本發(fā)明涉及赤潮治理，特別涉及一種凝膠微球吸附與超聲聯(lián)合治理球形棕囊藻赤潮的方法及凝膠微球的再生方法。

背景技術(shù)：

1、球形棕囊藻赤潮是近年來全球許多沿岸富營養(yǎng)化海區(qū)頻繁發(fā)生的一種有害藻華現(xiàn)象。隨著全球環(huán)境及氣候的變化，球形棕囊藻赤潮暴發(fā)范圍及頻率逐年增加。自1997年球形棕囊藻赤潮在我國廣東沿海首次暴發(fā)后，廣東、廣西、海南等東南沿海海域連年暴發(fā)，并且近年來在在渤海、南黃海海域也頻繁發(fā)生。據(jù)統(tǒng)計，自1997年至2017年間，我國沿海曾暴發(fā)球形棕囊藻藻華50余起，總面積超10,000?km2。球形棕囊藻赤潮會對近海養(yǎng)殖業(yè)、旅游業(yè)、濱海電廠冷源安全以及生態(tài)系統(tǒng)健康造成巨大威脅，因此急需尋找一種既能高效除藻又能凈化水體的環(huán)境友好型治理方法。

2、目前已知的赤潮治理技術(shù)包括物理、化學(xué)和生物等多種途徑。物理法包括常見的超聲法、絮凝法、過濾法、吸附法等，其特點是方法簡單無二次污染，但去除率不穩(wěn)定?；瘜W(xué)法是通過投加抑藻劑、殺藻劑等化學(xué)試劑來消除赤潮藻類，其去除高效且見效快，但會引發(fā)水體二次污染。生物法主要是通過培養(yǎng)一些能特異性去除赤潮藻類的生物種類如細菌、病毒等來治理赤潮，但存在見效慢且效果有限等問題。

3、超聲治理赤潮藻類主要是依靠聲能作用于藻細胞，通過機械損傷或化學(xué)氧化損傷來滅活藻細胞。因其操作簡單、經(jīng)濟高效，目前通過超聲技術(shù)有效控制包括藍藻在內(nèi)的多種赤潮藻種已在實驗室研究和現(xiàn)場應(yīng)用中被廣泛證實，但依然存在一些局限性。比如超聲對赤潮藻類的即刻抑制較好，但未徹底滅活的藻細胞容易恢復(fù)。此外，超聲機械損傷藻類細胞后，會導(dǎo)致其胞內(nèi)毒素的釋放，從而危害水體環(huán)境和其他生物安全。因此研發(fā)一種能高效殺滅赤潮藻類且使其不易恢復(fù)，同時不危害水體健康的環(huán)境友好型方法是從根本上治理球形棕囊藻赤潮的關(guān)鍵所在。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對現(xiàn)有球形棕囊藻赤潮治理技術(shù)中存在的問題，提供一種凝膠微球吸附與超聲聯(lián)合治理球形棕囊藻赤潮的方法，實現(xiàn)高效赤潮治理、防止恢復(fù)及水體二次污染。

2、本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，一種凝膠微球吸附與超聲聯(lián)合治理球形棕囊藻赤潮的方法，其特征在于，首先制備用于吸附治理的凝膠微球，然后將凝膠微球裝于濾袋中與超聲裝置聯(lián)合治理水域的球形棕囊藻赤潮。

3、本發(fā)明凝膠微球吸附與超聲聯(lián)合治理球形棕囊藻赤潮的方法，通過凝膠微球的吸附及超聲輔助，不但可以高效去除水體中的球形棕囊藻細胞，還避免了其胞內(nèi)溶血毒素的釋放。同時其還對水體中磷酸鹽有良好消除效果，避免赤潮藻細胞的復(fù)蘇再暴發(fā)；同時凝膠微球使用時裝于濾袋內(nèi)，在水體中吸附治理時，不影響吸附使用效果，并且使用后便于回收復(fù)用，對水體沒有不良影響，能夠保持水體清潔。

4、為便于吸附治理，所述凝膠微球的制備方法為：將海藻酸鈉和腐殖酸鈉的混合水溶液注入氯化鐵溶液中固化10-15?h，濾出微球于380-400?℃灼燒至少1?h，得到凝膠微球。該方法獲得的凝膠微球具有良好的穩(wěn)定性，不僅除藻能力強、環(huán)境友好，還對水體中磷酸鹽有良好消除效果，是一種多元治理赤潮的有效材料。

5、進一步地，所述凝膠微球的粒徑為0.5-1.0?mm，濾袋的孔徑為8-10?μm。

6、再進一步地，所述海藻酸鈉和腐殖酸鈉的質(zhì)量比為1:1，海藻酸鈉和腐殖酸鈉在混合水溶液中質(zhì)量濃度均為1-2%；所述氯化鐵溶液的濃度為0.05-0.1?m。

