一种复合除藻方法转让专利
申请号 : CN201310374358.6
文献号 : CN103466740B
文献日 : 2015-12-23
发明人 : 唐玉霖 , 李述琰 , 薛哲骅
申请人 : 同济大学
摘要 :
本发明涉及一种复合除藻方法，属于水处理领域。该方法包括以下步骤：在含蓝藻的溶液中加入硫酸铜除藻剂，控制硫酸铜除藻剂的加入量使得溶液中Cu2+浓度为0.05～0.10mg/L，再加入TiO2纳米材料，控制溶液中TiO2的浓度为0.8～1.2mg/L，搅拌后，将溶液中絮体分离即可。与现有技术相比，本发明由于TiO2纳米材料的加入，TiO2能够吸附在藻细胞表面，当少量纳米TiO2和重金属离子共存于水中时，纳米材料可以将水中的重金属富集，大大提高重金属的除藻效率。
权利要求 :
1.一种复合除藻方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2+
在含蓝藻的溶液中加入硫酸铜除藻剂，控制硫酸铜除藻剂的加入量使得溶液中Cu 浓度为0.05～0.10mg/L，再加入TiO2纳米材料，控制溶液中TiO2纳米材料的浓度为0.8～
1.2mg/L，搅拌后，将溶液中絮体分离即可；
所述的蓝藻包括鱼腥藻、铜绿微囊藻或小球藻。
2.根据权利要求1所述的一种复合除藻方法，其特征在于，所述的硫酸铜除藻剂为市售的硫酸铜除藻剂，使用前加水配制成溶液。
3.根据权利要求1所述的一种复合除藻方法，其特征在于，所述的TiO2纳米材料的粒径50～200nm，TiO2纳米材料在使用前放在蒸馏水中超声处理。
4.根据权利要求1所述的一种复合除藻方法，其特征在于，溶液中TiO2纳米材料的浓度为1.0mg/L。
说明书 :
一种复合除藻方法
技术领域
[0001] 本发明属于水处理领域，尤其是涉及一种复合除藻方法。
背景技术
[0002] 我国近几年蓝藻污染事件频发，蓝藻大范围的爆发会对水体造成严重影响。首先富营养化会影响水体的水质，会造成水的透明度降低，使得阳光难以穿透水层，从而影响水中植物的光合作用，可能造成溶解氧的过饱和状态。溶解氧的过饱和以及水中溶解氧少，都对水生动物有害，造成鱼类大量死亡。同时，因为水体富营养化，水体表面生长着以蓝藻、绿藻为优势种的大量水藻，形成一层“绿色浮渣”，致使底层堆积的有机物质在厌氧条件分解产生的有害气体和一些浮游生物产生的生物毒素也会伤害鱼类。其次暴发的蓝藻多数具有毒性，其释放的藻毒素是强烈的肝脏肿瘤促进剂，会对人体及牲畜的健康产生影响，更有报道有动物或人类饮用或接触含藻毒素水而中毒甚至死亡。所以，蓝藻污染控制的技术及藻毒素的去除技术对保证安全用水及人体身体健康具有重要意义。
[0003] 目前蓝藻污染控制单元技术可归结为物理、化学和生物方法等三种。五水硫酸铜是应用最广泛的杀藻药剂，多用于源水杀藻。但控制藻类生长的硫酸铜浓度一般须大于0.1mg/L，这会导致水中铜盐浓度上升，危害人体健康。
[0004] 纳米TiO2做为当今应用最广泛的氧化物纳米材料，少量的纳米TiO2当有藻存在时可以很快的吸附于藻细胞表面。同时有研究表明其对金属离子有明显吸附作用，所以当少量纳米TiO2和重金属离子共存于水中时，纳米材料可以将水中的重金属富集，大大提高重2+
金属的除藻效率，因此减少Cu 用量。
金属的除藻效率，因此减少Cu 用量。
发明内容
[0005] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种除藻效率高、硫酸铜用量低的复合除藻方法。
[0006] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007] 一种复合除藻方法，该方法包括以下步骤：
[0008] 在含蓝藻的溶液中加入硫酸铜除藻剂，控制硫酸铜除藻剂的加入量使得溶液中2+
Cu 浓度为0.05～0.10mg/L，再加入TiO2纳米材料，控制溶液中TiO2的浓度为0.8～
1.2mg/L，搅拌后，将溶液中絮体分离即可。
Cu 浓度为0.05～0.10mg/L，再加入TiO2纳米材料，控制溶液中TiO2的浓度为0.8～
