[发明专利]超声强化壳聚糖改性凹凸棒土的制备方法

说明书

本发明提供了一种超声强化壳聚糖改性凹凸棒土的制备方法，包括：将凹凸棒土在70～100℃下保温5～7h，得到预处理后的凹凸棒土；将壳聚糖溶于酸溶液中，酸溶液的浓度为10～12％，制成1‑2mg/mL的壳聚糖酸溶液；向预处理后的凹凸棒土中加入所述壳聚糖盐酸溶液进行活化，活化时间为2～3h，使之充分浸润形成淤浆，其中，预处理后的凹凸棒土和所述盐酸溶液的质量比为(5～20)∶1；向所述淤浆中加入蒸馏水，得到悬浮液；对悬浮液进行超声、搅拌、离心分离、干燥、冷却、研磨处理，过筛后得到超声强化壳聚糖改性凹凸棒土。该凹凸棒土除藻絮效快速，维持时间长，既能实现快速沉降除藻，又能长期有效控藻。

技术领域

本发明属于含藻水处理领域，具体涉及一种超声强化壳聚糖改性凹凸棒土的制备方法。

背景技术

受经济因素、城市规划理念等历史原因影响，排水管道多属于合流制，雨季里每当大雨 过后，初期雨水夹杂着生活污水排入城市河道，未经处理的溢流污染对受纳水体的水环境造 成严重破坏，大量有机物和营养物质进入城市河道，使受纳水体加速富营养化，水华风险大 大增加。因此研发出高效、快速的藻类净化方法与装置很有意义。由于水资源环境恶化导致 藻类大量繁殖而破坏生态平衡的现象，称为藻类爆发，藻类爆发造成鱼虾死亡，导致水体污 染，对人类的生产和生活造成严重的影响。同时藻类死亡时释放出的藻毒素会引起人体神经、 肌肉以及肝脏损伤，严重的甚至导致死亡。因此，如何快速地将藻类沉降并且将藻死亡时分 泌的胞外物质去除成为一个新兴的研究热点。

目前常用的控制藻华的方法有物理法、化学法和生物法，但各方法有各自的优缺点。其 中生物法虽具有无污染、低消耗、可持续等优点，但其不易作为应急净化的方法；常见的物 理化学方法有投加除藻剂或混凝剂后进行气浮或沉淀分离，除藻剂易造成二次污染、常规混 凝剂则除藻效果不佳，除藻效果均不理想。因此，寻求一种长效、经济和安全的预防和控制 藻类爆发的方法是十分迫切的。

粘土除藻是近年来备受关注的应急除藻方法之一，粘土矿物来源充足，天然无毒，使用方便， 耗资少。目前粘土除藻最大的限制因素是粘土的使用量大，通过改性提高粘土的絮凝效果， 可以减少粘土的使用量。凹凸棒近年来多用于湖泊控藻，用来增加絮凝体密度以加快沉降速 度，或是仅对凹凸棒进行改性，没有考虑物理方法复合协同效果。鉴于现有除藻方法的弊端， 有必要研制一种絮凝效果显著且具有价格优势的复合混凝剂。黏土矿物传统的有机改性，如 季铵盐、CTAB等改性手段，可以极大地减少黏土矿物的投加量，但由于其自身所带的毒性， 不宜用于湖库。

发明内容

本发明针对现有除藻技术的不足，针对藻类的表面电性为负且不易沉降的特点，本发明 的一个目的是提供一种超声壳聚糖改性凹凸棒土的制备方法，通过壳聚糖改性凹凸棒，改性 后表面电性大幅提高的凹凸棒再复合物理的超声改性，改善混凝后絮体对藻类的电性吸附与 网捕卷扫作用。

本发明的另一目的是提供一种上述方法制备的超声壳聚糖改性凹凸棒土的应用。

为此，本发明的技术方案如下：

一种超声强化壳聚糖改性凹凸棒土的制备方法，包括以下步骤：

(1)将凹凸棒土在70～100℃下保温5～7h，得到预处理后的凹凸棒土；

(2)制备壳聚糖的酸溶液：将壳聚糖溶于酸溶液中，所述酸溶液的浓度为10～12％， 制成1-2mg/mL的壳聚糖酸溶液；

(3)活化处理：向预处理后的凹凸棒土中加入所述壳聚糖盐酸溶液进行活化，活化时间 为2～3h，使之充分浸润形成淤浆，其中，所述预处理后的凹凸棒土和所述盐酸溶液的质量 比为(5～20)∶1；

(4)将所得的淤浆在干燥至恒重，研磨,过200目筛，制得壳聚糖改性凹凸棒土(C-AP)；

(5)向所述壳聚糖改性凹凸棒土加水，得到悬浮液；对所述悬浮液进行超声、搅拌、离 心分离、干燥、冷却、研磨处理，过筛后得到所述超声强化壳聚糖改性凹凸棒土。