[發明專利]一種由雙子表面活性劑和粘土組成的復合除藻劑及除藻方法

無效

• 申請號: 201010114674.6
• 申請日: 2010-02-10
• 公開（公告）號: CN101798133A
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發明（設計）人: 鄒其超;張金枝;柴仕淦;賈釵;余歡;陳浩;毛端平
• 申請（專利權）人: 湖北大學
• 主分類號: C02F1/54
• 分類號: C02F1/54
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 馬輝

技術領域：

本發明涉及一種除藻劑及除藻方法，具體涉及一種由雙子表面活性劑和粘土組成的復合除藻劑及除藻方法。

背景技術：

近些年來，由于工業廢水、生活污水及農業廢水等廢水大量排入淡水湖泊、水庫中，導致了水域中氮、磷等營養鹽的大量富集，使水域富營養化問題日益嚴重。其中，富營養化問題中最突出的就是藻類引起的水華。據統計，我國60％的湖泊呈富營養化狀態，同時也存在藻類水華現象。水華發生時，大量的藻類會過多消耗水中的氧，使魚類、浮游生物因缺氧而死亡。同時，藻體的死亡會散發惡臭，并且有的藍藻在代謝和死亡時會釋放藻毒素，特別是銅綠微囊藻、魚腥藻和束絲藻。其中銅綠微囊藻釋放的微囊藻毒素除了直接對魚類、人畜產生毒害以外，也是肝癌的主要誘因；而由魚腥藻、束絲藻釋放的神經毒素，則有可能會損害神經系統。

目前治理藻類水華的方法很多，總的來說可以分為三種：物理方法，化學方法和生物方法。物理除藻的方法可以利用殺菌設備直接消除水體中的藻類，不會產生二次污染，但成本較高，應用范圍較窄，并且使用起來不方便。化學除藻的方法利用殺菌劑直接消除藻類，雖然除藻速度快，效果明顯，但是容易造成二次污染，不利于環保。生物除藻的方法，例如采用放養鰱、鳙魚的“生物操縱法”，雖然能有效控制藻類的生長，但也會打破了正常的系統演替、平衡規律，對生態系統產生各種“下行效應”。

目前應用最廣泛的是使用改性粘土來絮凝除藻。使用較多的改性劑包括有無機聚合氯化鋁(鐵)、有機表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨、雙子表面活性劑三烷基聚氧乙烯基三季銨鹽及高分子物質殼聚糖等。用改性粘土來絮凝除藻方法安全、無毒、環保，但是這種方法操作較為復雜，除藻的速率和效率均不能令人滿意。

發明內容：

本發明的目的是提供一種操作簡單，絮凝效率高并且除藻速度快的除藻劑。

本發明的另一個目的是提供一種操作簡單，絮凝效率高并且除藻速度快的除藻方法。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種由雙子表面活性劑和粘土組成的復合除藻劑，它由雙子季銨鹽陽離子表面活性劑和粘土溶液混合組成，所述雙子季銨鹽陽離子表面活性劑的結構通式為：

其中，R為C₉～C₂₀的烷基，n為2～10的整數，X為Br或者Cl。

本發明較好的技術方案是：所述粘土為蒙脫土、皂土、膨潤土或高嶺土中的一種。R為C₁₀～C₁₄或C₁₆～C₂₀的烷基。所述雙子季銨鹽陽離子表面活性劑和粘土的添加比例為1∶10～1∶50。所述雙子季銨鹽陽離子表面活性劑濃度為0.6～15mg/L，所述粘土溶液濃度為10～200mg/L。

一種利用復合除藻劑的除藻方法，它是將粘土溶液與藻溶液充分混勻后，加入雙子季銨鹽陽離子表面活性劑，經過絮凝沉降來去除藻細胞；或者將雙子季銨鹽陽離子表面活性劑與藻溶液充分混勻后，加入粘土溶液，經過絮凝沉降來去除藻細胞。其中雙子季銨鹽陽離子表面活性劑的結構通式為：

其中，R為C₉～C₂₀的烷基，n為2～10的整數，X為Br或者Cl。

所述粘土為蒙脫土、皂土、膨潤土或高嶺土中的一種。R為C₁₀～C₁₄或C₁₆～C₂₀的烷基。所述表面活性劑和粘土的添加比例為1∶10～1∶50。藻溶液與粘土溶液或者表面活性劑充分混勻后，間隔5～15分鐘后再加入表面活性劑或者粘土溶液。

所述的雙子季銨鹽陽離子表面活性劑在水中的溶解性好，具有電中和及連接架橋的雙重作用。此類型的表面活性劑溶于水后水解，可以使分子鏈上帶正電荷，是一種典型的陽離子表面活性劑。此陽離子表面活性劑不像許多絮凝劑是依賴溶液的pH值而發生反應形成陽離子，而是可以表現出很好的不依賴體系pH值的優越性，并且在很寬的pH值范圍內都具有良好的絮凝效果。經試驗證明，本類型的季銨鹽陽離子表面活性劑在較高的離子強度下也能夠絮凝去除水中的有害藻類。并且，將雙子表面活性劑的分子式簡寫為Gm-n-m，其中m代表R的烷烴鏈的碳原子數，則當雙子表面活性劑Gm-n-m的m為10～14時，表面活性劑的殺菌效果較好；而當雙子表面活性劑Gm-n-m的m為16～20時，表面活性劑的絮凝效果較好。