一种湖泊自然水体无残留速效除藻剂及其制备方法和应用与流程

1.本发明涉及湖体自然水体净水剂技术领域，尤其是涉及一种湖泊自然水体无残留速效除藻剂及其制备方法和应用。


背景技术：

2.由于湖库水体交换相对较慢，使得湖泊和水库较于河流更容易发生水华事件，如太湖、巢湖、滇池等湖(库)蓝藻水华暴发较为频繁。太湖、滇池面积大，水华的影响范围广、暴发成因复杂，且控制难度大。
3.水华暴发时，会造成浮游植物的恶性增殖，使其迅速成为水体中的优势种，使水体呈现不同的颜色。部分藻类会有腥臭味，有的藻类含有藻毒素，会引起鱼、虾、贝类大量死亡，严重危害水体的生态平衡；蓝藻等产生的毒素，甚至会造成饮用水的安全问题。
4.近年来，随着水体富营养化加剧，湖泊和水库水华暴发持续增多，除了蓝藻以外，其他藻类的水华也见诸报端，如云南大理洱海暴发的拟多甲藻水华、福建习陂水库发生多起拟多甲藻水华事件。
5.蓝藻水华通常在夏季高温季节暴发，而甲藻水华通常在秋季到春季水温较低时暴发，蓝藻和甲藻水华甚至可以相继发生，对水体环境破坏极大。如果发生在水库水源地，则会影响附近城市居民正常供水。
6.而高原地区的藻类由于受长时间日光照射生长快且细胞壁比较坚硬，所以高原地区易爆发甲藻、蓝藻水华，甲藻和蓝藻不易被破坏杀灭，给环境带来极大的危害。


