[發明專利]一種生物復合有機絮凝劑及制備方法和應用

在審

• 申請號: 202310393604.6
• 申請日: 2023-04-13
• 公開（公告）號: CN116514244A
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 李偉;金秋;陳黎明;楊巍;肖邦;李鍺鐔;陳煉鋼;湯楊陽
• 申請（專利權）人: 重慶大學;水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院
• 主分類號: C02F1/52
• 分類號: C02F1/52
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 李勇

本發明涉及水體生態修復領域，具體涉及一種生物復合有機絮凝劑及制備方法和應用，在多種藻類投喂、低溫斷食條件下誘導大型溞產生含有不飽和脂肪酸和角質蛋白質的大型溞休眠卵，將大型溞休眠卵接枝到有機絮凝劑上，得到能夠保持休眠卵萌發活性和有機物絮凝作用的生物復合有機絮凝劑。將大型溞休眠卵直接接枝于有機絮凝劑上，有機絮凝劑能夠絮凝沉降去除水體污染物、提高水質；大型溞休眠卵能夠隨水質變化而萌發釋放，持續去除水體顆粒物、提高透明度，從而長效改善水生態系統質量。該生物復合有機絮凝劑無生物毒性、生態安全性好，可持續維持水體清澈，用于藻類水華控制、黑臭水體治理和富營養化水體修復。

技術領域

本發明涉及水體生態修復領域，具體涉及一種生物復合有機絮凝劑及制備方法和應用。

背景技術

富營養化水體和黑臭水體等一般水質較差、透明度較低，往往需要投加絮凝劑等化學藥劑去除水中污染物、提高透明度，以改善水體生境，為水生動植物的恢復提供條件。但單一的絮凝劑的使用，往往難以長期維持水體水質。向水體投加絮凝劑后，藥劑快速絮凝沉淀進入水體底部、利用率低；或者藥劑隨水流風浪等過程快速流失。因此，需要反復投加絮凝劑等化學藥劑以維持水體水質。但是，一些化學絮凝劑價格昂貴，反復投加的成本高，且具有生物毒性，存在生態風險。目前，一些相對生態友好的有機絮凝劑雖開始廣泛應用，但反復投加的有機絮凝劑在分解后，一方面會增加水體中的有機物濃度，另一方面會導致懸浮性顆粒物增加，使得水質惡化。即使加入絮凝劑可以使水體在短期內保持清澈，但水中的營養鹽（氮、磷等）仍然存在，水中的藻類將逐漸增多，極易導致水體再次變渾濁，水生動植物的仍舊無法存活。因此，需開發新型的、環境友好的復合有機絮凝劑，一次投加使用投加就能實現快速提高水質、長效維持水體生境質量的目的。

發明內容

本發明的目的是提供一種生物復合有機絮凝劑及制備方法和應用，將生物休眠卵細胞直接接枝于有機絮凝劑上，有機絮凝劑可絮凝沉降去除水體污染物、提高水質；大型溞休眠卵能夠隨水質變化而萌發釋放，持續去除水體顆粒物、提高透明度，從而長效改善水生態系統質量。該復合有機絮凝劑無生物毒性、生態安全性好，可持續維持水體清澈，用于藻類水華去除、黑臭水體治理和富營養化水體修復。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

第一方面，本發明提供了一種生物復合有機絮凝劑的制備方法，在多種藻類投喂、低溫斷食條件下誘導大型溞產生含有不飽和脂肪酸和角質蛋白質的大型溞休眠卵，將大型溞休眠卵接枝到有機絮凝劑上，得到能夠保持休眠卵萌發活性和有機物絮凝作用的生物復合有機絮凝劑。

進一步，大型溞休眠卵的誘導方法為：在溫度為15~25℃的條件下，采用綠藻和硅藻按預設比例即重量比為1：0.2~1混合喂養大型溞≥4天，然后將大型溞在溫度≤5°C的條件下斷食≥2天，收集得到含有不飽和脂肪酸和角質蛋白的大型溞休眠卵。

進一步，所述有機絮凝劑的制備原料為丙烯酰氯和甘氨酸，所述活性酶為N-羥基琥珀酰亞胺。

進一步，有機絮凝劑的制備方法為：室溫條件下，將丙烯酰氯溶于二氯甲烷，加入甘氨酸，在N-乙基二異丙胺催化下，生成丙烯酰基甘氨酸即有機絮凝劑。

進一步，大型溞休眠卵接枝到有機絮凝劑具體為：將所述丙烯?；拾彼峒从袡C絮凝劑溶于四氫呋喃，在二環己基碳二亞胺催化下，加入活性酶，生成中間產品即丙烯?；拾彼?N-羥基琥珀酰亞胺酯；然后在溫度為25~40℃、pH為8.0~8.5的條件下，向中間產品加入大型溞休眠卵，大型溞休眠卵的角質蛋白質的氨基取代中間產品上的N-羥基琥珀酰亞胺，使大型溞休眠卵接枝到有機絮凝劑上，制得生物復合有機絮凝劑。

第二方面，本發明提供了一種生物復合有機絮凝劑，采用本發明所述的生物復合有機絮凝劑的制備方法制得。

第三方面，本發明所述的生物復合有機絮凝劑的制備方法制得的生物復合有機絮凝劑在藻類水華控制、黑臭水體治理或富營養化水體修復中的應用