專利名稱：一種地表富營(yíng)養(yǎng)化水體藻類的化學(xué)除藻藥劑及其配制方法和使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，特別涉及湖泊、水庫(kù)、景觀水體由于水體富營(yíng)養(yǎng)化所導(dǎo)致的藻華的化學(xué)除藻藥劑，及此化學(xué)除藻藥劑的配制方法和使用方法，特別適用于水體中藻類爆發(fā)的應(yīng)急處理。
背景技術(shù)：
地表水在人類社會(huì)的發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，不僅為人類提供著賴以生存的生活用水，而且是水資源的主要組成部分。近年來(lái)，由于污染物排放強(qiáng)度的增大，地表水富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題已經(jīng)成為了全球最主要的環(huán)境問(wèn)題之一。水體富營(yíng)養(yǎng)化加重，湖泊水庫(kù)水華事故頻繁發(fā)生。水體富營(yíng)養(yǎng)化與有害藻華的發(fā)生具有緊密聯(lián)系，水體中營(yíng)養(yǎng)物增加導(dǎo)致的水質(zhì)下降、緩慢的和階段性的營(yíng)養(yǎng)物傳輸促進(jìn)有害藻華的發(fā)生和發(fā)展，水體中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的組成影響著水華的形成，而持續(xù)性的外源性營(yíng)養(yǎng)鹽的輸入是藻類大量爆發(fā)的重要原因。有害藻華是由水生生態(tài)系統(tǒng)中諸如藍(lán)藻、甲藻和硅藻等細(xì)胞群落快速和大規(guī)模增長(zhǎng)所形成的，在海洋中稱為赤潮，在淡水中稱為水華。有害藻華的發(fā)生率在全世界范圍內(nèi)迅速增加，對(duì)人類、動(dòng)物健康以及水生生態(tài)系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性構(gòu)成嚴(yán)重的威脅。作為富營(yíng)養(yǎng)化水體的應(yīng)急處理技術(shù)，首要必須去除水中的水華藻類，抑制藻類的爆發(fā)。目前國(guó)內(nèi)外控制藻類的技術(shù)主要包括物理方法，化學(xué)方法和生物方法。物理除藻是利用過(guò)濾、聲波、氣浮、紫外線、電子線或電場(chǎng)、機(jī)械或人工打撈、水體循環(huán)、粘土絮凝和遮光技術(shù)等物理學(xué)方法，對(duì)藻類進(jìn)行殺滅或抑制的技術(shù)。作為應(yīng)急除藻的物理方法，效果顯著，無(wú)污染，但成本高，工作量大，周期長(zhǎng)，對(duì)低密度或底層藻類的殺滅效果差，難以大面積使用。生物除藻，目前高效廣譜的生物技術(shù)仍然有待開(kāi)發(fā)，且生物除藻還可能帶來(lái)新的藻類污染，目前還未能大面積使用。化學(xué)除藻是目前水華治理中采用最多的一種方法。利用化學(xué)藥劑控制或者殺滅藻類在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)仍然是控制水華的必要選擇。應(yīng)急治理水華，在國(guó)內(nèi)外治理富營(yíng)養(yǎng)化水體過(guò)程中的作用不可忽視。尋求高效、低毒的綠色環(huán)保型除藻藥劑具有重要的理論和實(shí)用價(jià)值。復(fù)合除藻藥劑的研制，是基于單一品種的除藻藥劑具有投加量大、除藻效果差、使生物對(duì)其產(chǎn)生抗藥性等缺點(diǎn)而發(fā)展起來(lái)的。