基于聚乙烯胺的除藻方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN201410269025.1	申请日：	2014.06.17
公开号：	CN104058488A	公开日：	2014.09.24
当前法律状态：	终止	有效性：	无权
法律详情：	未缴年费专利权终止 IPC(主分类):C02F 1/56申请日:20140617授权公告日:20151202终止日期:20160617\|\|\|授权\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):C02F 1/56申请日:20140617\|\|\|公开
IPC分类号：	C02F1/56; C02F1/52	主分类号：	C02F1/56
申请人：	淮阴工学院
发明人：	吴剑; 马喜君; 谢兴勇; 陈静; 金叶玲
地址：	223005 江苏省淮安市经济开发区高教园区枚乘东路1号
优先权：
专利代理机构：	淮安市科翔专利商标事务所 32110	代理人：	韩晓斌
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内容摘要

本发明公开了一种基于聚乙烯胺的除藻方法，将0.2-1mg/l聚乙烯胺单独或与10-20mg/l黏土联合投加含藻水体，轻微搅拌静置后即可使得藻细胞沉降分离。该方法所需的投加量极小，除藻效率高，对水质污染小，安全可靠，絮聚后的藻细胞沉入水底，维持水面的清洁美观，适用于湖泊、水库、公园景观水面的除藻。

权利要求书

1.  基于聚乙烯胺的除藻方法，其特征在于方法一是：按0.5-1 mg/l的投加量将聚乙烯胺加入含藻水体，轻微搅拌5 min后，静置沉降藻细胞。

2.   基于聚乙烯胺的除藻方法，其特征在于方法二是：将膨润土、凹凸棒石粘土、高岭土或海泡石粉碎过100目筛，并加水配制为质量浓度1-5%的土浆，搅拌10 min以充分分散；然后将聚乙烯胺溶解后按黏土质量的5-10%加入上述土浆中，快速搅拌1 min混合均匀；将混合土浆按10 -20 mg/l的投加量加入含藻水体，轻微搅拌5 min后，静置沉降藻细胞。

3.   基于聚乙烯胺的除藻方法，其特征在于方法三是：将膨润土、凹凸棒石粘土、高岭土或海泡石粉碎过100目筛，并加水配制为质量浓度1-5%的土浆，搅拌10 min以充分分散；土浆按10 -20 mg/l的投加量加入含藻水体，快速搅拌1 min混合均匀；然后按0.2-0.5 mg/l的投加量加入聚乙烯胺，轻微搅拌5 min后，静置沉降藻细胞。

