CN101371665B - 一种以膨胀珍珠岩为载体的蓝藻清除剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于水污染治理领域，具体涉及一种水体藻类清除剂及其制备方法。一种以膨胀珍珠岩为载体的蓝藻清除剂，其特征在于它由硝酸铈溶液、氢氧化钠溶液和颗粒状膨胀珍珠岩原料制备而成，氢氧化钠溶液的加入量是硝酸铈溶液体积的1～5％，颗粒状膨胀珍珠岩的加入量是硝酸铈溶液和氢氧化钠溶液总质量的1～5％；其中，硝酸铈溶液的质量浓度为0.2～0.5％，氢氧化钠溶液的质量浓度为5～10％；颗粒状膨胀珍珠岩的直径为0.1～0.5cm。该方法制备的蓝藻清除剂去除蓝藻效果好、见效快、成本低、无二次污染。

Description

一种以膨胀珍珠岩为载体的蓝藻清除剂及其制备方法

技术领域

本发明属于水污染治理领域，具体涉及一种水体藻类清除剂及其制备方法。

背景技术

在地区经济快速发展的鞭促下，水资源的过度开发和对环境保护的忽视，已使得使我国大部分地区的水环境日趋恶化，水体富营养化严重。水体的富营养化又导致水体中藻类的过度繁殖，特别是引起浮游藻类(主要是蓝藻属)的爆发而形成水华。近年来，在我国的滇池、太湖、巢湖、洱海等水体中，蓝藻爆发事件频频发生。大量的水华不但影响水体景观效果，而且还会产生藻毒素，给水生态***、公共卫生安全带来严重威胁。在美国、日本、澳大利亚、巴西等国皆有报道因藻毒素引起鱼类、家畜及人中毒死亡的事件发生。而在我国滇池和太湖中检测出藻毒素最大浓度值为世界卫生组织规定饮用水藻毒素含量(不超过1μg/L)的千倍以上，严重危害生物生存和人体健康。目前蓝藻水华的治理主要有三种：物理法、化学法和生物法。

珍珠岩是一种具有珍珠结构的酸性玻璃质火山熔岩，属酸性岩浆铝过饱和系列。这类岩浆因粘度大，其内包含有大量气液成分无法逸出，喷出地表后与冷空气接触，熔岩流体温度迅速下降，急剧凝固而形成玻璃体珍珠岩。

珍珠岩主要由酸性火山玻璃组成，95％是玻璃相，其中65％～75％为无定形石英，11％～14％为氧化铝。碱金属氧化物较高，可达8％～9％，铁着色氧化物较少。

珍珠岩矿石一般经烘干、破碎、研磨、筛分，并迅速在1200～1380℃的高温气流中焙烧，珍珠岩突然受热升温达到软化点温度，玻璃质结构内的水汽化，产生很大压力，使粘稠的玻璃质体积迅速膨胀，即成为膨胀珍珠岩。膨胀珍珠岩一般为白色颗粒状，具有质轻、保温、吸音、隔热、不燃、抗老化、耐腐蚀、耐虫蛀、对人畜无危害等特性，被大量应用于建筑保温材料；同时膨胀珍珠岩颗粒结构呈蜂窝状，因而具有良好的吸附性，可用于吸附、过滤和载体材料。

目前珍珠岩主要应用于隔热保温材料，相关文献专利报道也多集中在珍珠岩的热性能研究方面，关于珍珠岩吸附性能方面的专利还比较少。专利91102939.7介绍了珍珠岩做农业肥料的载体；专利92108508.7介绍了膨胀珍珠岩为载体吸附二氧化碳；专利95105974.2发明了复合型珍珠岩啤酒助滤剂。但目前还未见膨胀珍珠岩用于蓝藻治理的相关报道。

发明内容

本发明目的在于提供一种以膨胀珍珠岩为载体的蓝藻清除剂及其制备方法，该方法制备的蓝藻清除剂去除蓝藻效果好、见效快。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种以膨胀珍珠岩为载体的蓝藻清除剂，其特征在于它由硝酸铈溶液、氢氧化钠溶液和颗粒状膨胀珍珠岩原料制备而成，氢氧化钠溶液的加入量是硝酸铈溶液体积的1～5％，颗粒状膨胀珍珠岩的加入量是硝酸铈溶液和氢氧化钠溶液总质量的1～5％；其中，硝酸铈溶液的质量浓度为0.2～0.5％，氢氧化钠溶液的质量浓度为5～10％；颗粒状膨胀珍珠岩的直径为0.1～0.5cm。

上述一种以膨胀珍珠岩为载体的蓝藻清除剂的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：

1)将膨胀珍珠岩破碎成直径为0.1～0.5cm的颗粒状，得颗粒状膨胀珍珠岩，备用；

2)配制质量浓度为0.2～0.5％的硝酸铈溶液，配制质量浓度为5～10％的氢氧化钠溶液，备用；按质量浓度为5～10％的氢氧化钠溶液的加入量是质量浓度为0.2～0.5％的硝酸铈溶液体积的1～5％，选取硝酸铈溶液、氢氧化钠溶液，按颗粒状膨胀珍珠岩的加入量是硝酸铈溶液和氢氧化钠溶液总质量的1～5％，选取颗粒状膨胀珍珠岩；