技术实现要素：

7.本发明的目的是提供一种湖泊自然水体无残留速效除藻剂及其制备方法和应用，本发明的除藻剂具有极强烈的絮凝剂作用，在常温低浓度下就具有极强的杀菌功效，对细菌、病毒和藻类都具有快速杀灭作用。
8.为实现上述目的，本发明提供了一种湖泊自然水体无残留速效除藻剂，按重量组分计包括：异丙胺15％-20％、蒸馏水15％-30％、盐酸5％-12％、无水乙醇3％-7％、正辛醇10％-25％、环氧氯丙烷10％-15％、磷酸2％-4％、op-1010％-25％、单质碘5％-7％。
9.优选的，按重量组分计包括：异丙胺17％、蒸馏水28％、盐酸11％、无水乙醇6％、正辛醇24％、环氧氯丙烷14％、磷酸2％、op-1023％、单质碘5％。
10.优选的，按重量组分计包括：异丙胺20％、蒸馏水21％、盐酸12％、无水乙醇7％、正辛醇25％、环氧氯丙烷15％、磷酸4％、op-1019％、单质碘7％。
11.优选的，按重量组分计包括：异丙胺18％、蒸馏水26％、盐酸12％、无水乙醇7％、正辛醇22％、环氧氯丙烷15％、磷酸4％、op-1021％、单质碘5％。
12.本发明一种湖泊自然水体无残留速效除藻剂的制备方法，包括如下步骤：
13.s1、在常温下将异丙胺与蒸馏水混合，并不断搅拌至异丙胺充分溶解，将异丙胺溶液加热至25-30℃，之后向异丙胺溶液中加入盐酸，并不断搅拌5-10min，充分反应后生成异
丙胺盐酸盐；
14.s2、向s1中获得的异丙胺盐酸盐中加入无水乙醇，并将溶液温度升至30-38℃，再向溶液中加入正辛醇，不断搅拌使正辛醇充分混合，再次加热使溶液温度升至60℃-68℃；向溶液中加入环氧氯丙烷总重量的50％，将溶液温度升至70℃反应10min，再向溶液中加入剩余的环氧氯丙烷，保持溶液温度在70-80℃，不断搅拌下反应3-4h，得到双链c
8-c
10
的氯化铵；
15.s3、待s2中得到氯化铵温度降至25-35℃后，取氯化铵总量的70％-80％，并依次加入单质碘、op-10、磷酸搅拌混合均匀，即为所得产品。
16.优选的，步骤s2中，所述无水乙醇为一次性加入。
17.本发明一种湖泊自然水体无残留速效除藻剂在湖泊藻类水华暴发应急治理上的应用。
18.因此，本发明采用上述一种湖泊自然水体无残留速效除藻剂，具有强絮凝剂作用，在常温低浓度下就具有极强的杀菌功效，对细菌、病毒和藻类都具有快速灭杀作用，具有广谱性的除藻能力，溶于水36小时后无残留，是一种优良的除藻剂，可广泛用于湖泊藻类水华暴发的预防和治理。
19.本发明一种湖泊自然水体无残留速效除藻剂，在大理洱海甲藻、蓝藻暴发应急治理中使用浓度3mg/l除藻剂，4h后有效灭藻率达96％；在昆明震庄迎宾馆内湖蓝藻暴发应急治理时使用浓度1.5mg/l除藻剂，5h后有效灭藻率达91.72％，15h后有效灭藻率达98.07％。
20.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
21.图1为本发明一种湖泊自然水体无残留速效除藻剂在湖泊自然水体中的降解速率；
22.图2为本发明一种湖泊自然水体无残留速效除藻剂作为絮凝剂时加入量对絮凝率影响示意图。
具体实施方式
23.以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
24.实施例一
25.一种湖泊自然水体无残留速效除藻剂的制备方法，包括如下步骤：
26.s1：在常温下将17％异丙胺与28％蒸馏水混合，并不断搅拌至异丙胺充分溶解，将异丙胺溶液加热至30℃，之后向异丙胺溶液中加入11％盐酸，并不断搅拌10min，充分反应后生成异丙胺盐酸盐。
27.s2：向s1中获得的异丙胺盐酸盐中一次性加入6％无水乙醇，无水乙醇将异丙胺盐酸盐溶液ph值调至8.0，同时无水乙醇起到溶解剩余有机物的作用。将溶液温度升至35℃，再向溶液中加入24％正辛醇，不断搅拌使正辛醇充分混合。
28.再次加热使溶液温度升至68℃，向溶液中加入环氧氯丙烷总量的50％，环氧氯丙烷的总量为14％。将溶液温度升至70℃，利用环氧氯丙烷的氧化性，在氨基原子上发生取代反应。反应10min后向溶液中加入剩余的50％环氧氯丙烷，进一步发生取代反应，在n上连接
上丙基。根据有机物反应时间长的特点，加入环氧氯丙烷后应保持溶液温度在80℃，不断搅拌下反应4h，得到双链c
8-c
10
的氯化铵。
29.s3、待s2中得到氯化铵温度降至35℃后，取氯化铵总量的80％，并依次加入5％单质碘、23％op-10、2％磷酸搅拌混合均匀，即为所得产品。其中，单质碘与双链c
8-c
10
氯化铵通过分子间作用力形成稳定双链复合型碘。在磷酸存在下，溶液呈现弱酸性，更有利于碘生成hio3，能够起到杀菌消毒的作用。
30.实施例二
31.按照实施例一中的一种湖泊自然水体无残留速效除藻剂的制备方法，其中：异丙胺20％、蒸馏水21％、盐酸12％、无水乙醇7％、正辛醇25％、环氧氯丙烷15％、磷酸4％、op-1019％、单质碘7％。
32.实施例三