具有協(xié)同作用的復(fù)配殺生劑，相對(duì)其中的單一品種或組分都有增效作用，從而克服了單一品種或組分殺生劑的弱點(diǎn)，還能降低使用成本。 目前，在各種化學(xué)除藻劑中，硫酸銅的使用量是最多的。在美國(guó)、加拿大等國(guó)家里，飲用水的藻類處理都使用的是硫酸銅。但是硫酸銅的投加并不能降低水體的濁度，同時(shí)有可能因?yàn)樵寮?xì)胞的破裂而使得水體濁度、總氮、總磷含量上升，同時(shí)單獨(dú)投加硫酸銅對(duì)于以綠藻為主的水華，其去除效果不容樂(lè)觀。氯化鋁及硫酸鋁鉀作為混凝劑廣泛出現(xiàn)在化學(xué)控藻藥劑中， 然而氯化鋁及硫酸鋁鉀存在適應(yīng)的水體PH范圍較小且容易造成游離鋁離子濃度過(guò)高的缺點(diǎn)ο
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種成本低，可同時(shí)去除多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，減少化學(xué)物質(zhì)殘留的地表富營(yíng)養(yǎng)化水體藻類的化學(xué)除藻藥劑。本發(fā)明的另一目的是提供上述化學(xué)除藻藥劑的配制方法。本發(fā)明的另一目的是提供上述化學(xué)除藻藥劑的使用方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種地表富營(yíng)養(yǎng)化水體藻類的化學(xué)除藻藥劑，主要由如下組份混合配制而成A、由硫酸銅與水按照8-llg IOOmL配制而成的硫酸銅儲(chǔ)備溶液；B、含30wt%氧化鋁(Al2O3)的聚合氯化鋁；C、水；其中，A、B、C三者之間按IOmL 12_16g 240mL的比例進(jìn)行復(fù)配混合制成所述的化學(xué)除藻藥劑，復(fù)配混合而成的化學(xué)除藻藥劑中硫酸銅與聚合氯化鋁的質(zhì)量比為 0.8-1.1 12-16。一種地表富營(yíng)養(yǎng)化水體藻類的化學(xué)除藻藥劑的配制方法，先將硫酸銅與水按照 8-llg IOOmL配制成硫酸銅儲(chǔ)備溶液，然后將含30wt%氧化鋁的聚合氯化鋁現(xiàn)場(chǎng)與水及硫酸銅儲(chǔ)備溶液按照12_16g 240mL IOmL復(fù)配混合在一起制成所述的化學(xué)除藻藥劑， 復(fù)配混合而成的化學(xué)除藻藥劑中硫酸銅與聚合氯化鋁的質(zhì)量比為0.8-1. 1 12-16。一種地表富營(yíng)養(yǎng)化水體藻類的化學(xué)除藻藥劑的使用方法，將化學(xué)除藻藥劑均勻的噴灑在待處理的地表富營(yíng)養(yǎng)化水體表面，其中對(duì)于葉綠素a濃度在20-200 μ g/L的地表富營(yíng)養(yǎng)化水體，藻類優(yōu)勢(shì)種為藍(lán)藻或者硅藻，化學(xué)除藻藥劑的投加量為化學(xué)除藻藥劑與待處理水體的質(zhì)量比為1 4000;對(duì)于葉綠素a濃度在20-200 μ g/L的地表富營(yíng)養(yǎng)化水體，藻類優(yōu)勢(shì)種為綠藻，化學(xué)除藻藥劑的投加量為化學(xué)除藻藥劑與待處理水體的質(zhì)量比為1 2500。本發(fā)明的化學(xué)除藻藥劑中，聚合氯化鋁具有pH適應(yīng)范圍廣泛，且進(jìn)入水體后游離鋁離子濃度低的優(yōu)點(diǎn)，在自來(lái)水廠中被廣泛應(yīng)用，具有較好的絮凝除濁作用，然而其單獨(dú)使用對(duì)藻類的去除效率低。本發(fā)明將硫酸銅和聚合氯化鋁兩種藥劑復(fù)合，利用硫酸銅殺藻的同時(shí)通過(guò)聚合鋁的絮凝作用，達(dá)到降低水體藻類含量，恢復(fù)水體澄清，降低水體中磷含量的多重功效，具有一定的應(yīng)用前景。