说明书

基于聚乙烯胺的除藻方法
技术领域
本发明涉及水环境保护领域，具体涉及基于聚乙烯胺的除藻方法。
背景技术
近年来，有害藻类在天然水体中的暴发日益严重，已经成为全球瞩目的环境灾害。过量繁殖的水华藻类严重恶化了水质，影响了水体的生态、渔业、景观等功能，甚至威胁到饮用水的安全。间歇性、突发性水华爆发时，使用天然无毒廉价的黏土凝聚除藻，将藻华污染原位清除，可能是最有希望治理这一环境污染的方法（Anderson，Nature）。
关于黏土对藻细胞的凝聚作用，国内外已有大量报道，高岭土、蒙脱土、滑石、海泡石、石英砂、伊利土、凹凸棒石、沸石、硅藻土等多种黏土对多种赤潮藻都有凝聚作用。但天然黏土在水体中多带负电，而藻细胞在水体中也带负电，其同藻细胞的作用多受远程范德华力和氢键力的影响，作用力较弱，因此单纯采用黏土凝聚藻细胞需要较高的投加量（100 mg/l乃至500 mg/l以上），同时产生较多的淤泥量。
因此，大量的文献通过引入正电胶粒的方法对黏土进行电性改性，利用改性后带正电的黏土颗粒同带负电的藻细胞之间的静电引力可以显著降低黏土的使用量。如通过壳聚糖、季铵盐等改性剂的包覆改性，可使黏土投加量降至10-20 mg/l也可取得良好絮凝效果。目前使用较为成功的改性剂为壳聚糖，其分子链上带上了大量的氨基正电荷，使粘土表面的电性由原来的负电转变成正电，极易同带负电荷的藻细胞凝聚沉淀，同时作为一种阳离子型混凝剂，能通过粘结架桥作用对藻细胞进行网捕聚沉。
众所周知，聚乙烯胺结构是，同壳聚糖类似，同样是一种线性阳离子聚合物，其侧链含有大量氨基，在水溶液中带正电，且其活泼氨基含量要远高于壳聚糖，阳电荷密度更高，因而在水溶液中其线性分子链能够因静电力排斥而更加舒展，不易聚集成团。这都预示着聚乙烯胺在除藻性能方面比壳聚糖有更高的潜力。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种基于聚乙烯胺的除藻方法，该方法所需的投加量极小，除藻效率高，对水质污染小，安全可靠，能够使絮聚后的藻细胞沉入水底，维持水面的清洁美观，适用于湖泊、水库、公园景观水面的除藻。
本发明所采用的技术解决方案之一是：按0.5-1 mg/l的投加量将聚乙烯胺加入含藻水体，轻微搅拌5 min后，静置沉降藻细胞。
本发明所采用的技术解决方案之二是：将膨润土、凹凸棒石黏土、高岭土或海泡石粉碎过100目筛，并加水配制为质量浓度1-5%的土浆，搅拌10 min以充分分散；然后将聚乙烯胺溶解后按黏土质量的5-10 %加入上述土浆中，快速搅拌1 min混合均匀；将混合土浆按10 -20 mg/l的投加量加入含藻水体，轻微搅拌5 min后，静置沉降藻细胞。
本发明所采用的技术解决方案之三是：将膨润土、凹凸棒石粘土、高岭土或海泡石粉碎过100目筛，并加水配制为质量浓度1-5%的土浆，搅拌10 min以充分分散；土浆按10 -20 mg/l的投加量加入含藻水体，快速搅拌1 min混合均匀；然后按0.2-0.5 mg/l的投加量加入聚乙烯胺，轻微搅拌5 min后，静置沉降藻细胞。
本发明的优点为：1、黏土投加量少，一般10 mg/l的投加量即可使藻细胞沉降；2、使用线性阳离子聚合物聚乙烯胺作为除藻剂，除藻剂聚乙烯胺消耗量小，聚乙烯胺投加量仅需0.2-1 mg/l；3、除藻效率高，叶绿素A的去除率可达到95%以上；4、沉降速度快，静置20 min即可有效去除水面藻类；5、方法一的除藻效果与方法二、三类似，但藻絮聚体沉降速度较慢，需要的静置沉降时间略长；6、方法三所需的聚乙烯胺量较方法二少，但现场操作工艺稍繁琐。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术解决方案做进一步的描述，这些实施例不能理解为是对技术解决方案的限制。
实施例1：按0.5mg/l的投加量将聚乙烯胺加入含藻水体，藻细胞浓度为4.78 ×10⁶ Cell·ml^-1，轻微搅拌5 min后，静置沉降藻细胞。
实施例2：按0.75mg/l的投加量将聚乙烯胺加入含藻水体，藻细胞浓度为4.78 ×10⁶ Cell·ml^-1，轻微搅拌5 min后，静置沉降藻细胞。
实施例3：按1 mg/l的投加量将聚乙烯胺加入含藻水体，藻细胞浓度为4.78 ×10⁶ Cell·ml^-1，轻微搅拌5 min后，静置沉降藻细胞。
实施例4：将膨润土、凹凸棒石粘土、高岭土或海泡石粉碎过100目筛，并加水配制为质量浓度1%的土浆，搅拌10 min以充分分散；然后将聚乙烯胺溶解后按黏土质量的5 %加入上述土浆中，快速搅拌1 min混合均匀；将混合土浆按10 mg/l的投加量加入含藻水体，藻细胞浓度为9.12 ×10⁶ Cell·ml^-1，轻微搅拌5 min后，静置沉降藻细胞。
实施例5：将膨润土、凹凸棒石粘土、高岭土或海泡石粉碎过100目筛，并加水配制为质量浓度3%的土浆，搅拌10 min以充分分散；然后将聚乙烯胺溶解后按黏土质量的7.5%加入上述土浆中，快速搅拌1 min混合均匀；将混合土浆按15 mg/l的投加量加入含藻水体，藻细胞浓度为9.12 ×10⁶ Cell·ml^-1，轻微搅拌5 min后，静置沉降藻细胞。
实施例6：将膨润土、凹凸棒石粘土、高岭土或海泡石粉碎过100目筛，并加水配制为质量浓度5%的土浆，搅拌10 min以充分分散；然后将聚乙烯胺溶解后按黏土质量的10 %加入上述土浆中，快速搅拌1 min混合均匀；将混合土浆按20 mg/l的投加量加入含藻水体，藻细胞浓度为9.12 ×10⁶ Cell·ml^-1，轻微搅拌5 min后，静置沉降藻细胞。
实施例7：将膨润土、凹凸棒石粘土、高岭土或海泡石粉碎过100目筛，并加水配制为质量浓度1%的土浆，搅拌10 min以充分分散；土浆按10 mg/l的投加量加入含藻水体，藻细胞浓度为9.12 ×10⁶ Cell·ml^-1，快速搅拌1 min混合均匀；然后按0.2 mg/l的投加量加入聚乙烯胺，轻微搅拌5 min后，静置沉降藻细胞。
实施例8：将膨润土、凹凸棒石粘土、高岭土或海泡石粉碎过100目筛，并加水配制为质量浓度3%的土浆，搅拌10 min以充分分散；土浆15mg/l的投加量加入含藻水体，藻细胞浓度为9.12 ×10⁶ Cell·ml^-1，快速搅拌1 min混合均匀；然后按0.35 mg/l的投加量加入聚乙烯胺，轻微搅拌5 min后，静置沉降藻细胞。
实施例9：将膨润土、凹凸棒石粘土、高岭土或海泡石粉碎过100目筛，并加水配制为质量浓度5%的土浆，搅拌10 min以充分分散；土浆按20 mg/l的投加量加入含藻水体，藻细胞浓度为9.12 ×10⁶ Cell·ml^-1，快速搅拌1 min混合均匀；然后按0.5 mg/l的投加量加入聚乙烯胺，轻微搅拌5 min后，静置沉降藻细胞。
实施例1-9的除藻效果如下表所示：

