一种脱氮除磷除藻剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种脱氮除磷除藻剂及其制备方法和应用，脱氮除磷除藻剂以重量份计，由如下组分的原料所组成：过氧化钙10

【技术实现步骤摘要】
一种脱氮除磷除藻剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及富营养化水体处理
，具体涉及一种脱氮除磷除藻剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]水体富营养化指在人类活动的影响下，氮、磷等营养物质大量进入河流、湖泊及海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象，其实质是由于营养盐的输入输出失去平衡，从而导致水生态系统物种分布失衡。水体富营养化在我国十分普遍，在春夏之季常常会出现水华或赤潮等现象。
[0003]富营养化的水中含有硝酸盐和亚硝酸盐，若人体长时间饮用此类水会引发诸多疾病。在富营养化水体中，藻类物质浮在水面，形成一层浮渣，使水体透明度降低，死亡的藻类会消耗溶解氧，使得水体溶解氧缺乏，水生生物受到影响；另外死亡的藻类还会释放有毒物质，使得水体中鱼类及其他一些水生生物大量死亡，破坏了水体的生态平衡，导致水质进一步恶化；同时一些藻类及死亡的藻细胞散发出腥臭气味，不仅严重影响湖水的水质，还直接影响到了人们的口常生活和工作，使水体的景观价值大大降低。研究和调查表明许多水华藻种可向水体释放藻毒素，藻毒素可通过消化道途径进入人体，引起腹泻、神经麻痹、肝损伤，严重者可发生中毒甚至死亡。在已发现的各种藻毒素中，微囊藻毒素(microcystins，MC)是在藻华爆发水体中出现频率最高、产生量最大和造成危害最严重的藻毒素种类，藻华一旦爆发，将严重影响水体景观、生态和环境安全。
[0004]目前，常用的藻类处理方法包括物理法(人工打捞、机械清除等)、化学法(化学药品灭、絮凝剂沉淀等)与生物法(食藻菌、鱼类滤食等)，利用这些方法虽然能够在一定时间段内清除水体中的藻类，但水体中的氮磷等营养元素并没有得到有效去除，藻类在适宜的条件下，往往会再次爆发。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种脱氮除磷除藻剂及其制备方法和应用，通过在改性矿物材料中加入微生物菌剂，在去除藻类的同时降低水体中氮磷浓度，达到治标又治本的水体生态修复目的。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采取如下技术方案：
[0007]一种脱氮除磷除藻剂，以重量份计，由如下组分的原料所组成：过氧化钙10
‑
15份、改性过氧化钙5
‑
8份、高岭土20
‑
30份、斜发沸石5
‑
10份、蒙脱石3
‑
8份、聚合氯化铝3
‑
6份、好氧反硝化复合菌剂0.2
‑
0.5份。
[0008]优选的，所述好氧反硝化复合菌剂由假单胞菌AD
‑
1、不动杆菌AD
‑
5和假单胞菌Z1三种细菌等比例复配而成。
[0009]优选的，所述改性过氧化钙的制备方法如下：将氯化钙加入到去离子水中，搅拌溶
解，然后向其中加入氨水和聚乙二醇200，搅拌混合均匀，接着向其中加入双氧水反应2
‑
3h，待反应完成后，利用氨水调节溶液的pH为10
‑
11，得到凝胶状白色沉淀，将其装入球形模具中，凝固后干燥，即得到改性过氧化钙。
[0010]优选的，所述氯化钙、氨水、聚乙二醇和双氧水的质量比为5
‑
10:25
‑
40:180
‑
240:30
‑
40。
[0011]优选的，氨水的浓度为0.6
‑
1mol/L，双氧水的质量分数为25
‑
30wt％。
[0012]本专利技术提供上述脱氮除磷除藻剂的制备方法，包括如下制备步骤：
[0013](1)将高岭土、斜发沸石、蒙脱石和好氧反硝化复合菌剂混合均匀，然后造粒，得到生物载体材料；
[0014](2)将过氧化钙、改性过氧化钙、聚合氯化铝和步骤(1)得到的载体材料混合均匀，即得到脱氮除磷除藻剂。
[0015]本专利技术还提供上述脱氮除磷除藻剂在富营养化水体中的应用方法。
[0016]优选的，使用方法如下：利用人工或机械将脱氮除磷除藻剂抛洒至富营养化水体中，搅拌均匀即可，其中脱氮除磷除藻剂的投加量为50
