以測定水樣的生物量，觀測經(jīng)復(fù)合除藻劑處理后
6的水中藻類的變化情況，結(jié)果表明，從投加除藻劑后第1天起即可見試驗槽 內(nèi)的生物量減少。隨著反應(yīng)時間的加長，藻細(xì)胞逐漸死亡，沉于槽底，水樣
生物量逐日降低，投藥的第2、 4、 6、 8、 10天葉綠素a的去除率分別為65.6%、 77.4%、 93.5%、 97.3%、 99.8%。，學(xué)顯微攝影圖片表明，經(jīng)過復(fù)合除藻劑處 理后，細(xì)胞體出現(xiàn)收縮、干癟，內(nèi)部細(xì)胞質(zhì)聚集，但藻細(xì)胞體沒有破裂。 實施例6:
以某富營養(yǎng)化湖泊水為水樣，原水生物量葉綠素a為238yg/L。向藻液 中投加1.0mg/LA (以高錳酸鉀計)和0.45mg/LB (以氯化亞銅計)復(fù)合試劑， 定期取樣提取葉綠素a以測定水樣的生物量，觀測經(jīng)復(fù)合除藻劑處理后的水 中藻類的變化情況。結(jié)果表明，從投加除藻劑后第1天起即可見試驗槽內(nèi)的 生物量減少。隨著反應(yīng)時間的加長，藻細(xì)胞逐漸死亡，沉于槽底。水樣生物 量逐日降低，投藥的第2、 4、 6、 8、 10天葉綠素a的去除率分別為54.4%、 73.2%、 90.5%、 96.7%、 99.2%。光學(xué)顯微攝影圖片表明，經(jīng)過復(fù)合除藻劑處 理后，細(xì)胞體出現(xiàn)收縮、干癟，內(nèi)部細(xì)胞質(zhì)聚集，但藻細(xì)胞體沒有破裂。
權(quán)利要求
1. 一種化學(xué)除藻方法，其特征在于，包括以下步驟1)配制由A和B兩種試劑復(fù)合而成復(fù)合除藻劑；A試劑的配制方法如下將高錳酸鉀粉碎并配制成水溶液——A試劑；B試劑的配制方法如下將氯化亞銅、質(zhì)量百分比37％的濃鹽酸及水按0.03g∶0.5mL∶100mL的比例配制酸溶氯化亞銅，將氯化鋁和氯化鈉分別配制成水溶液，然后將酸溶氯化亞銅、氯化鋁的水溶液及氯化鈉的水溶液按酸溶氯化亞銅、氯化鋁及氯化鈉質(zhì)量比為0.3∶2∶3混勻配制B試劑；A、B兩種試劑分開儲存；2)使用時A和B兩種試劑采用現(xiàn)場混合現(xiàn)場投加的方式，投加時將A和B兩種試劑按照以下質(zhì)量比進(jìn)行混合成復(fù)合除藻劑其中A試劑以高錳酸鉀質(zhì)量計B試劑以氯化亞銅質(zhì)量計＝1∶0.3～0.6。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)除藻方法，其特征在于步驟2)中投加時將A和B兩種試劑按照以下質(zhì)量比的確定原則原水生物量葉綠素a大于 1000"g/L， A: B=l: 0.5 0.6;原水生物量葉綠素a介于200 1000ug/L， A: B=l: 0.4 0.5;對于原水生物量葉綠素a小于200 U g/L, A: B=l: 0.3 0.4;其中A試劑以高錳酸鉀質(zhì)量計，B試劑以氯化亞銅質(zhì)量計。
全文摘要
一種化學(xué)除藻方法屬環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，特別涉及水體富營養(yǎng)化所導(dǎo)致的藻類爆發(fā)的湖泊、水庫水的化學(xué)除藻方法，尤其藍(lán)綠藻爆發(fā)。本發(fā)明步驟配制由A和B兩種試劑的復(fù)合除藻劑；將高錳酸鉀粉碎并配制成水溶液——A試劑；將氯化亞銅、質(zhì)量百分比37％的濃鹽酸及水按0.03g∶0.5mL∶100mL的比例配制酸溶氯化亞銅，將氯化鋁和氯化鈉分別配制成水溶液，然后將酸溶氯化亞銅、氯化鋁的水溶液及氯化鈉的水溶液配制B試劑；A、B兩種試劑分開儲存；使用時A和B兩種試劑采用現(xiàn)場混合成復(fù)合除藻劑投加的方式。本發(fā)明操作方便，經(jīng)濟(jì)實用，能夠短期內(nèi)滅活藻細(xì)胞，并且不會破壞細(xì)胞體，具有安全高效的特點，能有效抑制藻類爆發(fā)，可獲得顯著的社會和經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號C02F1/00GK101475229SQ20091007783
公開日2009年7月8日 申請日期2009年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月23日
發(fā)明者星 李, 楊艷玲, 爽 梁, 亮 趙 申請人:北京工業(yè)大學(xué)