资源描述

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1、10申请公布号CN104058488A43申请公布日20140924CN104058488A21申请号201410269025122申请日20140617C02F1/56200601C02F1/5220060171申请人淮阴工学院地址223005江苏省淮安市经济开发区高教园区枚乘东路1号72发明人吴剑马喜君谢兴勇陈静金叶玲74专利代理机构淮安市科翔专利商标事务所32110代理人韩晓斌54发明名称基于聚乙烯胺的除藻方法57摘要本发明公开了一种基于聚乙烯胺的除藻方法，将021MG/L聚乙烯胺单独或与1020MG/L黏土联合投加含藻水体，轻微搅拌静置后即可使得藻细胞沉降分离。该方法所需的投加量极小，。

2、除藻效率高，对水质污染小，安全可靠，絮聚后的藻细胞沉入水底，维持水面的清洁美观，适用于湖泊、水库、公园景观水面的除藻。51INTCL权利要求书1页说明书3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页10申请公布号CN104058488ACN104058488A1/1页21基于聚乙烯胺的除藻方法，其特征在于方法一是按051MG/L的投加量将聚乙烯胺加入含藻水体，轻微搅拌5MIN后，静置沉降藻细胞。2基于聚乙烯胺的除藻方法，其特征在于方法二是将膨润土、凹凸棒石粘土、高岭土或海泡石粉碎过100目筛，并加水配制为质量浓度15的土浆，搅拌10MIN以充分分散；然后将聚乙烯胺。