在搅拌下，向硝酸铈溶液中滴加氢氧化钠溶液，出现絮状沉淀后，继续搅拌25～35min，得絮状沉淀混合溶液；

3)向絮状沉淀混合溶液中加入颗粒状膨胀珍珠岩，搅拌25～35min后，过滤，将得到的上层颗粒物烘干(90～100℃下烘5～7h)，得到以膨胀珍珠岩为载体的蓝藻清除剂。

本发明的有益效果是：

1、膨胀珍珠岩为天然疏松多孔材料，化学性质稳定，无毒无害，价格便宜，而且孔隙率高，比表面积大，具有良好的吸附性能，可以较好的吸附清除水体中的藻类和其它杂质。

2、本发明以膨胀珍珠岩为载体材料，采用浸渍法在其表面负载一层铈的氢氧化物粒子，烘干处理后即得到一种蓝藻清除剂。膨胀珍珠岩表面负载的铈的氢氧化物对蓝藻具有很好的絮凝作用，絮凝速度快，可以使蓝藻快速沉淀到底部；同时它对蓝藻生长具有良好的抑制作用，可以使沉淀的蓝藻较快死亡。而且铈性质稳定，对人畜无害。

将本发明的蓝藻清除剂投入污染水域中，可以使水体中的蓝藻等藻类迅速絮凝沉淀到底层，自然死亡。而清除剂本身仍浮于水面，可回收重复利用。本发明去除蓝藻效果显著，而且见效快，无二次污染，同时改善水质，十分有利于遭受蓝藻水华污染水域的综合治理。

3、本发明工艺简单，生产成本低，操作方便，适应能力强，可以应用到各种遭受蓝藻污染的水域。目前我国许多湖泊中都遭受蓝藻水华污染的困扰，严重影响人类的生产生活，本发明对于治理蓝藻污染、改善水质具有良好的效果，应用前景广阔，意义十分重大。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实例进一步阐明本发明的内容，但本发明不仅仅局限于下面的实施例；具体实施例并不意味着限制本发明的范围。

实施例1：

一种以膨胀珍珠岩为载体的蓝藻清除剂，它由硝酸铈溶液、氢氧化钠溶液和颗粒状膨胀珍珠岩原料制备而成，氢氧化钠溶液的加入量是硝酸铈溶液体积的1％，颗粒状膨胀珍珠岩的加入量是硝酸铈溶液和氢氧化钠溶液总质量的1％；其中，硝酸铈溶液的质量浓度为0.2％，氢氧化钠溶液的质量浓度为5％；颗粒状膨胀珍珠岩的直径为0.1cm。

上述一种以膨胀珍珠岩为载体的蓝藻清除剂的制备方法，它包括如下步骤：

1)将膨胀珍珠岩破碎成直径为0.1cm的颗粒状，得颗粒状膨胀珍珠岩，备用；

2)用水配制质量浓度为0.2％的硝酸铈溶液，用水配制质量浓度为5％的氢氧化钠溶液，备用；按质量浓度为5％的氢氧化钠溶液的加入量是质量浓度为0.2％的硝酸铈溶液体积的1％，选取硝酸铈溶液、氢氧化钠溶液，按颗粒状膨胀珍珠岩的加入量是硝酸铈溶液和氢氧化钠溶液总质量的1％，选取颗粒状膨胀珍珠岩；

在磁力搅拌下，向硝酸铈溶液中滴加氢氧化钠溶液，出现絮状沉淀后，继续搅拌25min，得絮状沉淀混合溶液；

3)向絮状沉淀混合溶液中加入颗粒状膨胀珍珠岩，搅拌25min后，过滤分离，将得到的上层颗粒物烘干(90℃下烘7h)，得到以膨胀珍珠岩为载体的蓝藻清除剂。

实施例2：

一种以膨胀珍珠岩为载体的蓝藻清除剂，它由硝酸铈溶液、氢氧化钠溶液和颗粒状膨胀珍珠岩原料制备而成，氢氧化钠溶液的加入量是硝酸铈溶液体积的5％，颗粒状膨胀珍珠岩的加入量是硝酸铈溶液和氢氧化钠溶液总质量的5％；其中，硝酸铈溶液的质量浓度为0.5％，氢氧化钠溶液的质量浓度为10％；颗粒状膨胀珍珠岩的直径为0.5cm。

上述一种以膨胀珍珠岩为载体的蓝藻清除剂的制备方法，它包括如下步骤：

1)将膨胀珍珠岩破碎成直径为0.5cm的颗粒状，得颗粒状膨胀珍珠岩，备用；

2)用水配制质量浓度为0.5％的硝酸铈溶液，用水配制质量浓度为10％的氢氧化钠溶液，备用；按质量浓度为10％的氢氧化钠溶液的加入量是质量浓度为0.5％的硝酸铈溶液体积的5％，选取硝酸铈溶液、氢氧化钠溶液，按颗粒状膨胀珍珠岩的加入量是硝酸铈溶液和氢氧化钠溶液总质量的5％，选取颗粒状膨胀珍珠岩；