本發(fā)明的特點(diǎn)在于采用藥劑的混凝、吸附、沉降及殺滅作用同時(shí)達(dá)到去除藻類、總磷及降低水體濁度的效果，同時(shí)通過(guò)組合作用降低參與的鋁、銅離子的殘余量。與現(xiàn)有化學(xué)除藻藥劑相比，本發(fā)明主要的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在1)所采用的化學(xué)藥劑均為常見(jiàn)的水處理化學(xué)藥劑，原料易得，成本低，殘留少。2)可有效控制地表水體藻類的濃度，降低水體濁度及總磷含量，改善水體富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)。3)操作簡(jiǎn)單，且能夠在短期內(nèi)滅活藻細(xì)胞，快速控制水體流速較慢的城市湖泊、池塘、河道，人工景觀水體的藻類的過(guò)度繁殖，適用于高藻期藻類的應(yīng)急治理。4)受水體的垂直攪動(dòng)影響較小，藻體在攪動(dòng)后絮體可重新凝結(jié)，在水體垂直方向不存在長(zhǎng)期大量攪動(dòng)的情況下，藻類不會(huì)再懸浮。經(jīng)本發(fā)明的化學(xué)除藻藥劑處理后的地表富營(yíng)養(yǎng)化水體，12小時(shí)后對(duì)藻類的去處效果可達(dá)到50%以上；24小時(shí)的處理效果可達(dá)到90%以上，水體濁度可顯著降低，明顯改善水體景觀；96小時(shí)內(nèi)藻類去除率可以達(dá)到80-95%，處理后的水樣在48小時(shí)內(nèi)的發(fā)光細(xì)菌毒性等當(dāng)于-0. 009-0. 04mg/LHgCl2溶液濃度，毒性等級(jí)為低毒，濁度去除效果明顯。
圖1為本發(fā)明的應(yīng)用例一的濁度及藻類去除率示意圖；圖2為本發(fā)明的應(yīng)用例二的濁度及藻類去除率示意圖；圖3為本發(fā)明的應(yīng)用例三的濁度及藻類去除率示意圖；圖4為本發(fā)明的應(yīng)用例四的濁度及藻類去除率示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明一種地表富營(yíng)養(yǎng)化水體藻類的化學(xué)除藻藥劑，主要由如下組份混合配制而成A、由硫酸銅與水按照8-llg IOOmL配制而成的硫酸銅儲(chǔ)備溶液；B、含30wt%氧化鋁(Al2O3)的聚合氯化鋁；C、水；其中，A、B、C三者之間按IOmL 12_16g 240mL的比例進(jìn)行復(fù)配混合制成化學(xué)除藻藥劑，復(fù)配混合而成的化學(xué)除藻藥劑中硫酸銅與聚合氯化鋁的質(zhì)量比為 0.8-1.1 12-16。作為一較佳的實(shí)施例，配制硫酸銅儲(chǔ)備溶液時(shí)，硫酸銅與水的比例具體可為 Ilg IOOmL ；復(fù)配混合時(shí)，A、B、C三者之間的比例具體可為IOmL 14g 240mL ；復(fù)配混合而成的化學(xué)除藻藥劑中硫酸銅與聚合氯化鋁的質(zhì)量比為1. 1 14。本發(fā)明一種地表富營(yíng)養(yǎng)化水體藻類的化學(xué)除藻藥劑的配制方法，先將硫酸銅與水按照8-llg IOOmL配制成硫酸銅儲(chǔ)備溶液，然后將含30wt%氧化鋁(Al2O3)的聚合氯化鋁現(xiàn)場(chǎng)與水及硫酸銅儲(chǔ)備溶液按照12_16g 240mL IOmL復(fù)配混合在一起制成所述的化學(xué)除藻藥劑，復(fù)配混合而成的化學(xué)除藻藥劑中硫酸銅與聚合氯化鋁的質(zhì)量比為 0.8-1.1 12-16。