[发明专利]一种低成本环境友好的高效除藻组合材料

说明书

技术领域

本发明属于湖泊、水库或饮用水源地的水质安全保障技术领域，特别涉及一种低成本环 境友好的高效除藻组合材料的制备及其使用方法。

背景技术

藻类水华污染事故正逐渐成为我国水体污染的重要形式，如何实现水体中藻类水华的低 成本无害化及资源化已成为全世界研究的热点，具有广阔的市场潜力。目前国内外常见的除 藻技术主要有人工/机械除藻和化学药剂除藻两种方式，其中人工/机械除藻通常采用机械打捞 或人工打捞的方式将藻类与水分离，可避免水体二次污染，这种除藻方式不用在水体中投加 化学药剂，但需要专业除藻设备，清理时间长，且无法避免藻类水华的再次爆发。现有投加 化学药剂的方法主要向水体中投加聚合氯化铝等絮凝剂，该方法适用方便、治理效果高，但 会向水体中引入大量金属元素，威胁水生态的安全。而随着对高效除藻技术需求的日益迫切， 天然材料应用于水体中藻类去除也越来越多。国家发明专利(申请号201110192915.3)公开 了一种改性高岭土藻絮凝剂的制备方法及其应用，该材料采用羟铝基氯化物和壳聚糖改性的 高岭土做除藻材料，具有较好的藻类去除效果。但该类改性材料主要利用高分子聚合物的絮 凝作用对藻类进行有效去除，对水体中氮磷去除能力有限，无法削减水体中藻类滋生速度。 国家发明专利(申请号201110194044.9)公开了一种用于湖库富营养化修复的改性沙土絮凝 材料合成方法，该方法利用天然蟹壳、虾壳等原材料通过酸碱改性合成藻絮凝材料，其制作 方法简单且可实现垃圾资源化，具有较好的推广价值，但该方法仍是利用将机高分子聚合物 固定在土壤颗粒表面，通过高分子聚合物的自身的絮凝作用实现对藻类的去除。此外，天然 蟹壳和虾壳分布区域及季节受限、回收成本过高，无法在实际突发藻类水华事故应急中应用。

本发明提出从一种天然矿物改性方法，在不添加高分子聚合物情况下，通过酸改性和功 能基团固定使之具备吸附、共沉降藻类颗粒及磷酸盐的能力。本改性材料不仅可原位投加到 富营养化水体，还也可应用于饮用水厂，是一种非常有前景的藻类去除技术。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种低成本环境友好的高效除藻组合材料 制备及其使用方法。本材料适用于饮用水源地、湖泊及城市景观水体藻类控制，或用于藻类 水华的应急控制或风险防范。

本发明所采用的技术方案是高效除藻组合材料包括天然矿物改性材料和去除助剂两种。 天然矿物改性材料制备方法为：1)天然矿物经粉碎、洗涤后，放置于0.2-5M的酸溶液中活 化20min，过滤水洗至中性；2)活化后天然矿物按液固比1∶5-1∶50加入氯化镧溶液，混合并 固定化金属离子；3)改性后天然矿物自然风干或高温烘干后，磨碎到100～200目；去除助剂 制备方法为：采用壳聚糖、聚合氯化铝等大分子材料加稀酸溶液定容至0.2～5g/L。

所述的一种低成本环境友好的高效除藻组合材料可直接原位投加到富营养化的湖泊、水 库、饮用水源地或景观水体中；也可投加到待处理水中，投加点可以为泵站取水口，或饮用 水厂混合单元之前的任意一个可投加液体药剂的位置。

所述的一种低成本环境友好的高效除藻组合材料采取原位投加时，如水体中藻类水华密 度低或藻类多处于减速生长期和内源呼吸期时，天然矿物改性材料投加量为0.05-1.5kg/m²， 实现藻类高效沉淀去除；如藻类密度较高或处于对数生长期时，天然矿物改性材料投加量为 1.5-3.5kg/m²，并按1.5-2.5∶1比例投加去除助剂提升藻类去除效果。

所述的一种低成本环境友好的高效除藻组合材料，针对高藻类水体需同时投加天然矿物 改性材料和去除助剂时，投加天然矿物改性材料后搅拌混合2～10min后再投加去除助剂。

所述的一种低成本环境友好的高效除藻天然矿物材料可以采用沸石、活性炭、粘土、硅 藻土、云母粉、高岭土、海泡石或硅藻土等的一种或几种，混合比例应根据藻类类型及水体 中营养物浓度调整。

所述的一种低成本环境友好的高效除藻组合材料，当用该材料削减水体突发藻类爆发风 险时，天然矿物改性材料投加量需根据可接受水华事故风险概率计算，通常为水华事故时投 加量的30％～60％。。