一种控藻红土复合絮凝剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种控藻红土复合絮凝剂及其制备方法与应用。本发明专利技术通过将６４．５２～８６．４２％的红土、７．４１～１９．３５％的聚合氯化铝和６．１７～１６．１３％的三氯化铁混合，研磨，得到控藻红土复合絮凝剂。本发明专利技术所述的控藻红土复合絮凝剂，较单独加入三氯化铁或聚合氯化铝，可得到更高的浊度以及叶绿素ａ去除率，即除藻和净水的效果好。而且，相近的浊度及叶绿素去除率下，控藻红土复合絮凝剂中所含有的聚合氯化铝和三氯化铁的量，较聚合氯化铝和三氯化铁单独使用的投加量少，可节约成本，增加絮凝剂使用的安全性。本发明专利技术的控藻红土复合絮凝剂制备工序简单、成本适中、除藻净水效果均好，尤其适用于水华应急处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种絮凝剂，特别涉及一种控藻红土复合絮凝剂及其制备方法 与应用。
技术介绍
近年来，我国的江河湖海大面积的水华爆发，严重破坏了水生生态系统的 平衡与稳定，不仅影响自然景观，而且藻细胞释放的毒素已构成对人类生存环 境的威胁，因此藻类的暴发已成为一种灾害。水华的发生、发展及控制已引起 社会各界的广泛关注。在水中，藻细胞呈负电性，细胞间难以自然凝聚沉降。 因此，要有效的治理水华，可以通过改变藻类在水中的分布形态，中和藻类细 胞表面电荷，使其可以聚集沉降，从而达到除藻净水的效果。有关部门曾在水 华水域投加了三氯化铁或者聚合氯化铝，这两类无机絮凝剂在水中可水解成带 电正性的胶体，可中和藻类表面电荷并得到较高的藻类去除率。但是，这两类 无机絮凝剂与藻类细胞所形成的絮体体积较大，结构疏松，沉降性能差，且易 在水力冲击等外力作用下破碎，因而沉淀效果差且不稳定。尤其是投加聚合氯 化铝，水中残余的铝离子可通过人们摄食水产品或是饮食用水在人体中富集， 对人体产生较大的危害。随着对水华有害藻类的治理研究进展，人们开始在水 中投加易溶性的铜化合物或者高锰酸钾等强氧化剂来杀灭水华藻类，杀藻效果 非常显著，但也最具有危险性。因为在杀藻过程中，藻细胞所特有的藻毒素也 随之释放出来。其中一些藻毒素是强致癌物质，对人们生活健康影响极大。而 传统的除藻技术，诸如气浮法、生物处理除藻法等众多方法，由于成本较高、 使用水域面积较小、见效较慢，已经应用得很少。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种既可以中和藻类 表面电荷，根据水华水域中不同优势藻类的结构特点，使藻类能迅速聚集沉降 下来或者聚集浮在水面，又不破坏藻细胞，不使藻毒素释放到水中的控藻红土 复合絮凝剂。本专利技术的另一专利技术目的在于提供所述控藻红土复合絮凝剂的制备方法。 本专利技术的再一 目的在于提供所述控藻红土复合絮凝剂的应用。 本专利技术的目的通过下述技术方案实现 一种控藻红土复合絮凝剂，由以下 按质量百分比计的成分组成红土 64.52 86.42% 聚合氯化铝 7.41 19.35% 三氯化铁 6.17 16.13%;所述红土优选含有以下按百分比含量计的组分的红土 Si02 36.27 72.91%, A1203 9.19 28.37%， Fe203 4.4 15.66%， FeO 0.04 0.09°/0， MnO 0.03 0.22o/o， CaO0.06 1.0%， MgO 0.07 0.36%， K20 0.47 0.62o/0, Na20 0.09 1.4%， P2O50.04 0.17%。所述控藻红土复合絮凝剂的制备方法，包括以下步骤(1) 将红土干燥，粉碎，过筛；(2) 将质量百分比为64.52 86.42%的步骤(1)处理后的红土、质量百 分比为7.41 19.35%的聚合氯化铝和质量百分比为6.17 16.13%的三氯化铁 混合，研磨，得到所述控藻红土复合絮凝剂。步骤(1)中所述的干燥优选于80 120'C烘干； 步骤(1)中所述的过筛优选过i0 60目筛步骤(2)中所述的研磨优选研磨速度400 500rpm，研磨3 5小时。 所述的控藻红土复合絮凝剂应用于除藻或净水；所述的控藻红土复合絮凝剂的应用，包括以下歩骤将絮凝剂投放到水体 中，投加量为0.1 0.5g/L。所述的水体为含藻水体；所述的含藻水体特别为水华爆发水体。