[发明专利]富营养水体除磷、除藻的生态型絮凝剂制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于富营养化水体原位高效除磷、除藻的生态安全型絮凝剂的制备方法，属于水处理技术领域。

背景技术

据申请人了解，我国自20世纪80年代以来，由于经济的急速发展和环境保护的相对滞后，许多湖泊、河流已进入富营养化，甚至严重富营养化状态，劣于《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)V类。伴随水体的富营养化，蓝藻水华频繁爆发，引起鱼类等水生生物的大量死亡，藻毒素大量释放，导致水体功能受损。近年来，富营养化水体的修复成为全世界一个具有挑战性的环境问题，而磷营养盐超标是我国水环境的主要危害之一。磷营养盐在高浓度下是引起水体富营养化的主要元素，但在低浓度时则成为藻类生长的限制因素。国内外目前除磷的方法主要有化学混凝沉淀法、物理吸附法、微生物法、人工湿地法。其中化学混凝沉淀法除磷效率高，结果稳定，且当进水浓度有较大波动时，仍有较好的除磷效果。因此，化学混凝沉淀法成为目前应用最广泛、最有效率的除磷方法。但是目前化学混凝沉淀法的研究与应用仅局限于高磷浓度(P 10～150mg/L)的污染水体，与改进的混凝药剂聚合氯化铝(铁)和离子态的铝盐(铁盐)相比，铝离子、铁离子和氯离子在水体中的释放已极大的减少，但应用于自然水体时依然存在一定的环境风险，因为铝离子、铁离子和氯离子过高对水环境和人体健康均会产生不利影响，而化学混凝过程中还需要使用助凝剂聚丙烯酰胺，其残留的单体具有神经毒剂的危害。因此，这些存在的生态安全问题促使化学混凝沉淀法多用于污水处理厂，未能应用于湖泊、河道、池塘等富营养化水体(P 0.2～5.0mg/L)的原位除磷方面。

另外，除藻为短期内表观上的藻细胞减少，应与除磷相结合，才是标本兼治，而目前除磷与除藻方法并不能高效同步进行。常规的化学混凝沉淀法虽然除磷效果好，但是由于藻类细胞外分泌有大量的戊糖胶类物质，使混凝不易稳定，导致沉淀效果较差。常用的控藻技术以化学法(如硫酸铜法、液氯法等)应用最为广泛，见效最快，但此法容易造成水体铜离子等过高，会对鱼类、水草造成伤害，更会对人体健康造成危害，且铜离子或液氯等易促进藻细胞死亡，造成藻毒素急速释放，进而影响用水安全。

经检索发现，专利号为201110222749.7的中国专利公开了一种絮凝剂组合物(授权公告号CN102295335B)，包括：1wt％～10wt％的高铁酸盐；20wt％～50wt％的聚合氯化铝钙；10wt％～40wt％的含铝化合物和/或含钙化合物；5wt％～25wt％的氯化铁；1wt％～20wt％的聚丙烯酰胺。该絮凝剂的不足之处在于：除了使用聚合氯化铝钙外，还使用了大量的离子态的铁盐和铝盐，使处理水体中残留铝离子、铁离子风险过高，对人类健康产生潜在危害，同时，大量使用聚丙烯酰胺，其残留的单体具有神经毒剂的危害，更不能直接投加于湖泊、河道、池塘等富营养化水体进行除磷。

专利号为201010199548.5的中国发明专利公开了一种环保型自来水絮凝剂(授权公告号CN101863541B)，该絮凝剂是聚合三氯化铝溶液、天然高分子多糖溶液和助剂A溶液配合使用絮凝剂；其中，聚合三氯化铝溶液是质量百分比为0.1％-1％溶液，天然高分子多糖溶液是质量含量0.2％-2％的稀酸溶液，助剂A溶液是氢氧化钠、碳酸氢钠、氯化铝、蒙脱石和水的复配溶液，蒙脱石占复配溶液总质量为5％。其使用最佳体积配比为：聚合三氯化铝溶液∶天然高分子多糖溶液∶助剂A溶液＝0.5-5∶3-10∶5-10。该絮凝剂的不足之处在于：其主要用于清洁水源自来水的浊度处理；其所使用的天然高分子多糖(壳聚糖)本身含有大量游离的-NH2，如果不能及时从自然水体中分离，对于富营养化水体而言是在氮超标的基础上又进一步向水体增加了氮源；天然高分子多糖(壳聚糖)在一定浓度下又会对革兰氏阴性菌和阳性菌具有广谱的抑制作用，对自然水体的硝化、反硝化细菌的脱氮作用可能产生不利影响，不适用于湖泊、河道、池塘等富营养化水体施用和磷的去除。