[發明專利]一種對藻膽蛋白和藻毒素吸附去除的方法

無效

• 申請號: 200910251729.5
• 申請日: 2009-12-31
• 公開（公告）號: CN101830535A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 張宏;蔡冬清;唐義;劉夏楠;葉瑞;王相勤;余增亮;吳躍進;張束清;李軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院等離子體物理研究所
• 主分類號: C02F1/28
• 分類號: C02F1/28
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明涉及生物環保材料領域，具體是一種對藻膽蛋白和藻毒素吸附去除的方法。

背景技術

隨著城市工業化進程加快，環境污染日益加劇，富營養化所引起的有害藍藻水華已成為國內外普遍關注的環境問題。其中微囊藻水華發生最為普遍，而且多數產毒，對淡水水體危害最嚴重。微囊藻毒素是一類具生物活性的單環七肽，主要由淡水藻類銅綠微囊產生，其他很多種類的藍藻也可以產生，如顫藻屬、魚腥藻屬、念珠藻屬以及綠色微囊藻屬、惠氏微囊藻屬等。微囊藻毒素是一種肝毒素，能抑制蛋白質磷酸酯酶，因而幫助解除對細胞增殖的正常的制動作用，促進腫瘤的發育。雖然微囊藻毒素主要存在于藻細胞內，但有研究發現藻細胞死亡解體后，藻毒素不斷的釋放到水體中，污染了人類的飲用水源。流行病學調查顯示，我國江蘇海門、啟東和廣西扶綏的原肝癌發病率相當高與當地居民長期飲用含藻毒素的池塘或河流水有關，浙江海寧地區大腸癌的高發病率也與飲用的河浜水、池塘水的藻毒素含量存在正相關關系。藻膽蛋白占藍藻細胞可溶性蛋白的60％，它是藍藻類主要捕獲光能的色素蛋白，在光合作用過程種起著重要的作用。根據其光吸收的范圍，可分為藻藍蛋白、別藻藍蛋白和藻紅蛋白三類。藍藻腐爛后，將藻膽蛋白釋放進入水體，由于其分解需要消耗大量氧氣，造成水體缺氧，不僅危機到魚蝦等水生生物生存，而且造成水體COD、BOD升高，導致水體污染。

目前，對藻毒素和藻膽蛋白治理的方法主要包括物理法、化學法和生物法。物理法主要是通過黏土和活性炭等材料為濾層，將含有藻毒素和藻膽蛋白的廢水過濾，達到去除的目的。該方法能在一定程度上去除該兩種污染物，但是污染物容易導致濾層堵塞，成為該方法大規模應用的瓶頸問題。化學法主要是通過化學反應(氧化還原等)將藻毒素轉變成其他無毒物質，該方法簡便易行，但是存在兩個問題：一是成本高，二是容易造成二次污染。生物法是指通過微生物或植物，將該兩種污染物降解或吸收，該方法相對于前兩種方法具有成本低廉的優點，但是也存在兩個缺點，一是往往周期較長，不適合應急處理；二是植物富集了該兩種污染物后的處置成為一個新的技術難題。因此，找到一種高效、廉價、便捷、環境友好的藻毒素和藻膽蛋白的去除或降解方法，具有重要的環境和社會效益。

我國是個產煤大國，以煤炭為電力生產基本燃料。近年來，我國的能源工業穩步發展，發電能力年增長率為7.3％，電力工業的迅速發展，帶來了粉煤灰排放量的急劇增加，燃煤熱電廠每年所排放的粉煤灰總量逐年增加，1995年粉煤灰排放量達1.25億噸，2000年約為1.5億噸，到2010年將達到3億噸，給我國的國民經濟建設及生態環境造成巨大的壓力。另一方面，我國又是一個人均占有資源儲量有限的國家，粉煤灰的綜合利用，變廢為寶、變害為利，已成為我國經濟建設中一項重要的技術經濟政策，是解決我國電力生產環境污染，資源缺乏之間矛盾的重要手段，也是電力生產所面臨解決的任務之一。經過開發，粉煤灰在建工、建材、水利等各部門得到廣泛的應用。

發明內容

本發明提供了一種利用高分子復配改性粉煤灰對藻膽蛋白和藻毒素吸附去除的方法，本發明既能有效地吸附絮凝藻毒素和藻膽蛋，同時又可以通過外磁場的作用迅速將藻移出水體，可以作為一種應急措施，減少藻毒素及藻膽蛋白帶來的危害。

本發明的技術方案為：

一種利用高分子復配改性粉煤灰對藻膽蛋白和藻毒素吸附去除的方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)、水處理劑的制備：按每2-4g粉煤灰與1-2g磁鐵礦粉、1-2ml濃鹽酸的比例攪拌混勻反應4-7分鐘，然后于50-100℃下烘干，粉碎成60-150目的粉末，將粉末與聚二甲基二烯丙基氯化銨按1∶1-2的質量份比混合，得水處理劑；

(2)、懸濁液的配制：按每1g水處理劑加2-4mL的水配成懸濁液；

(3)、將懸濁液按100-250mg/L的投加比例加入到含藻毒素和藻膽蛋白的廢水中，攪拌15-30秒鐘后靜置1-5分鐘，然后利用外磁場將廢水中的磁性絮體移出水體并收集。

所述的利用高分子復配改性粉煤灰對藻膽蛋白和藻毒素吸附去除的方法，其特征在于：所述的濃鹽酸的濃度為20-25％；所述的外磁場的磁場強度為0.3-1T。

本發明的原理：

利用濃鹽酸改性粉煤灰與磁鐵礦粉的復配物，然后與高分子聚二甲基二烯丙基氯化銨(PDMDAAC)協同作用將水體中藻毒素和藻膽蛋白等懸浮污染物絮凝，所成絮體具強磁性，可以在外磁場的作用下快速富集并移出水體，有效減低藻毒素和藻膽蛋白造成的危害及污染。本發明所用材料粉煤灰是一種廉價的，具有較強吸附能力的材料，來源廣、性能穩定易于回收。

本發明的優點：