專利名稱：一種利用微電流殺藻凈化水體的方法及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水污染控制技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種利用微電流殺藻凈化水體的方法及應(yīng)用。
背景技術(shù)：
水體藻細胞的大量繁殖嚴重影響水的質(zhì)量，繼而對水生動植物及飲用水、灌溉水的安全性產(chǎn)生有害影響。因此，控制水體藻污染已作為水環(huán)境污染治理的重要內(nèi)容之一。目前常用的控藻方法主要有三類化學(xué)方法、生物方法和物理方法?；瘜W(xué)方法是通過使用硫酸銅、季銨鹽、高錳酸鉀、硫酸亞鐵等化學(xué)藥劑，直接殺藻或經(jīng)絮凝、沉降等過程而殺藻。但大量、長期使用化學(xué)藥劑，會導(dǎo)致兩個方面比較重要的不良影響。一是引起藻類等處理對象對藥劑產(chǎn)生耐受性，使藥劑不再發(fā)揮作用；二是引起化學(xué)藥劑在水體的積累，產(chǎn)生二次污染。生物方法是利用藻類的天敵生物(如藻類病原細菌、真菌、病毒等)及其產(chǎn)生的殺藻、抑藻物質(zhì)控制藻污染。相比于化學(xué)法，生物方法更加環(huán)保，但從技術(shù)層面上看，實施起來有較大的難度。物理方法包括打撈、膜過濾、超聲波等處理?？偟膩碇v，物理法應(yīng)是最環(huán)保的方法。在這些方法中，打撈法是用人工將藻打撈出水，可直接殺藻，效果可靠，缺點是工作量大、成本高；膜過濾法是采用膜處理技術(shù)和相應(yīng)的裝置，過濾浮游生物和細菌等，雖然能夠有效的除去藻類，但存在成本太高，不適合大規(guī)模應(yīng)用的問題；超聲波滅藻是利用機械振動、聲流和空化效應(yīng)，造成生物細胞組織的損傷、斷裂或粉碎，具有操作方便、高效、無污染或低污染的優(yōu)點，缺點是作用需要時間過長，有時長達幾個月，對于爆發(fā)性藻污染無法快速控制。由于現(xiàn)有方法存在的不足以及水體環(huán)境的復(fù)雜多變性，國內(nèi)外學(xué)者一直沒有停止探索新的殺藻方法，以達到殺藻效果更明顯、對環(huán)境更友好、成本更低的目標。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的問題是提供一種利用微電流殺藻凈化水體的方法，該方法的核心是在水體中垂直平行放置兩個電極，通直流電使兩電極之間的電流密度達到0. 1 2. OmA/cm2,用電流殺死兩電極之間的藻，并使其沉降至水體底部，實現(xiàn)殺藻、凈化水體的目的。本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下1、在水體中垂直平行放入兩個由碳布或銅或鐵或其它導(dǎo)電材料制成的電極，然后將電極與直流電機連接，采用上電極接負、下電極接正和上電極接正、下電極接負兩種通電方式，使上、下電極間達到一定的電流密度，經(jīng)過一段時間即可殺死藻細胞，實現(xiàn)水體凈化。2、根據(jù)上述1所述的通電方式，上、下電極之間的電流密度控制在0. 1 2. OmA/cm2之間，通電時間控制在5 120min之間，通電時間越長，殺藻和水體凈化效果越好。3、根據(jù)上述1所述的方法，雖改變兩電極間的距離，但只要使上、下電極之間的電流密度達到上述2的要求即可達到有效殺藻效果。4、根據(jù)上述2所述的電流密度和通電時間，適當增大電流密度或延長通電時間可增強殺藻效果，對高密度藻起到有效殺滅作用。5、根據(jù)上述1所述的方法，采用上電極接負和下電極接正的通電方式，可以實現(xiàn)水體的凈化。6、根據(jù)上述1和2所述的方法，可殺死水體中多種藻，包括微囊藻、束絲藻、魚腥藻、并聯(lián)藻和柵藻等引起水華的藍藻和綠藻。7、根據(jù)上述5所述的殺藻譜，微電流殺藻凈化水體方法可應(yīng)用于湖泊、池塘等水體中各種藻的清除，實現(xiàn)水體的物理凈化。本發(fā)明的優(yōu)點及效果本發(fā)明可以在短期內(nèi)高效殺死水體中的各種藻，應(yīng)用范圍廣，可殺死湖泊、池塘等各種水體中的微囊藻、束絲藻、魚腥藻、并聯(lián)藻和柵藻等各種藻，使藻細胞沉淀、水體得到凈化，有效控制水華的發(fā)生。具有操作方便、成本低、可反復(fù)應(yīng)用并且無化學(xué)殺藻的二次污染等優(yōu)點。能夠有效地治理藻污染，防止及治理水華。