7、為進一步便于徹底治理球形棕囊藻，凝膠微球裝于濾袋中與超聲裝置聯(lián)合治理水域的球形棕囊藻赤潮時，每立方水體凝膠微球的用量為0.22-2.2?kg，與超聲聯(lián)合治理，直至水體中的磷酸鹽含量低于1?ug/l。

8、進一步地，所述低頻超聲治理的頻率為20-40?khz。

9、本發(fā)明的凝膠微球中的fe3+可以快速催化超聲空化作用產(chǎn)生羥基自由基，不但能提高球形棕囊藻藻細胞的去除效率，還能降解其胞內(nèi)的溶血毒素。其次，該凝膠微球還可持續(xù)吸附水體中的磷酸鹽，避免未殺滅的球形棕囊藻再次復(fù)蘇形成藻華。經(jīng)檢測經(jīng)凝膠微球吸附處理后，球形棕囊藻的藻細胞數(shù)量、葉綠素a含量和藻毒素含量均明顯下降，同時凝膠微球可以通過吸附水體中的磷酸鹽來有效阻止球形棕囊藻的復(fù)蘇。

10、本發(fā)明的另一個目的還提供一種上述凝膠微球的再生方法，其特征在于，將聯(lián)合治理球形棕囊藻赤潮后的凝膠微球，置于蒸餾水中，在0.2?mpa壓力，121?℃溫度下處理20-30?min，取出于60?℃烘干后完成凝膠微球的再生。

11、本發(fā)明的凝膠微球吸附使用后，經(jīng)過上述壓力和溫度條件下的再生處理，繼續(xù)復(fù)用對球形棕囊藻的滅殺和防復(fù)蘇性能依然良好。

技術(shù)特征：

1.一種凝膠微球吸附與超聲聯(lián)合治理球形棕囊藻赤潮的方法，其特征在于，首先制備用于吸附治理的凝膠微球，然后將凝膠微球裝于濾袋中與超聲裝置聯(lián)合治理水域的球形棕囊藻赤潮。

2.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的凝膠微球吸附與超聲聯(lián)合治理球形棕囊藻赤潮的方法，其特征在于，所述凝膠微球的制備方法為：將海藻酸鈉和腐殖酸鈉的混合水溶液注入氯化鐵溶液中固化10-15?h，濾出微球于380-400?℃灼燒至少1?h，得到凝膠微球。

3.?根據(jù)權(quán)利要求2所述的凝膠微球吸附與超聲聯(lián)合治理球形棕囊藻赤潮的方法，其特征在于，所述凝膠微球的粒徑為0.5-1.0?mm，濾袋的孔徑為8-10?μm?。

4.?根據(jù)權(quán)利要求2所述的凝膠微球吸附與超聲聯(lián)合治理球形棕囊藻赤潮的方法，其特征在于，所述海藻酸鈉和腐殖酸鈉的質(zhì)量比為1:1，海藻酸鈉和腐殖酸鈉在混合水溶液中質(zhì)量濃度均為1-2%；所述氯化鐵溶液的濃度為0.05-0.1?m。

5.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的凝膠微球吸附與超聲聯(lián)合治理球形棕囊藻赤潮的方法，其特征在于，凝膠微球裝于濾袋中與超聲裝置聯(lián)合治理水域的球形棕囊藻赤潮時，每立方水體凝膠微球的用量為0.22-2.2?kg，采用低頻超聲聯(lián)合治理直至水體中的磷酸鹽含量低于1ug/l。

6.?根據(jù)權(quán)利要求5所述的凝膠微球吸附與超聲聯(lián)合治理球形棕囊藻赤潮的方法，其特征在于，所述低頻超聲治理的頻率為20-40?khz。

7.?一種權(quán)利要求1-5任一項所述的凝膠微球的再生方法，其特征在于，將聯(lián)合治理后的凝膠微球，置于蒸餾水中，在0.2?mpa壓力，121?℃溫度下處理20-30?min，取出于60?℃烘干后完成凝膠微球的再生。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及赤潮治理技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)一種凝膠微球吸附與超聲聯(lián)合治理球形棕囊藻赤潮的方法及凝膠微球的再生方法，其中凝膠微球吸附與超聲聯(lián)合治理球形棕囊藻赤潮的方法，首先制備凝膠微球，然后將凝膠微球裝于濾袋中與超聲裝置聯(lián)合治理水域的球形棕囊藻赤潮。另外凝膠微球的再生方法，是將已吸附治理后的凝膠微球回收進行再生復(fù)用，其去除球形棕囊藻的效果仍然良好。本發(fā)明中球形棕囊藻赤潮的治理方法，通過凝膠微球的吸附及超聲輔助聯(lián)合作用，不但可以高效去除水體中的球形棕囊藻細胞，還避免了其胞內(nèi)溶血毒素的釋放；同時還對水體中磷酸鹽有良好消除效果，避免赤潮藻細胞的復(fù)蘇再暴發(fā)。

技術(shù)研發(fā)人員：劉青,杜雨欣
受保護的技術(shù)使用者：揚州大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2