一种天然高分子除藻药剂及其应用的制作方法

1.本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种天然高分子除藻药剂及其应用。


背景技术：

2.近年来，由于水体富营养化引起的藻类过量繁殖受到了社会各界的广泛关注。而在长沙，各水厂夏季期间，每年均出现周期性藻类爆发，为应对上述突发情况，水厂惯常采用提高混凝剂用量的方式去除藻类，但由于藻细胞带负电，具有很高的稳定性，难以混凝，同时藻类代谢物在混凝过程中与混凝剂的水解产物反应生成络合物并附着在絮体颗粒表面，阻碍颗粒间的有效碰撞和聚集，因此藻类的混凝成为该领域亟待解决的问题。
3.常用的除藻混凝剂按其分子组成来分主要有无机和有机两种，无机絮凝剂的应用历史悠久，但是投放量大、效率低，难以达到理想效果；有机高分子絮凝剂，由于合成有机高分子絮凝剂制作成本高，且存在着一定量的残余单体，有一定的安全风险，故其应用也受到一定的限制。而天然高分子絮凝剂原料来源丰富，投药量小，絮凝速度快，不受共存盐类、ph值和温度变化的影响，污泥量少，且安全无毒，可以完全生物降解，无二次污染。
4.基于此，有必要提供一种天然高分子除藻药剂及其应用。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本发明提供一种天然高分子除藻药剂及其应用，该天然高分子除藻药剂对藻类的去除效果明显，安全无毒，投加量大大减少，对藻类的絮凝效率大大提高。本发明的药剂可用于去除受水华影响的水厂中的藻类。
6.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.一方面，本发明提供一种天然高分子除藻药剂，由以下组分构成：
8.1)组分一：选自聚合氯化铝(pac)、聚合氯化铝铁(pafc)、硫酸铝(as)、聚合硫酸铝(pas)、聚硅酸铝铁(psaf)中的至少一种，
9.2)组分二：选自石英砂、硅藻土、高岭土、海泡石、活性炭中的至少一种，
10.和3)组分三：选自黄原胶、瓜尔胶、阿拉伯胶、果胶、海藻酸钠、壳聚糖中的至少一种。
11.进一步地，所述天然高分子除藻药剂，按重量份数计，由以下组分构成，组分一10～20份，组分二20～30份，组分三0.5～1份。
12.进一步地，所述天然高分子除藻药剂，由以下组分构成：聚合氯化铝(pac)10～20份，黄原胶0.5～1份，石英砂20～30份。
13.进一步地，所述天然高分子除藻药剂，由以下组分构成：聚合氯化铝(pac)10份，黄原胶1份，石英砂30份。
14.进一步地，所述组分二的粒径可选为70～120目、100～200目、200目或325目；优选为100～200目。
15.另一方面，一种运用本发明所述天然高分子除藻药剂处理水体中藻类的方法，具
体步骤如下：
16.(1)快速搅拌使待测水样混合均匀；
17.(2)添加天然高分子除藻药剂后先快速搅拌，再中速搅拌，进一步慢速搅拌沉淀，静置，于液面下2cm取上清检测浊度和藻类数量。
18.进一步地，步骤(2)中添加天然高分子除藻药剂的过程如下：
19.步骤一：向待测水样中加入组分一，搅拌混匀；
20.步骤二：添加组分二，搅拌混匀；
21.步骤三：加入组分三，搅拌均匀。
22.进一步地，步骤三中添加组分三之前间隔时间为1～7min，优选为2min。
23.进一步地，步骤二中添加组分二之前间隔时间为1～7min，优选为2min。
24.进一步地，步骤(1)过程如下：以180r/min快速搅拌10s使待测水样混合均匀。
25.进一步地，步骤(2)过程如下：添加天然高分子除藻药剂后以180r/min转速快速搅拌6min；再以120r/min转速慢速搅拌6min；进一步以80r/min转速慢速搅拌10min；静置30min；静置结束后在液面以下2gm处取上清液分析浊度和藻类数量；其中，该过程在六联搅拌器上进行。
26.本发明的组分一中，聚合氯化铝(pac)是一种高分子无机絮凝剂，溶解于水中可形成多羟基聚合物，迅速吸附水体中带负电荷的藻类及其他悬浮物，使得胶粒脱稳。
27.组分二的加入可以使得微小絮体在微砂表面进行附着，进一步形成密度大、易于沉淀的絮体。使用该技术形成的絮体非常密实，沉降速度加快，提高了处理效率。个别组分二还兼具吸附效果，可以吸附藻类爆发产生的嗅味物质等。
28.组分三中，黄原胶为一种多糖类高分子化合物，具有良好的吸附架桥和网捕能力，且主、侧链上含有大量的羟基、羧基等活性基团，可以使得絮体粒径进一步增大。
29.相对于现有技术，本发明提供的技术方案具备有益效果如下：
30.本发明提供的天然高分子除藻药剂对藻类的去除效果明显，安全无毒，投加量大大减少，对藻类的絮凝效率大大提高。