33.按照实施例一中的一种湖泊自然水体无残留速效除藻剂的制备方法，其中：异丙胺18％、蒸馏水26％、盐酸12％、无水乙醇7％、正辛醇22％、环氧氯丙烷15％、磷酸4％、op-1021％、单质碘5％。
34.实验测试
35.使用实施例三中的组分制备的一种湖泊自然水体无残留速效除藻剂，进行实验测试。
36.(1)自然降解实验：
37.水样中溶解有机碳(doc)、叶绿素a(chl-a)、营养盐(硝酸盐、亚硝酸盐、铵盐、磷酸盐、硅酸盐)浓度、细菌丰度如表1所示。
38.表1水样中doc、chl-a、营养盐及细菌丰度的分析结果
39.参数范围平均值doc(mg/l)4.77-5.234.97chl-a(μg/l)3.89-4.264.05no
3-‑
n(μmol/l)219.2-237.4229.1no
2-‑
n(μmol/l)13.30-13.5713.46nh
4-‑
n(μmol/l)17.07-17.3917.19po
43-‑
p(μmol/l)4.39-4.854.62sio
32-‑
si(μmol/l)112.5-128.8120.7细菌丰度(个/ml)2036-20782053
40.水样中一种湖泊自然水体无残留速效除藻剂浓度随时间的变化情况如表2所示。
41.表2除藻剂浓度随时间的变化情况
[0042][0043]
因此，本技术文件公开的一种湖泊自然水体无残留速效除藻剂在天然水体中具有
较强降解能力，经过36h的时间可以完全自然降解，不会造成残留。
[0044]
(2)絮凝实验：
[0045]
准确量取0.1g的实施例三制得的一种湖泊自然水体无残留速效除藻剂作为絮凝剂，将其溶解在水溶液中，转移定容至250ml容量瓶中，并逐级稀释至2、4、8、12、16、20mg/l的标准溶液。称取高岭土固体粉末0.5g，加入超纯水在超声下形成悬浮液。
[0046]
移取50ml 500mg/l的高岭土悬浮液体，调节ph至7.0左右。在室温条件下，加入1ml除藻剂标准溶液，在室温条件下振荡摇匀，静置40min后，移取上清液进行分析。
[0047]
采用日本岛津紫外-可见分光光度计，在650nm处测定高岭土悬浮液的光度，计算絮凝率。
[0048]
絮凝率的计算公式为:絮凝率＝(a0-ai)/a0，式中a0为需要处理的高岭土悬浮液的吸光度值，ai为处理后的上清液的吸光度值。
[0049]
在水溶液ph为7、絮凝时间为40min的条件下，除藻剂加入量对絮凝率影响如图2所示。由图2可见，以本发明一种湖泊自然水体无残留速效除藻剂为絮凝剂时，絮凝率随絮凝剂加入量的增加先增大后减小。
[0050]
当除藻剂浓度为2mg/l时，絮凝率即可达到85.07％；当除藻剂加入量为8mg/l时絮凝率达到最高的88.6％，之后逐渐下降。这是因为当除藻剂浓度过高时，由于同种电荷的相互排斥，原来通过电中和与架桥作用形成的脱稳胶体体系复稳，胶粒稳定性增强，导致絮凝效果下降。
[0051]
试验测试
[0052]
(1)颗粒直链藻治理实验：
[0053]
采用实施例三配置的除藻剂，并按照治理区域水域总量使用1.5mg/l的药剂与蒸馏水或自来水进行1:20的比例进行稀释，采用压力大于等于5mpa的柴油高压水泵连接多头喷枪自水面上喷洒至水深约1米处。
[0054]
水域覆盖式药剂喷洒完毕后抽取湖水继续覆盖式多次喷洒使之药剂与湖水较为均匀接触溶解5小时之后，水体透明度明显升高，并可清晰见到水下1-2米深的底部沉水植物。喷洒15小时后，优势种颗粒直链藻由原来平均密度6.852
×
107个/l降低至0.136
×
107个/l密度，去除率高达98％以上。
[0055]
(2)甲藻治理实验：
[0056]
采用实施例三配置的除藻剂，按照治理区域水域总量使用3mg/l的药剂与蒸馏水或自来水进行1:20的比例进行稀释，采用压力不小于5mpa的柴油高压水泵连接多头喷枪自水面上喷洒3次至水深1.7米处(每次喷洒量为1mg/l)。
[0057]
水域覆盖式药剂喷洒完毕后，抽取湖水继续覆盖式多次喷洒使药剂与湖水较为均匀接触溶解3小时之后，甲藻大量漂浮聚集至水面，透明度迅速提高，水体能清澈见底。喷洒除藻剂4小时后，去除率在96％以上，甲藻密度由原来平均密度5
×
107个/l降至6.47
×
105个/l。
[0058]
本发明中双链c
8-c
10
氯化铵对微生物碳基具有更强的亲合力，对于分子团较大并且相对比较牢固的藻类物质，尤其像高原地区碳基组分较大细胞壁厚且坚硬藻类，双链c
8-c
10
氯化铵能够较快与之亲合，然后破坏藻类生物的结构及其生存环境，从而起到灭藻作用。
[0059]
因此，本发明采用上述的一种湖泊自然水体无残留速效除藻剂，具有强絮凝剂作
用，在常温低浓度下就具有极强的杀菌功效，对细菌、病毒和藻类都具有快速灭杀作用，具有广谱性的除藻能力，溶于水36小时后无残留，是一种优良的除藻剂，可广泛用于湖泊藻类水华暴发的预防和治理。
[0060]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。