在磁力搅拌下，向硝酸铈溶液中滴加氢氧化钠溶液，出现絮状沉淀后，继续搅拌35min，得絮状沉淀混合溶液；

3)向絮状沉淀混合溶液中加入颗粒状膨胀珍珠岩，搅拌35min后，过滤分离，将得到的上层颗粒物烘干(100℃下烘5h)，得到以膨胀珍珠岩为载体的蓝藻清除剂。

实施例3：

一种以膨胀珍珠岩为载体的蓝藻清除剂，它由硝酸铈溶液、氢氧化钠溶液和颗粒状膨胀珍珠岩原料制备而成，氢氧化钠溶液的加入量是硝酸铈溶液体积的3％，颗粒状膨胀珍珠岩的加入量是硝酸铈溶液和氢氧化钠溶液总质量的3％；其中，硝酸铈溶液的质量浓度为0.3％，氢氧化钠溶液的质量浓度为8％；颗粒状膨胀珍珠岩的直径为0.3cm。

上述一种以膨胀珍珠岩为载体的蓝藻清除剂的制备方法，它包括如下步骤：

1)将膨胀珍珠岩破碎成直径为0.3cm的颗粒状，得颗粒状膨胀珍珠岩，备用；

2)用水配制质量浓度为0.3％的硝酸铈溶液，用水配制质量浓度为8％的氢氧化钠溶液，备用；按质量浓度为8％的氢氧化钠溶液的加入量是质量浓度为0.3％的硝酸铈溶液体积的3％，选取硝酸铈溶液、氢氧化钠溶液，按颗粒状膨胀珍珠岩的加入量是硝酸铈溶液和氢氧化钠溶液总质量的3％，选取颗粒状膨胀珍珠岩；

在磁力搅拌下，向硝酸铈溶液中滴加氢氧化钠溶液，出现絮状沉淀后，继续搅拌30min，得絮状沉淀混合溶液；

3)向絮状沉淀混合溶液中加入颗粒状膨胀珍珠岩，搅拌30min后，过滤分离，将得到的上层颗粒物烘干(95℃下烘6h)，得到以膨胀珍珠岩为载体的蓝藻清除剂(样品)。

效果试验例：

取实施例3中得到的蓝藻清除剂0.5g，加入到250ml带有大量蓝藻的湖水，搅拌均匀后，静止存放。每隔20min取上层液体检测，检测结果如表1：

表1

可以看到，用本发明处理过的蓝藻湖水，20min后叶绿素去除率就高达96.89％，浊度下降了83.25％，藻数去除率有89.26％，而且上层湖水明显澄清，肉眼观察无蓝藻；60min后，叶绿素去除率97.74％，浊度下降了87.96％，藻数去除率高达91.79％，上层湖水几乎澄清透明，肉眼观察无杂质。由此可见，本发明制备的蓝藻清除剂去除蓝藻效果显著，见效快。

Claims (3)

1.一种以膨胀珍珠岩为载体的蓝藻清除剂，其特征在于它由硝酸铈溶液、氢氧化钠溶液和颗粒状膨胀珍珠岩原料制备而成，氢氧化钠溶液的加入量是硝酸铈溶液体积的1～5％，颗粒状膨胀珍珠岩的加入量是硝酸铈溶液和氢氧化钠溶液总质量的1～5％；其中，硝酸铈溶液的质量浓度为0.2～0.5％，氢氧化钠溶液的质量浓度为5～10％；颗粒状膨胀珍珠岩的直径为0.1～0.5cm。

2.如权利要求1所述的一种以膨胀珍珠岩为载体的蓝藻清除剂的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：

1)将膨胀珍珠岩破碎成直径为0.1～0.5cm的颗粒状，得颗粒状膨胀珍珠岩，备用；

2)配制质量浓度为0.2～0.5％的硝酸铈溶液，配制质量浓度为5～10％的氢氧化钠溶液，备用；按质量浓度为5～10％的氢氧化钠溶液的加入量是质量浓度为0.2～0.5％的硝酸铈溶液体积的1～5％，选取硝酸铈溶液、氢氧化钠溶液，按颗粒状膨胀珍珠岩的加入量是硝酸铈溶液和氢氧化钠溶液总质量的1～5％，选取颗粒状膨胀珍珠岩；

在搅拌下，向硝酸铈溶液中滴加氢氧化钠溶液，出现絮状沉淀后，继续搅拌25～35min，得絮状沉淀混合溶液；

3)向絮状沉淀混合溶液中加入颗粒状膨胀珍珠岩，搅拌25～35min后，过滤，将得到的上层颗粒物烘干，得到以膨胀珍珠岩为载体的蓝藻清除剂。

3.根据权利要求2所述的一种以膨胀珍珠岩为载体的蓝藻清除剂的制备方法，其特征在于所述的烘干为：90～100℃下烘10～15h。