作為一個(gè)較佳的實(shí)施例，配制硫酸銅儲(chǔ)備溶液時(shí)，硫酸銅與水的比例具體可為 Ilg IOOmL ；復(fù)配混合時(shí)，A、B、C三者之間的比例具體可為IOmL 14g 240mL ；復(fù)配混合而成的化學(xué)除藻藥劑中硫酸銅與聚合氯化鋁的質(zhì)量比為1. 1 14。本發(fā)明一種地表富營(yíng)養(yǎng)化水體藻類的化學(xué)除藻藥劑的使用方法，將化學(xué)除藻藥劑均勻的噴灑在待處理的地表富營(yíng)養(yǎng)化水體表面，其中對(duì)于葉綠素a濃度在20-200 μ g/L的地表富營(yíng)養(yǎng)化水體，藻類優(yōu)勢(shì)種為藍(lán)藻或者硅藻，化學(xué)除藻藥劑的投加量為化學(xué)除藻藥劑與待處理水體的質(zhì)量比為1 4000;對(duì)于葉綠素a濃度在20-200 μ g/L的地表富營(yíng)養(yǎng)化水體，藻類優(yōu)勢(shì)種為綠藻，化學(xué)除藻藥劑的投加量為化學(xué)除藻藥劑與待處理水體的質(zhì)量比為1 2500。應(yīng)用例一
應(yīng)用的水體為湖水，此湖水的葉綠素a濃度為90. 67 μ g/L，水溫32. 8°C，濁度 17NTU，溶解氧為16. 3mg/L,總氮總磷濃度分別為8. 60、1. 37mg/L, CODfc為8. 36mg/L,水體優(yōu)勢(shì)藻種為藍(lán)藻，次優(yōu)勢(shì)種為綠藻。按化學(xué)復(fù)配除藻藥劑與待處理水體的質(zhì)量比為1 4000進(jìn)行投加，24h后水體的葉綠素a濃度由90. 67降至1.91 μ g/L，藻類去除率為96.9%，藍(lán)藻及硅藻未檢出，濁度由 17. 0降至13. 6NTU，水體濁度去除率為25. 6%，總磷濃度由1. 37降至0. 70mg/L，如圖1所示，在12-4 內(nèi)隨著時(shí)間的增加濁度及藻類去除率都呈現(xiàn)明顯的升高。應(yīng)用例二 應(yīng)用的水體為湖水，此湖水的葉綠素a濃度為56. 55 μ g/L,水溫四.3°C，濁度 14. 2NTU，溶解氧為 12. 2mg/L,總氮、總磷濃度分別為 8. 62,2. 50mg/L, CODsfa 為 7. 59mg/L，水體優(yōu)勢(shì)藻種為藍(lán)藻，次優(yōu)勢(shì)種為綠藻。按化學(xué)復(fù)配除藻藥劑與待處理水體的質(zhì)量比為1 4000進(jìn)行投加，24_%h內(nèi)藻類去除率高于95%，水體葉綠素a濃度低于2 μ g/L,濁度由16. 9NTU降至5. 7-7. 3NTU,總磷濃度由 1. 04mg/L 降至 0. 5-0. 45mg/L。應(yīng)用例三應(yīng)用的水體為湖水，此湖水的葉綠素a濃度為170. 09 μ g/L,水溫30. 9°C，濁度 20NTU，溶解氧為26. 7mg/L,總氮總磷濃度分別為1. 10,0. 40mg/L，CODfc為8. 01mg/L，水體優(yōu)勢(shì)藻種為藍(lán)藻，次優(yōu)勢(shì)種為硅藻。按化學(xué)復(fù)配除藻藥劑與待處理水體的質(zhì)量比為1 4000進(jìn)行投加，24h內(nèi)藻類去除率為95. 8%，水體葉綠素a濃度低至7. 31 μ g/L,濁度降至11NTU，總磷濃度降至0. 3Img/ L0按化學(xué)復(fù)配除藻藥劑與待處理水體的質(zhì)量比為1 2000進(jìn)行投加，24h內(nèi)藻類去除率為97. 5%，水體葉綠素a濃度低至4. 44 μ g/L,濁度降至10. 5NTU,總磷濃度降至 0. 30mg/L。應(yīng)用例四應(yīng)用的水體為湖水，此湖水的葉綠素a濃度為91. 