31.相对于单独使用无机絮凝剂聚合氯化铝(pac)，本发明的产品可使含藻水体中的浊度降低90％以上，藻类数量可降低95％以上，同时对含藻水体中的cod、总氮、总磷的降低效果明显。
32.相对于只投加pac和黄原胶，本发明的产品可使絮体沉降速度更快，出水水质更好，若选择具有吸附功效的组分三，还可进一步去除含藻水体中的嗅味物质。
33.相对于现有技术中使用聚丙烯酰胺等人工合成高分子助凝剂，本发明的产品无毒无害，安全环保。
具体实施方式
34.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
35.运用实施例
36.一种运用本发明所述天然高分子除藻药剂处理水体中藻类的方法，具体步骤如
下：
37.实验按照以下程序在六联搅拌器上进行：(a)180r/min快速搅拌10s使水样混合均匀；(b)添加天然高分子除藻药剂后180r/min快速搅拌6min；(c)120r/min慢速搅拌6min；(d)80r/min慢速搅拌10min；(e)静置30min。静置结束后在液面以下2cm处取上清液分析；取样检测浊度和藻类数量。
38.添加天然高分子除藻药剂的过程如下：
39.步骤一：向待测水样中加入组分一，搅拌混匀；
40.步骤二：间隔时间为2min；添加组分二，搅拌混匀；
41.步骤三：间隔时间为2min；加入组分三，搅拌均匀。
42.实施例1
43.一种天然高分子除藻药剂，由以下组分构成：
44.聚合氯化铝10份，黄原胶1份，硅藻土30份，所述硅藻土的粒径为100目。
45.实施例2
46.一种天然高分子除藻药剂，由以下组分构成：
47.聚合氯化铝10份，黄原胶1份，石英砂30份；石英砂的粒径为200目。
48.实施例3
49.一种天然高分子除藻药剂，由以下组分构成：
50.聚合氯化铝10份，黄原胶1份，活性炭30份；活性炭的粒径为150目。
51.实施例4
52.一种天然高分子除藻药剂，由以下组分构成：
53.1)组分一10份：聚合硫酸铝、聚硅酸铝铁，二者质量比为1∶1，
54.2)组分二20份：石英砂和活性炭，二者质量比为1∶1，所述组分二的粒径为100目，
55.和3)组分三0.5份：黄原胶和瓜尔胶，二者质量比为1∶1。
56.实施例5
57.一种天然高分子除藻药剂，由以下组分构成：
58.1)组分一20份：硫酸铝和聚硅酸铝铁，二者质量比为1∶1，
59.2)组分二30份：石英砂、硅藻土、高岭土、海泡石和活性炭，质量比为1∶1∶1∶1∶1，所述组分二的粒径为200目，
60.和3)组分三1份：阿拉伯胶、果胶、海藻酸钠和壳聚糖，质量比为1∶1∶1∶1。
61.实施例6
62.一种天然高分子除藻药剂，由以下组分构成：聚合氯化铝20份，黄原胶0.5份，石英砂20份，所述石英砂的粒径为150目。
63.实施例7
64.一种天然高分子除藻药剂，由以下组分构成：聚合氯化铝15份，黄原胶0.8份，石英砂25份，所述石英砂的粒径为140目。
65.实施例8
66.一种天然高分子除藻药剂，由以下组分构成：
67.1)组分一15份：聚合氯化铝(pac)、聚合氯化铝铁(pafc)、硫酸铝(as)、聚合硫酸铝(pas)、聚硅酸铝铁(psaf)，质量比为1∶1∶1∶1∶1，
68.2)组分二28份：石英砂、硅藻土、高岭土、海泡石、活性炭，质量比为1∶1∶1∶1∶1，所述组分二的粒径为200目，
69.和3)组分三0.8份：黄原胶、瓜尔胶、阿拉伯胶、果胶、海藻酸钠、壳聚糖，质量比为1∶1∶1∶1∶1∶1。
70.试验例1
71.水源：湘江水，浊度8.19ntu，ph＝8.15，藻类数量236000个/l。
72.黄原胶预处理：先将黄原胶与水按1∶1000的质量比进行溶解，因黄原胶较难溶解，故需要先进行机械搅拌10min，转速为250rpm，配制成1g/l的溶液。
73.使用方法：先向含藻水中加入10mg/l聚合氯化铝；间隔2min后再加入30mg/l石英砂，搅拌均匀；间隔2min后加入1mg/l黄原胶；间隔2-7min效果最佳，时间过短形成絮体较小。
74.使用效果：沉淀30min后，相关指标如下表所示。
[0075][0076]
由结果可知，相对于单独投加pac来说，黄原胶助凝可以增大絮体粒径，在此基础上再加入石英砂，可进一步增大絮体粒径和沉降速度，对于出水水质提升效果显著。实施例3使用活性炭，不仅可以增大絮体粒径，还可吸附藻类带来的嗅味物质。
[0077]
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不等同于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，不脱离本发明的精神和范围下所做的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。