[发明专利]一种富臭氧胶质微纳气泡原位氧化分解藻华水体中藻毒素的方法

说明书

本发明公开了一种富臭氧胶质微纳气泡原位氧化分解藻华水体中藻毒素的方法：将臭氧与气泡发生液混合制成富臭氧胶质微纳气泡的溶液；再将富臭氧胶质微纳气泡的溶液通入藻华水体中，常温常压下降解藻华水体中的藻毒素，同时除藻，降解结束，收集水面藻渣和降解后的水体；所述气泡发生液由表面活性剂、无机高分子混凝剂和水组成；本发明富臭氧胶质微纳气泡中纳米气泡传质效果更好，稳定性更强，在水中的停留时间更长，可处理区域面积更广；微米气泡兼具强化捕获藻类细胞和携载臭氧的功能。细胞去除效果增强；与细胞结合的过程中，气泡破裂，臭氧释放，可以直接与藻毒素作用，原位氧化分解。

(一)技术领域

本发明涉及水体处理领域，具体涉及一种富臭氧胶质微纳气泡原位氧化分解藻华水体中藻毒素的方法。

(二)背景技术

水体的富营养化所引起的藻类繁殖已严重危害到水生生态环境及饮用水安全。自2000年到2016年间，中国沿海地区共发生1194起有害藻华，平均每年70起。藻类大量繁殖不仅阻碍了水生生物的正常生长，且在繁殖过程中微藻产生的藻毒素严重影响水质。研究表明，藻毒素具有强致癌性。少量喝入会引发急性肠胃炎，长期饮用可能引发肝癌。藻毒素易溶于水，化学性质稳定，常规的处理方法如混凝、气浮等可以通过去除微藻细胞去除藻毒素，但其投加量大、混凝剂利用率低且对胞外藻毒素的处理效果较差。此外臭氧作为一种强氧化剂可以有效的降解藻毒素，一般在对水华水进行处理前进行预臭氧氧化，分解污染物。预氧化是为增强混凝效果，但高投加量不仅使药剂的利用率低下且易造成藻类细胞死亡释放藻毒素。而且此过程需要设置臭氧曝气系统和曝气池，处理成本增加。

纳米气泡由于其比表面积大、上升速度慢、在水中以布朗运动为主等特点可用于水体充氧，已在污水处理、生态修复等方面得到应用。相比于纳米气泡，大粒径的微米气泡的上升速度快，主要以上浮分离功能为主。一般产生的微纳气泡内核包含的是二氧化碳或氧气，在对水华水进行处理时不能有效的降解水中的藻毒素。因此本发明中提出一种富臭氧胶质微纳气泡，在微纳气泡发生液中投加混凝剂和通入臭氧，形成一种以臭氧为核心，表面荷正电的富臭氧胶质微纳气泡。本发明旨在研发一种新型气泡技术，兼具原位分解藻毒素与高效去除藻细胞的功能，以高效治理地表水藻华。

(三)发明内容

本发明目的是提供一种富臭氧胶质微纳气泡原位氧化分解藻华水体中藻毒素的方法，通过投加表面活性剂、混凝剂与臭氧形成以臭氧为核心，表面荷正电的富臭氧胶质微纳气泡，不仅可以通过絮凝和静电作用快速捕获去除藻类细胞，而且在气泡破裂后释放的臭氧可以原位氧化分解藻毒素，兼具原位分解藻毒素与高效去除藻细胞的功能，以高效治理地表水藻华。

本发明采用的技术方案是：

本发明提供一种富臭氧胶质微纳气泡原位氧化分解藻华水体中藻毒素的方法，所述方法包括以下步骤：将臭氧与气泡发生液混合制成富臭氧胶质微纳气泡溶液；再将富臭氧胶质微纳气泡溶液通入藻华水体中，常温(25-30℃)常压(0.1Mpa)下降解藻华水体中的藻毒素，同时除藻，降解结束后，收集水面藻渣和降解后的水体；所述气泡发生液由表面活性剂、无机高分子混凝剂和水组成，所述表面活性剂为十二烷基二甲基甜菜碱、十四烷基二甲基甜菜碱或十八烷基二甲基甜菜碱中的一种；所述无机高分子混凝剂为铝系混凝剂，优选为聚合氯化铝、聚合硫酸铝或聚合硅酸铝中的一种。

进一步，所述气泡发生液由0.05-0.2mmol/L表面活性剂水溶液与1.0-2.0mmol/L无机高分子混凝剂水溶液以体积比1：1-2混合而成。

进一步，所述臭氧通入量以藻华水体体积计为0.1-2.0mg/L；所述气泡发生液加入量以藻华水体体积计为0.1-1.0L/L(优选0.5L/L)。

进一步，所述藻华水体OD₆₈₀＝0.050-0.760，藻细胞含量为1.0-15×10⁵cells/mL，藻毒素含量为1-60μg/L。