3、溶解后按黏土质量的510加入上述土浆中，快速搅拌1MIN混合均匀；将混合土浆按1020MG/L的投加量加入含藻水体，轻微搅拌5MIN后，静置沉降藻细胞。3基于聚乙烯胺的除藻方法，其特征在于方法三是将膨润土、凹凸棒石粘土、高岭土或海泡石粉碎过100目筛，并加水配制为质量浓度15的土浆，搅拌10MIN以充分分散；土浆按1020MG/L的投加量加入含藻水体，快速搅拌1MIN混合均匀；然后按0205MG/L的投加量加入聚乙烯胺，轻微搅拌5MIN后，静置沉降藻细胞。权利要求书CN104058488A1/3页3基于聚乙烯胺的除藻方法技术领域0001本发明涉及水环境保护领域，具体涉及基于聚乙烯胺的除藻方法。。

4、背景技术0002近年来，有害藻类在天然水体中的暴发日益严重，已经成为全球瞩目的环境灾害。过量繁殖的水华藻类严重恶化了水质，影响了水体的生态、渔业、景观等功能，甚至威胁到饮用水的安全。间歇性、突发性水华爆发时，使用天然无毒廉价的黏土凝聚除藻，将藻华污染原位清除，可能是最有希望治理这一环境污染的方法（ANDERSON，NATURE）。0003关于黏土对藻细胞的凝聚作用，国内外已有大量报道，高岭土、蒙脱土、滑石、海泡石、石英砂、伊利土、凹凸棒石、沸石、硅藻土等多种黏土对多种赤潮藻都有凝聚作用。但天然黏土在水体中多带负电，而藻细胞在水体中也带负电，其同藻细胞的作用多受远程范德华力和氢键力的影响，作用力。

5、较弱，因此单纯采用黏土凝聚藻细胞需要较高的投加量（100MG/L乃至500MG/L以上），同时产生较多的淤泥量。0004因此，大量的文献通过引入正电胶粒的方法对黏土进行电性改性，利用改性后带正电的黏土颗粒同带负电的藻细胞之间的静电引力可以显著降低黏土的使用量。如通过壳聚糖、季铵盐等改性剂的包覆改性，可使黏土投加量降至1020MG/L也可取得良好絮凝效果。目前使用较为成功的改性剂为壳聚糖，其分子链上带上了大量的氨基正电荷，使粘土表面的电性由原来的负电转变成正电，极易同带负电荷的藻细胞凝聚沉淀，同时作为一种阳离子型混凝剂，能通过粘结架桥作用对藻细胞进行网捕聚沉。0005众所周知，聚乙烯胺结构是，同。

6、壳聚糖类似，同样是一种线性阳离子聚合物，其侧链含有大量氨基，在水溶液中带正电，且其活泼氨基含量要远高于壳聚糖，阳电荷密度更高，因而在水溶液中其线性分子链能够因静电力排斥而更加舒展，不易聚集成团。这都预示着聚乙烯胺在除藻性能方面比壳聚糖有更高的潜力。发明内容0006本发明的目的在于提供一种基于聚乙烯胺的除藻方法，该方法所需的投加量极小，除藻效率高，对水质污染小，安全可靠，能够使絮聚后的藻细胞沉入水底，维持水面的清洁美观，适用于湖泊、水库、公园景观水面的除藻。0007本发明所采用的技术解决方案之一是按051MG/L的投加量将聚乙烯胺加入含藻水体，轻微搅拌5MIN后，静置沉降藻细胞。0008本发明所。

7、采用的技术解决方案之二是将膨润土、凹凸棒石黏土、高岭土或海泡石粉碎过100目筛，并加水配制为质量浓度15的土浆，搅拌10MIN以充分分散；然后将聚乙烯胺溶解后按黏土质量的510加入上述土浆中，快速搅拌1MIN混合均匀；将混合土浆按1020MG/L的投加量加入含藻水体，轻微搅拌5MIN后，静置沉降藻细胞。说明书CN104058488A2/3页40009本发明所采用的技术解决方案之三是将膨润土、凹凸棒石粘土、高岭土或海泡石粉碎过100目筛，并加水配制为质量浓度15的土浆，搅拌10MIN以充分分散；土浆按1020MG/L的投加量加入含藻水体，快速搅拌1MIN混合均匀；然后按0205MG/L的投加量加。

