[發明專利]一種無機硼化合物復合抑藻顆粒及其制備方法

在審

• 申請號: 201610270769.4
• 申請日: 2016-04-27
• 公開（公告）號: CN107311276A
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 裴元生;陳雪晴
• 申請（專利權）人: 北京師范大學
• 主分類號: C02F1/50
• 分類號: C02F1/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于水處理領域，涉及一種抑制藻類生長的顆粒，更具體地涉及一種無機硼化合物復合抑藻顆粒。

背景技術

隨著工業化進程的加快，藻類除了為人類帶來了經濟效益外，也為人類的發展帶來了許多阻礙和危害。比如由于水體富營養化導致的藻華現象，不僅破壞了水生生態系統的平衡和穩定，影響了水產養殖業的發展，而且藻類死亡分解產生的羥胺和硫化物等對人類健康也構成了威脅。而在工業用水，特別是在循環水系統中，藻類的聚集生長會降低系統的工作效率，增加能源消耗，不利于長遠發展。因此，如何高效、經濟、安全的抑制藻類生長是亟需解決的問題。

目前國際上采用的抑制藻類生長的方法主要包括：一是物理方法，主要有機械打撈除藻、遮光除藻、超聲波法、氣浮法等；二是化學方法，如加入硫酸銅和氯化物抑藻，或鐵鹽配合銅鹽使用增強抑藻能力；三是生物方法，主要有動物捕食法、微生物抑藻、植物抑藻等。就以上的方法而言，物理方法往往治標不治本，只能作為對付突發性水體污染事件的應急措施，且難以大面積使用；傳統的化學方法中，藻細胞易在化學藥品的影響下破裂，導致藻毒素被釋放到水中，危害人和水中生物的健康，且銅、鐵等重金屬容易造成水體二次污染；生物方法雖簡單，但不適于在溶解氧低的水體以及工業用水中使用。

硼化合物是一類對人畜毒性很低、正常使用下的濃度對環境影響小和成本相對低的物質，其白鼠口服半致死量ID₅₀為2000 mg/Kg。由于硼化合物與水形成的四羥基硼酸根離子能通過螯合細胞內和細胞外的基質、抑制酶活性、改變生物膜功能等途徑來抑制生物體的生長，因此硼化合物已被應用于木材防腐、害蟲防治領域，如Lloyd等（US 2002146465) 發明的一種含硼化合物木材防腐劑，其中含有銅或鋅、有機酸等物質；Lloyd等 (WO2006026698) 還發明了一種包含硼酸根物質的害蟲防治組合物，所述組合物中除了硼化合物外，依然含有銅或鋅，以及有機載體；李志強等（“硼酸鹽化合物的合成及其處理木材的抗流失性和耐腐性”，北京中國林業科學研究院）合成出多種硼化合物，發現二癸基二甲基四氟硼酸銨和十二烷基二甲基芐基四氟硼酸銨抗白蟻效果好。但是由于這些硼化合物中廣泛添加各種助劑，如銅或鋅、有機酸、氨水等，使它們普遍存在大規模生產時會對工人產生傷害，大面積使用時會造成環境二次污染的缺陷。所以，在現有研究基礎上，本發明提出一種利用更安全的無機硼化合物復合抑藻顆粒，改善水質條件，緩解日益嚴重的缺水現象。

發明內容

本發明的目的是提供一種使用方便、成本較低、對藻類抑制效果好、不會造成二次污染且適用于多種水質條件中的無機硼化合物復合抑藻顆粒。

本發明的無機硼化合物復合抑藻顆粒含有海藻酸鈉、多硼酸鹽和硼酸，其中多硼酸鈉選自五硼酸鈉、十水合四硼酸鈉中的至少一種。

本發明所采用的技術方案：首先將多硼酸鹽和硼酸溶解于去離子水中，然后加入1.7% 的海藻酸鈉，磁力攪拌直至海藻酸鈉完全溶解。

所述復合抑藻顆粒中，五硼酸鈉、十水合四硼酸鈉和硼酸的質量百分比分別優選為20% - 45%、35% - 60%、8% - 20%，更優選分別為35% - 43%、40% - 52%、8.5% - 18%，最優選分別為43%、40%、17%。

一種如前所述的復合抑藻顆粒制備方法，其步驟如下：

(1) 將一定量的多硼酸鹽和硼酸加入到去離子水中，攪拌至完全溶解；

(2) 向上述溶液中加入海藻酸鈉，磁力攪拌直至海藻酸鈉完全溶解，得到混合均勻的海藻酸鈉溶液；

(3) 用蠕動泵移取上述溶液滴入到不停攪拌的3% CaCl₂溶液中，得到固化為海藻酸鈣的凝膠球，在CaCl₂溶液中浸泡 4 - 8 h后取出，然后用去離子水反復沖洗，去除殘留的CaCl₂及其他雜質；

(4) 50 - 60℃干燥過夜，過5000目篩，得到無機硼化合物復合抑藻顆粒。

本發明的無機硼化合物復合抑藻顆粒在實際應用時，待處理水體與顆粒的用量體積(L)質量(g)比為1:2 - 6。

本發明具有以下優點：

(1) 硼化合物能有效的抑制藻類生長，且不會造成藻類細胞膜破裂，含毒素的胞內物質釋放，具有安全高效的特點；

(2) 利用海藻酸鈉，將抑制藻類生長的硼化合物制備成顆粒物，有利于運輸，方便使用；