‑
80g/m3。
[0017]优选的，富营养化水体中藻密度为1
×
106‑1×
109cells/mL，总氮浓度为2
‑
10mg/L，总磷浓度为0.2
‑
1mg/L。
[0018]优选的，藻类包括微囊藻属、鱼腥藻属、聚球藻属、念珠藻属、颤藻属、集胞藻属、柱胞藻属、色球藻属中的一种或多种。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0020](1)本专利技术所制备的脱氮除磷除藻剂是一种环境友好型的水体净化剂，不会对水体产生二次污染，对富营养化水体中藻类的去除率达到98.8％；
[0021](2)本专利技术中的高岭土、斜发沸石及蒙脱石能够有效吸附固定水体中的磷，好氧反硝化复合菌通过反硝化可去除水体中的氮，过氧化钙则可以有效杀灭水体中的微藻，在除藻抑藻的同时也降解了蓝藻生长所需的氮磷等生长元素，对蓝藻的再次爆发起到抑制作用，对于维持水体的生态平衡具有重要意义；
[0022](3)单独加入聚合氯化铝除藻时，形成的絮体结构疏松，沉降性能差，同时也会出现再悬浮的现象，本专利技术通过加入高岭石、斜发沸石及蒙脱石后，可以增加颗粒间的碰撞，同时也为水中藻类细胞等悬浮颗粒提供凝聚核，不仅使絮体更加容易形成，也使絮体密度变大，增强沉降性能，提高除藻率；
[0023](4)本专利技术中的改性过氧化钙能够缓慢地释放出氧气，为好氧反硝化细菌生长及脱氮提供充足的溶解氧，同时水体中的微藻被杀灭，天然矿物能够吸附死亡的微藻及其释放的有机物，另一方面，絮凝沉淀至底部的微藻可作为好氧反硝化细菌生长繁殖所需的碳源与氮源。
具体实施方式
[0024]以下通过具体较佳实施例对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术并不仅限于以下的实施例。
[0025]需要说明的是，无特殊说明外，本专利技术中涉及到的化学试剂均通过商业渠道购买。
[0026]本专利技术中的假单胞菌AD
‑
1菌株(Genbank登录号：MW426198)、不动杆菌AD
‑
5菌株
(Genbank登录号：MW426203)及假单胞菌Z1菌株(Genbank登录号：MT898541)均来源于活性污泥，通过对污泥进行驯化筛选分离得到，菌种筛选纯化具体步骤如下：
[0027](1)富集：将10mL活性污泥与90ml无菌水混匀，取1ml污泥悬液置于富集培养基中，于30℃恒温振荡器中以120r/min振荡培养3d；
[0028](2)驯化：取上述富集菌液1ml，转接至液体驯化培养基中继续培养，24h后取菌悬液分别稀释至104、105、106、107倍，各取0.1mL涂布在固体驯化培养基上，于30℃本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脱氮除磷除藻剂，其特征在于，以重量份计，由如下组分的原料所组成：过氧化钙10
‑
15份、改性过氧化钙5
‑
8份、高岭土20
‑
30份、斜发沸石5
‑
10份、蒙脱石3
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8份、聚合氯化铝3
‑
6份、好氧反硝化复合菌剂0.2
‑
0.5份。2.根据权利要求1所述的脱氮除磷除藻剂，其特征在于，所述好氧反硝化复合菌剂由假单胞菌AD
‑
1、不动杆菌AD
‑
5和假单胞菌Z1三种细菌等比例复配而成。3.根据权利要求1所述的脱氮除磷除藻剂，其特征在于，所述改性过氧化钙的制备方法如下：将氯化钙加入到去离子水中，搅拌溶解，然后向其中加入氨水和聚乙二醇200，搅拌混合均匀，接着向其中加入双氧水进行反应2
‑
3h，待反应完成后，利用氨水调节溶液的pH为10
‑
11，得到凝胶状白色沉淀，将其装入球形模具中，凝固后干燥，即得到改性过氧化钙。4.根据权利要求3所述的脱氮除磷除藻剂，其特征在于，所述氯化钙、氨水、聚乙二醇和双氧水的质量比为5
‑
10:25
‑
40:180
‑
240:30
‑
40。...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡智泉，李炳堂，陈嘉鑫，刘石明，刘冬啟，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：