8、入聚乙烯胺，轻微搅拌5MIN后，静置沉降藻细胞。0010本发明的优点为1、黏土投加量少，一般10MG/L的投加量即可使藻细胞沉降；2、使用线性阳离子聚合物聚乙烯胺作为除藻剂，除藻剂聚乙烯胺消耗量小，聚乙烯胺投加量仅需021MG/L；3、除藻效率高，叶绿素A的去除率可达到95以上；4、沉降速度快，静置20MIN即可有效去除水面藻类；5、方法一的除藻效果与方法二、三类似，但藻絮聚体沉降速度较慢，需要的静置沉降时间略长；6、方法三所需的聚乙烯胺量较方法二少，但现场操作工艺稍繁琐。具体实施方式0011下面结合具体实施例对本发明的技术解决方案做进一步的描述，这些实施例不能理解为是对技术解决方案的限制。0。

9、012实施例1按05MG/L的投加量将聚乙烯胺加入含藻水体，藻细胞浓度为478106CELLML1，轻微搅拌5MIN后，静置沉降藻细胞。0013实施例2按075MG/L的投加量将聚乙烯胺加入含藻水体，藻细胞浓度为478106CELLML1，轻微搅拌5MIN后，静置沉降藻细胞。0014实施例3按1MG/L的投加量将聚乙烯胺加入含藻水体，藻细胞浓度为478106CELLML1，轻微搅拌5MIN后，静置沉降藻细胞。0015实施例4将膨润土、凹凸棒石粘土、高岭土或海泡石粉碎过100目筛，并加水配制为质量浓度1的土浆，搅拌10MIN以充分分散；然后将聚乙烯胺溶解后按黏土质量的5加入上述土浆中，快速搅拌1。

10、MIN混合均匀；将混合土浆按10MG/L的投加量加入含藻水体，藻细胞浓度为912106CELLML1，轻微搅拌5MIN后，静置沉降藻细胞。0016实施例5将膨润土、凹凸棒石粘土、高岭土或海泡石粉碎过100目筛，并加水配制为质量浓度3的土浆，搅拌10MIN以充分分散；然后将聚乙烯胺溶解后按黏土质量的75加入上述土浆中，快速搅拌1MIN混合均匀；将混合土浆按15MG/L的投加量加入含藻水体，藻细胞浓度为912106CELLML1，轻微搅拌5MIN后，静置沉降藻细胞。0017实施例6将膨润土、凹凸棒石粘土、高岭土或海泡石粉碎过100目筛，并加水配制为质量浓度5的土浆，搅拌10MIN以充分分散；然后将。

11、聚乙烯胺溶解后按黏土质量的10加入上述土浆中，快速搅拌1MIN混合均匀；将混合土浆按20MG/L的投加量加入含藻水体，藻细胞浓度为912106CELLML1，轻微搅拌5MIN后，静置沉降藻细胞。0018实施例7将膨润土、凹凸棒石粘土、高岭土或海泡石粉碎过100目筛，并加水配制为质量浓度1的土浆，搅拌10MIN以充分分散；土浆按10MG/L的投加量加入含藻水体，藻细胞浓度为912106CELLML1，快速搅拌1MIN混合均匀；然后按02MG/L的投加量加入聚乙烯胺，轻微搅拌5MIN后，静置沉降藻细胞。0019实施例8将膨润土、凹凸棒石粘土、高岭土或海泡石粉碎过100目筛，并加水配制为质量浓度3的。

12、土浆，搅拌10MIN以充分分散；土浆15MG/L的投加量加入含藻水体，藻细胞浓度为912106CELLML1，快速搅拌1MIN混合均匀；然后按035MG/L的投加量加入说明书CN104058488A3/3页5聚乙烯胺，轻微搅拌5MIN后，静置沉降藻细胞。0020实施例9将膨润土、凹凸棒石粘土、高岭土或海泡石粉碎过100目筛，并加水配制为质量浓度5的土浆，搅拌10MIN以充分分散；土浆按20MG/L的投加量加入含藻水体，藻细胞浓度为912106CELLML1，快速搅拌1MIN混合均匀；然后按05MG/L的投加量加入聚乙烯胺，轻微搅拌5MIN后，静置沉降藻细胞。0021实施例19的除藻效果如下表所示说明书CN104058488A。

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