[發明專利]一種藍藻液的電化學脫毒和深度脫水的方法

有效

• 申請號: 201910162008.0
• 申請日: 2019-03-04
• 公開（公告）號: CN109912083B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 李繼洲;宋垠先;韓孟雨
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: C02F9/06
• 分類號: C02F9/06;C02F1/467;C02F1/461
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 孫斌

本發明公開了一種藍藻液的電化學脫毒和深度脫水的方法，包括如下步驟：將藍藻液投入初沉池進行初步靜置分層，藍藻液流入電化學反應器中；設置電化學反應器的槽電壓和攪拌器轉速，開啟電化學反應器及其攪拌功能，在電場和陽極機械攪拌的作用下使藍藻細胞破壁脫水，同時電化學反應器中產生的羥基自由基不斷氧化降解藍藻釋放的藻毒素，完成藍藻的破壁脫水和脫毒過程；藍藻液流入高壓壓濾裝置，進行深度脫水，最終得到藍藻泥餅。本發明的方法實現了藍藻的高效脫水與藻毒素的高效降解，方法簡單，操作可控，有效解決了藍藻資源化過程的藻毒素降解、深度脫水及抑制脫水過程的二次污染問題，且不添加任何化學物質，為藍藻的深度資源化奠定了堅實基礎。

技術領域

本發明屬于藍藻的無害化、減量化與資源化技術領域，具體涉及一種藍藻液的電化學脫毒和深度脫水的方法。

背景技術

河湖富營養化及藻類爆發是我國目前面臨的一個嚴重的水環境問題。針對目前富營養化水體藍藻暴發的特點，各地均采用簡單的人工或機械作業船將藍藻從水體中打撈出來。打撈藍藻對于降低藍藻種群生物量、種群優勢度、抑制種群繁殖等具有重要作用，同時帶出水體大量的氮、磷營養，對于減輕局部性災害、減少湖內營養蓄積量、改善水源水質和生態環境效果十分顯著。因此，藍藻機械打撈作為水華的終端控制途徑，可減除水污染災害和降低其再次爆發強度及可能性的最為直接、有效的措施之一，對解決藍藻爆發造成水污染的應急處理具有重要作用。但通過這種簡單打撈作業打撈出的藍藻含水率通常高達98％甚至以上。

藍藻是一種原核生物，其內含大量的N、P等營養元素和藻藍蛋白等可利用物質，可作為一種生物質資源。然而受當前技術水平和經濟成本等因素的制約，我國湖面打撈的藍藻大多經藻水分離形成含水率相對較低的藻餅，外運后進行焚燒或簡單填埋，并未進行大規模資源化利用。藍藻作為一種生物資源，可將其加工成飼料、肥料乃至保健食品等，但由于打撈藍藻的高含水率，藍藻釋放藻毒素等問題影響了其資源化，因此藻毒素的脫除，是實現藍藻無害化首要解決的技術難題，同時要想使藍藻資源化，深度脫水與減量化也是必不可少的技術環節。

藍藻的脫水與減量化方式一般有三種，即過濾脫水、離心脫水和電滲透脫水。過濾脫水主要有如下幾種方式：①板框壓濾，如公開號為CN105000779A和 CN205590062A的發明專利；②隔膜壓濾，如授權號為CN205974054U的實用新型專利、公開號為CN105693063A的發明專利；③膜過濾，如公開號為 CN106955596A“一種藍藻藻水分離的膜過濾系統”的發明專利；④及其他過濾方式，如公開號為CN104959185A、CN105060674A、CN108444255A等專利則報道了幾種不同擠壓方式對藍藻進行脫水的方法。離心脫水工藝主要用于脫水率要求不高的場合，例如藍藻的預脫水，如公開號為CN105000779A“一種藍藻處理方法”報道的藍藻預處理用的離心機脫水，如公開號為CN106495357A“一種藻華應急打撈處理工藝及設備”中提及的疊螺機脫水。電滲透脫水主要是利用電場的作用下產生的電滲透現象，將帶電荷的顆粒進行脫穩，對于表面帶電荷的膠體顆粒，電滲透脫水則比機械脫水有更好的效果，如公開號為CN106242652A“一種藍藻脫水堆肥處理方法”的發明專利中，藍藻的深度脫水則用的是該技術。

脫水是實現藍藻固液分離的第一步，但在目前專利報道的各種脫水技術中，為了達到較高的脫水效率，大多都向藍藻液中添加了聚合氯化鋁等絮凝劑，最終藍藻泥中含有這些絮凝劑，這對藍藻的資源化，尤其是對藍藻深加工生產各種高附加值產品則是極為不利的。