[發明專利]一種貝殼粉復合除藻劑及其制備和應用

在審

• 申請號: 201710624205.0
• 申請日: 2017-07-27
• 公開（公告）號: CN107484772A
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 唐玉霖;劉倩宏;辛懷佳;李宏偉;莊濤;周依雋
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: A01N59/16
• 分類號: A01N59/16;A01N59/20;A01N25/08;A01P13/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司31225
• 代理人: 劉燕武

技術領域

本發明涉及水處理領域，尤其是涉及一種貝殼粉復合除藻劑及其制備和應用。

背景技術

由于全球環境變化及各類人類活動對水域生態系統的影響日益加劇，藍藻水華已經成為全球富營養化水體的通常表現。藻類是一類具有葉綠素、自養生活、通過細胞分裂或孢子合子進行生殖的低等植物，是水生態系統的重要組分。富營養化型水體的顯著特征是浮游植物大量發生，同時產生毒素，造成水質惡化、水體功能下降、水生生物死亡等災難性后果，其不僅制約了湖泊資源的可利用性，且直接影響人類的健康生存與社會經濟的持續發展。近年來，我國有害藍藻水華頻繁爆發，據統計60％的湖泊呈富營養狀態，并伴隨著藻類水華的發生，據報道，太湖流域曾在2007、2012、2015年分別出現大面積藍藻爆發，引起水質惡化，危及供水安全，嚴重影響周圍居民的正常生活。針對我國眾多湖泊水體藍藻水華發生頻率高，藻類生物量巨大，毒性強的現狀，尋求一種經濟、有效、安全的預防和控制藍藻水華的方法十分迫切。

自20世紀60年代起，國內、外學者一直致力于研究富營養水體中抑藻除藻問題，目前主要工藝技術有物理技術、生物技術和化學技術。其中，物理技術有挖掘法、遮光法、打撈法和過濾法等，物理方法可以直接消除水體中的藻類，不會產生二次污染，但是成本高，不適合大面積應用。生物技術包括模擬人工濕地、微生物除藻、以藻治藻等，生物法能夠大幅度降低水中的污染物，并在一定時間內保持水體的潔凈，但是其耗時長，效果不明顯，會產生二次污染，且易抬高湖床，加速湖泊老化。化學法主要利用殺藻劑進行除藻，是目前控制藻菌最行之有效的辦法之一。常見的除藻劑有氧化型除藻劑(鹵素及其化合物、臭氧、高錳酸鉀等)和非氧化性除藻劑(無機金屬化合物、重金屬制劑、有機鹵系等)。化學法見效時間快、操作簡單易行，對湖面景觀沒有影響；但化學法使用的除藻劑對于水中其他生物存在一定的副作用，有可能造成二次污染，影響生態環境和人類健康。

利用重金屬制劑治理赤潮和水華是國、內外普遍采用且最具實際效果的方法。研究表明一定濃度的重金屬(如Cu、Co、Cd、Zn等)會影響藻類的生長代謝，抑制光合作用，影響原生質膜的滲透性，從而達到除藻的目的。但是過量重金屬具有毒性，直接投加容易造成局部重金屬濃度過高，作用時間短、成本高、存在二次污染等問題。因此擬采用某種載體復合重金屬后在水體中緩慢釋放重金屬達到延時除藻目的。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種貝殼粉復合除藻劑及其制備和應用。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種貝殼粉復合除藻劑，包括作為載體的納米貝殼粉，以及負載在載體上的重金屬。

優選的，所述的重金屬的負載量滿足：以重金屬的前驅體計，重金屬前驅體相當于納米貝殼粉重量的0.1～10％。

一種貝殼粉復合除藻劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)取貝殼原料敲碎，置于堿液中浸泡、水洗、烘干后研磨，得到納米級貝殼粉；

(2)取步驟(1)制得的納米級貝殼粉，加水攪拌制得料漿，再加入重金屬前驅體，攪拌烘干后高溫煅燒，得到貝殼粉復合材料；

(3)往步驟(2)煅燒后的貝殼粉復合材料中加水研磨，得到負載重金屬的貝殼微粉料漿；

(4)再將步驟(3)中的負載重金屬的貝殼微粉料漿進行壓濾、干燥、粉碎，即得到目的產物。

優選的，步驟(1)中的堿液為氫氧化鈉水溶液、氫氧化鈣水溶液或次氯酸鈉水溶液中的至少一種，其質量分數為0.1～10％。

優選的，步驟(1)中貝殼原料在堿液中的浸泡溫度為20-30℃，浸泡時間為12-24h；

烘干的溫度為60-100℃。

優選的，步驟(2)中：重金屬為銅、鎘、鋅、錫或鈷中的至少一種；

所述的重金屬前驅體為對應重金屬的氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽、磷酸鹽、醋酸鹽或羰基化合物中的至少一種；

所述的納米級貝殼粉的粒徑為50-200nm。

優選的，重金屬前驅體加入量相當于納米級貝殼粉重量的0.1-10％。

優選的，高溫煅燒為進行兩段式高溫煅燒，其中，第一段高溫煅燒的溫度為400-600℃，時間為20-40min，第二段高溫煅燒的溫度為800-1000℃，時間為20-40min。

優選的，步驟(3)中加水研磨具體為：加入相當于煅燒后貝殼粉復合材料重量20-80％的去離子水混合，用高能球磨機研磨24-72h。

貝殼粉復合除藻劑用于除去原水中微囊藻屬、魚腥藻屬中的一種或幾種。