1.2mg/L，搅拌后，将溶液中絮体分离即可。
[0009] 所述的硫酸铜除藻剂为市售的硫酸铜除藻剂，使用前加水配制成溶液。
[0010] 所述的TiO2纳米材料的粒径50～200nm，TiO2纳米材料在使用前放在蒸馏水中超声处理。
[0011] 所述的蓝藻包括鱼腥藻、铜绿微囊藻或小球藻。
[0012] 溶液中TiO2的浓度优选为1.0mg/L。
[0013] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：
[0014] 纳米TiO2颗粒具有很大的比表面积，因此其对重金属离子具有较强的吸附能力，TiO2纳米材料可以将水中的重金属富集，由于TiO2纳米材料的加入，TiO2能够吸附在藻细胞表面，当少量纳米TiO2和重金属离子共存于水中时，藻类吸附纳米材料的同时吸收了更多的重金属离子。当纳米TiO2的量过少时，富集作用不明显，不能提高藻对重金属的吸收量。而纳米TiO2过多时，由于大部分的TiO2会沉降，其吸收的重金属也会随其沉底，不能为藻吸收，所以同样不能提高重金属除藻效率。因此加入适量的纳米TiO2才能最大程度的提高重金属的除藻效率，本发明中，TiO2纳米材料的浓度为1.0mg/L时硫酸铜的除藻效率最好。
附图说明
[0015] 图1为TiO2纳米材料在水中时的扫描电子显微镜示意图；
[0016] 图2为鱼腥藻在Cu2+和TiO2纳米材料作用下的扫描电镜照片；
[0017] 图3为鱼腥藻在单独Cu2+作用下的扫描电镜照片；
[0018] 图4为不同浓度Cu2+在有无TiO2纳米材料时对鱼腥藻浓度的影响图表；
[0019] 图5为不同浓度Cu2+在有无TiO2纳米材料时对鱼腥藻叶绿素含量的影响图表。
具体实施方式
[0020] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0021] 实施例1
[0022] 一种复合除藻方法，该方法包括以下步骤：
[0023] (1)、将1000mg/L的TiO2纳米材料(50～200nm)在100mL蒸馏水中超声1h，作为纳米材料储存液。TiO2纳米材料在水中时的扫描电子显微镜示意图如图1所示。
[0024] (2)、将硫酸铜除藻剂配成溶液，然后加入TiO2纳米材料，控制TiO2的浓度。
[0025] (3)、准备同样的鱼腥藻6份，每份100mL，OD680在0.1～0.2之间，加入步骤(2)2+
所配制的混合液，通过加入不同数量的硫酸铜除藻剂满足溶液中Cu 浓度分别为0.01、
0.02、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08mg/L时，TiO2浓度分别控制为0、1.0、10.0mg/L：
所配制的混合液，通过加入不同数量的硫酸铜除藻剂满足溶液中Cu 浓度分别为0.01、
0.02、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08mg/L时，TiO2浓度分别控制为0、1.0、10.0mg/L：
[0026] (4)搅拌后，将溶液中絮体分离即可。
[0027] 由于TiO2纳米材料的加入，TiO2能够吸附在藻细胞表面，当少量纳米TiO2和重金属离子共存于水中时，纳米材料可以将水中的重金属富集，大大提高重金属的除藻效率。鱼2+ 2+
腥藻在Cu 和TiO2纳米材料作用下的扫描电镜照片如图2所示，而鱼腥藻在单独Cu 作用下的扫描电镜照片如图3所示。
腥藻在Cu 和TiO2纳米材料作用下的扫描电镜照片如图2所示，而鱼腥藻在单独Cu 作用下的扫描电镜照片如图3所示。
[0028] 不同浓度Cu2+在有无TiO2纳米材料时对鱼腥藻浓度的影响如图4所示，不同浓度2+
Cu 在有无TiO2纳米材料时对鱼腥藻叶绿素含量的影响如图5所示，结果发现1.0mg/L的
2+
TiO2存在时，CuSO4的杀藻效果最好，Cu 的EC50=0.033mg/L，但不加TiO2和加10.0mg/L的
2+
TiO2时，EC50分别是0.053mg/L和0.048mg/L，Cu 的细胞毒性在少量TiO2存在时显著增强。