本专利技术相对于现有技术具有如下的优点及效果 (1)本专利技术将红土制作为复合絮凝剂，尤其适用于水华的应急处理。本 专利技术制备的红土复合絮凝剂(在200x14显微镜下观察，可见)为红土颗粒镶 嵌在絮凝体中间或边缘，改变了纯藻细胞间单一的作用力模式，絮凝体密实度 增加，沉降速度相应变快。而且，絮凝体结构的改善有助于避免由于单纯使用 聚合氯化铝或三氯化铁而导致的沉淀效果差且不稳定的结果，从而提高除藻效 果。所述的红土复合絮凝剂在除藻过程中，没有破坏藻细胞，藻毒素没有释放 到水中。本专利技术制备的红土复合絮凝剂形成的絮凝体密实，可将藻类絮凝沉降下来或者聚集浮在水面，有利于后期处理。(2) 本专利技术制备的红土复合絮凝剂的用途具有较高的实用价值，不仅具 有除藻功能，而且还有净水功能。所述的红土复合絮凝剂净水效果较佳，见效 快，水体的浊度及叶绿素去除率较高。相近的浊度及叶绿素去除率下，红土复 合絮凝剂中所含有的聚合氯化铝和三氯化铁的量，较聚合氯化铝和三氯化铁单 独使用的投加量少，可减少投入，节约成本，增加絮凝剂使用的安全性，从而 具有较高的使用价值。(3) 本专利技术所述的红土复合絮凝剂的原料为粉末，在制备过程中不添加 任何溶剂，得到的产品在运输和保存方面都比较方便。(4) 本专利技术的红土复合絮凝剂制备工序简单、成本适中、除藻净水效果 好。通过球磨可增加红土中氧化铝、氧化铁等在水体中的溶出，可增大红土的 Zeta电位，从而增强红土复合絮凝剂的除藻净水效果。红土在我国沿海地区资 源较为丰富，三氯化铁和聚合氯化铝已实现工业化，制备工艺成熟，市场价格 低廉，因此，易于实现工业化，成本较低。附图说明图1是红土复合絮凝剂分别作用于不同pH值水样的浊度去除率柱形图。 图2是红土复合絮凝剂分别作用不同pH值水样的叶绿素去除率折线图。 图3是红土复合絮凝剂絮凝效果图。具体实施例方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方 式不限于此。 实施例1(i) 土样采集地点位于广东粤西湛江市湖光岩地区。采取分层开采采取 红土土样，根据文献(徐金鸿，徐瑞松，夏斌，苗莉，朱照宇."广东红壤中稀 土元素的含量及分布特征"，中国土壤与肥料，2007 (1): 18-21)，可知此红 土含有以下按百分比含量计的组分的红土 Si0236.27 72.91%， Al2039.19 28.37%， Fe203 4.4 15.66%， FeO 0.04 0.09%， MnO 0.03 0.22%， CaO 0.06 1.0%， MgO 0.07 0.36%， K20 0.47 0.62o/o， Na20 0.09 1.4%， P205 0.04 0.17%;红土土样通过自然风干或烘箱干燥，粉碎，过20目筛，得到红土粉体；(2)将100g红土粉体、12g聚合氯化铝以及10g三氯化铁加入到球磨 机中，在常温常压条件下，以450 r/min转速下持续研磨反应5小时后，装袋 得到红土复合絮凝剂。按照上述步骤制备的红土复合絮凝剂与未改性原土样的 比表面积和Zeta电位值检测结果见表1。比表面积测试采用Tristar3000全自 动比表面积孔隙度分析仪测试。Zeta电位测试采用zetasizer Nano-ZS型纳米粒 度仪测试。表l.比表面积和Zeta电位测试结果比表面积(m2/g)Zeta电位(mV)红土复合絮凝剂57.614632.2原土样49.8347-20.5(3)采取广东省某城市公园湖水水样，使用上海昕瑞仪器仪表有限公司 WGZ—2型浊度仪测得水样中浊度为16.79NTU;抽取原水样100ml，用叶绿素 抽滤泵提取叶绿素后，用9:1的丙酮溶液萃取24 h后，测得原水样叶绿素a含 量为169.26昭/L。根据文献(童杨."强化混凝去除给水中藻类的研究"，200本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控藻红土复合絮凝剂，其特征在于，由以下按质量百分比计的成分组成：　红土　６４．５２～８６．４２％　聚合氯化铝　７．４１～１９．３５％　三氯化铁　６．１７～１６．１３％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张渊明，何维，韩博平，雷腊梅，肖强华，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：81[]