具體實施例方式下面用實施例來進一步詳述本發(fā)明，但本發(fā)明的內(nèi)容并不局限于此。實施例一通電方式與殺藻效果在一柱形容器(高36cm，底面積21cm2)中，加入500ml藻細胞濃度(葉綠素a)為500 μ g/L的銅綠微囊藻培養(yǎng)液(BGl 1培養(yǎng)基)，藻細胞懸液高度達到Mem。在容器底部和液面處放置面積同容器底面積的圓形碳布，用銅導(dǎo)線分別連接上下碳布并與直流電源連接，連接方式包括液面碳布接負極、底部碳布接正極(上負下正)和液面碳布接正極、底部碳布接負極(上正下負)兩種方式。通電并調(diào)節(jié)上下碳布電極之間的電流密度在0.1 2. OmA/cm2范圍內(nèi)，通電時間控制為5min、30min和60min。分別在通電后1天、3天、5天檢測通電及未通電處理的藻細胞溶液的葉綠素a含量，計算殺藻率[殺藻率(％)=(對照葉綠素a含量-處理葉綠素a含量)/對照葉綠素a含量X 100]。結(jié)果顯示(表1)，相同的通電時間，上負下正的通電方式殺藻效果優(yōu)于上正下負的通電方式，5天后前者的殺藻率達到90%以上；采用上負下正的通電方式，延長通電時間，不能提高殺藻率，而采用上正下負的通電方式，則通電時間越長，殺藻率越高。表1.不同通電方式、通電時間的殺藻率(％ )
調(diào)查時間上負下正(min)上正下負(min)
(d)5306053060147.2752.7349.0925.5834.8853.49381.0387.9381.9055.5662.2271.11592.3791.5389.8380.4383.7083.70實施例二 通電方式和水體凈化效果采用與實施例一相同的方法，研究了上負下正通電方式處理5、30和60min對藻水體的凈化效果。水體中藻細胞個數(shù)為1.2X IO6個/ml，通電并調(diào)節(jié)上下碳布電極之間的電流密度在0. 1 2.0mA/cm2范圍內(nèi)，通電后Id調(diào)查水體中的藻細胞數(shù)。結(jié)果如表2所示，5、30和60min通電處理，處理ld，水體中的藻細胞數(shù)分別降低94. 1%、95. 8%和98. 1%。表明該方法對藻污染水體有很好的凈化作用。表2.微電流處理對藻污染水體的凈化作用
權(quán)利要求
1.一種利用微電流殺藻凈化水體的方法，其特征是在含藻水體中垂直平行放入兩個電極，使兩電極之間達到一定的電流密度，用電流殺死藻細胞，并使藻沉淀，實現(xiàn)殺藻和水體凈化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用微電流殺藻凈化水體的方法，其特征是電極材料為碳布或銅或鐵或其它導(dǎo)電材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用微電流殺藻凈化水體的方法，其特征是通電方式為用直流電機給電極通電，上電極接負和下電極接正或上電極接正和下電極接負，上下電極之間的電流密度為0. 1 mA/cm2-2mA/cm2，通電時間為5min_120min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用微電流殺藻凈化水體的方法，其特征是水體凈化采用上電極接負和下電極接正的通電方式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用微電流殺藻凈化水體的方法，其特征是殺藻范圍為存在于天然水體中的水華藍藻或綠藻或微囊藻或束絲藻或魚腥藻或并聯(lián)藻或柵藻或顫藻或浮顫藻或節(jié)球藻或鞘絲藻。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用微電流殺藻凈化水體的方法在藻污染的湖泊或藻污染的池塘水體凈化中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明屬于水污染控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用微電流殺藻凈化水體的方法及應(yīng)用。該方法是在含藻水體中放入兩個電極，然后將電極與直流電機連接，使上下兩電極間達到一定的電流密度，經(jīng)過一段時間即可殺死藻細胞，并使其沉降至水體底部，實現(xiàn)水體凈化。微電流對微囊藻、束絲藻、魚腥藻、并聯(lián)藻和柵藻等多種藻都具有顯著的殺死作用，并適用于湖泊及池塘等水環(huán)境。
文檔編號C02F1/48GK102557206SQ20121003274
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月15日
發(fā)明者劉常宏, 朱明睿, 薛雅蓉, 趙潭溪, 郭利川 申請人:南京大學(xué)