Cu 在有无TiO2纳米材料时对鱼腥藻叶绿素含量的影响如图5所示，结果发现1.0mg/L的
2+
TiO2存在时，CuSO4的杀藻效果最好，Cu 的EC50=0.033mg/L，但不加TiO2和加10.0mg/L的
2+
TiO2时，EC50分别是0.053mg/L和0.048mg/L，Cu 的细胞毒性在少量TiO2存在时显著增强。
[0029] 实施例2
[0030] 一种复合除藻方法，该方法包括以下步骤：
[0031] (1)、将1000mg/L的TiO2纳米材料(50～200nm)在100mL蒸馏水中超声1h，作为纳米材料储存液。
[0032] (2)、将硫酸铜除藻剂配成溶液，然后加入TiO2纳米材料，控制TiO2的浓度。
[0033] (3)、准备同样的铜绿微囊藻6份，每份100mL，OD680在0.1～0.2之间，加入步骤2+
(2)所配制的混合液，使每份的Cu 浓度为0.08mg/L，而TiO2浓度分别为0、0.5、1.0、2.0、
5.0、10.0mg/L；
(2)所配制的混合液，使每份的Cu 浓度为0.08mg/L，而TiO2浓度分别为0、0.5、1.0、2.0、
5.0、10.0mg/L；
[0034] (4)搅拌后，将溶液中絮体分离即可。
[0035] 结果发现1.0mg/L的TiO2存在时，CuSO4的杀藻效果最好，Cu2+的EC50=0.033mg/L，2+
但不加Ti02和加10.0mg/L的TiO2时，EC50分别是0.053mg/L和0.048mg/L，Cu 的细胞毒性在少量TiO2存在时显著增强。
但不加Ti02和加10.0mg/L的TiO2时，EC50分别是0.053mg/L和0.048mg/L，Cu 的细胞毒性在少量TiO2存在时显著增强。
[0036] 实施例3
[0037] 一种复合除藻方法，该方法包括以下步骤：
[0038] (1)、将1000mg/L的TiO2纳米材料(50～200nm)在100mL蒸馏水中超声1h，作为纳米材料储存液。
[0039] (2)、将硫酸铜除藻剂配成溶液，然后加入TiO2纳米材料，控制TiO2的浓度。
[0040] (3)、准备同样的小球藻6份，每份100mL，OD680在0.1～0.2之间，加入步骤(2)2+
所配制的混合液，使每份的Cu 浓度为0.08mg/L，而TiO2浓度分别为0、0.5、1.0、2.0、5.0、
10.0mg/L：
所配制的混合液，使每份的Cu 浓度为0.08mg/L，而TiO2浓度分别为0、0.5、1.0、2.0、5.0、
10.0mg/L：
[0041] (4)搅拌后，将溶液中絮体分离即可。
[0042] 结果发现1.0mg/L的TiO2存在时，CuSO4的杀藻效果最好，Cu2+的EC50=0.033mg/L，2+
但不加TiO2和加10.0mg/L的TiO2时，EC50分别是0.053mg/L和0.048mg/L，Cu 的细胞毒性在少量TiO2存在时显著增强。
但不加TiO2和加10.0mg/L的TiO2时，EC50分别是0.053mg/L和0.048mg/L，Cu 的细胞毒性在少量TiO2存在时显著增强。
[0043] 实施例4
[0044] 一种复合除藻方法，该方法包括以下步骤：在含蓝藻的溶液中加入硫酸铜除藻剂，2+
控制硫酸铜除藻剂的加入量使得溶液中Cu 浓度为0.05～0.10mg/L，再加入TiO2纳米材料，控制溶液中TiO2的浓度为0.8～1.2mg/L，搅拌后，将溶液中絮体分离即可。硫酸铜除藻剂为市售的硫酸铜除藻剂，使用前加水配制成溶液。TiO2纳米材料的粒径50～200nm，TiO2纳米材料在使用前放在蒸馏水中超声处理。蓝藻包括鱼腥藻、铜绿微囊藻或小球藻。
控制硫酸铜除藻剂的加入量使得溶液中Cu 浓度为0.05～0.10mg/L，再加入TiO2纳米材料，控制溶液中TiO2的浓度为0.8～1.2mg/L，搅拌后，将溶液中絮体分离即可。硫酸铜除藻剂为市售的硫酸铜除藻剂，使用前加水配制成溶液。TiO2纳米材料的粒径50～200nm，TiO2纳米材料在使用前放在蒸馏水中超声处理。蓝藻包括鱼腥藻、铜绿微囊藻或小球藻。