90 μ g/L,水溫23. 9°C，濁度 11. 3NTU，溶解氧 14. 89mg/L,總氮、總磷濃度分別為 5. 36,0. 35mg/L，CODfc 為 5. 30mg/L，水體優(yōu)勢(shì)藻為綠藻。按化學(xué)復(fù)配除藻藥劑與待處理水體的質(zhì)量比為1 2500進(jìn)行投加，4 后藻類去除率為79%，濁度去除率為60. 19%。7 對(duì)水體進(jìn)行垂直方向的擾動(dòng)，后藻類去除率下降至50. 67%，濁度去除率為41. 11%。
權(quán)利要求
1.一種地表富營(yíng)養(yǎng)化水體藻類的化學(xué)除藻藥劑，其特征在于主要由如下組份混合配制而成A、由硫酸銅與水按照8-1Ig IOOmL配制而成的硫酸銅儲(chǔ)備溶液；B、含30wt%氧化鋁的聚合氯化鋁；C、水；其中，A、B、C三者之間按IOmL 12_16g 240mL的比例進(jìn)行復(fù)配混合制成所述的化學(xué)除藻藥劑，復(fù)配混合而成的化學(xué)除藻藥劑中硫酸銅與聚合氯化鋁的質(zhì)量比為 0.8-1.1 12-16。
2.—種地表富營(yíng)養(yǎng)化水體藻類的化學(xué)除藻藥劑的配制方法，其特征在于先將硫酸銅與水按照8-llg IOOmL配制成硫酸銅儲(chǔ)備溶液，然后將含30wt%氧化鋁的聚合氯化鋁現(xiàn)場(chǎng)與水及硫酸銅儲(chǔ)備溶液按照12-16g 240mL IOmL復(fù)配混合在一起制成所述的化學(xué)除藻藥劑，復(fù)配混合而成的化學(xué)除藻藥劑中硫酸銅與聚合氯化鋁的質(zhì)量比為 0.8-1.1 12-16。
3.如權(quán)利要求1所述的一種地表富營(yíng)養(yǎng)化水體藻類的化學(xué)除藻藥劑的使用方法，其特征在于將化學(xué)除藻藥劑均勻的噴灑在待處理的地表富營(yíng)養(yǎng)化水體表面，其中對(duì)于葉綠素a濃度在20-200 μ g/L的地表富營(yíng)養(yǎng)化水體，藻類優(yōu)勢(shì)種為藍(lán)藻或者硅藻， 化學(xué)除藻藥劑的投加量為化學(xué)除藻藥劑與待處理水體的質(zhì)量比為1 4000 ；對(duì)于葉綠素a濃度在20-200 μ g/L的地表富營(yíng)養(yǎng)化水體，藻類優(yōu)勢(shì)種為綠藻，化學(xué)除藻藥劑的投加量為化學(xué)除藻藥劑與待處理水體的質(zhì)量比為1 2500。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種地表富營(yíng)養(yǎng)化水體藻類的化學(xué)除藻藥劑及其配制方法和使用方法，本發(fā)明的化學(xué)除藻藥劑由硫酸銅和聚合氯化鋁復(fù)配而成，復(fù)配藥劑經(jīng)水溶解后現(xiàn)場(chǎng)混合配制而成，再均勻噴灑在地表富營(yíng)養(yǎng)化水體表面。適用于處理和控制各種水體流速較慢的城市湖泊、池塘、河道，以及人工景觀水體的藻類的過(guò)度繁殖。這種化學(xué)除藻藥劑對(duì)地表水體中的藻類處理具有顯著效果，具有成本低，效果好，操作簡(jiǎn)單，且能夠在短期內(nèi)滅活藻細(xì)胞，適用于高藻期藻類的應(yīng)急治理，處理后可顯著降低水體的濁度和總磷，防止水體的富營(yíng)養(yǎng)化，可達(dá)到地表景觀水體的要求。
文檔編號(hào)C02F1/00GK102515291SQ20111040928
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者林冰, 洪俊明, 繆柳 申請(qǐng)人:華僑大學(xué)