專利名稱：一種用于湖庫修復(fù)的改性沙土絮凝材料的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于湖泊富營養(yǎng)化治理和藻華清除技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來，在藻華治理方面，本發(fā)明人提出了一系列的方法和專利技術(shù)。2002年潘綱等提出了一種以天然高分子聚合物對黏土進(jìn)行改性的技術(shù)(申請?zhí)?2155^4. 3，已授權(quán))，該技術(shù)可將任何當(dāng)?shù)赝寥阑虺练e物改性成為高效的藻絮凝劑，從而使利用當(dāng)?shù)赝寥乐卫懋?dāng)?shù)厮A成為可能(Pan, G. et al.，Environmental Pollution，2006，連續(xù)3篇系列論文)。2005年潘綱等將改性黏土凝聚除藻技術(shù)同生態(tài)方法相結(jié)合，提出了可快速清除水華并將藻華在水底轉(zhuǎn)化為沉水植被的復(fù)合材料(改性黏土和水生植物種子或根塊類物質(zhì))技術(shù)，解決了化學(xué)法底泥固磷成本高，生態(tài)安全性難以確定和固磷效果不穩(wěn)定等問題(申請?zhí)?00510099736.X)。目前國內(nèi)外有關(guān)改性當(dāng)?shù)赝寥佬跄宓墓_報道、論文等大都是根據(jù)潘綱等的這一發(fā)明展開的。但是以往公開的殼聚糖改性土壤絮凝除藻技術(shù)中使用的改性劑是商品化的殼聚糖，其成本較高，大規(guī)模使用時必須提出新的改性技術(shù)和工藝才能解決實(shí)際工程中的成本問題。雖然天然蟹殼、蝦殼中含有可轉(zhuǎn)化成殼聚糖的成分，但是將這些原材料與土壤混合并不能制備出具有絮凝功能的改性土壤材料。雖然由蟹殼、蝦殼等生產(chǎn)殼聚糖已經(jīng)是相當(dāng)成熟的技術(shù)，但是商品化的殼聚糖并不是絮凝天然湖庫藻華的最佳材料。因?yàn)楝F(xiàn)有的的殼聚糖產(chǎn)品往往是食品、化妝等產(chǎn)業(yè)的高端產(chǎn)品，相對于幾十平方公里的湖泊修復(fù)所需的量來說成本太高。而且商品化的殼聚糖原材料中只有一小部分是適合于用作改性沙、土藻絮凝材料的有效成分，這是造成現(xiàn)有技術(shù)成本難以降低的重要瓶頸問題。從性能上講，商品化的殼聚糖一般不能直接溶于水，無法快速(比如1、2天內(nèi))從殼聚糖制備出大量改性土藻絮凝材料。只能事先生產(chǎn)儲備改性土壤懸漿，這種懸漿因?yàn)楹繕O大不僅不便于運(yùn)輸，更重要的是保質(zhì)期很短，夏季一般只有幾天就可能失效，不便于實(shí)際使用。 目前尚無任何公開技術(shù)可以生產(chǎn)出固態(tài)干粉狀的、可以即時溶于水制成懸漿并可以長期保存的改性沙、土藻絮凝材料。事實(shí)上蟹殼、蝦殼中所含的天然殼聚素在何種工藝條件下能轉(zhuǎn)化成多少具有架橋網(wǎng)捕功能的藻絮凝改性劑，其分子量大小如何控制特別是這些改性劑如何與天然砂土相互作用形成可絮凝沉降藻細(xì)胞的材料是十分復(fù)雜的，一般專業(yè)人士不知曉。目前尚無任何報道表明大量沙、土顆粒物是如何影響殼聚糖的合成機(jī)理，如何影響其分子量的大小，特別是如何將特定分子量的殼聚糖分子包裹于沙、土顆粒表面，從而形成具有藻絮凝功能的改性沙土干粉材料。目前尚無任何公開材料或技術(shù)說明如何由天然蟹殼、蝦殼和沙、土等原材料，一步生產(chǎn)出具有藻絮凝功能的改性沙、土材料的技術(shù)或工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種新的方法及工藝，可以用天然蟹殼、蝦殼和沙、土等原材料一步合成出具有藻絮凝功能的生態(tài)安全又廉價的改性土壤湖庫修復(fù)材料。本發(fā)明具有以下特征
1、本發(fā)明提出藻絮凝材料制備方法，其特征是由天然蟹殼、蝦殼和沙、土等原材料一步合成藻絮凝材料。2、根據(jù)上述1所述的方法，其特征在于天然蟹殼、蝦殼粉碎洗凈后先用一定濃度的鹽酸溶液浸泡一定時間，過濾水洗至中性，再用較低濃度的氫氧化鈉溶液在較低溫度的加熱條件下處理一定時間，過濾后再加入更濃的氫氧化鈉溶液在更高的加熱溫度條件下處理一段時間，取出固體水洗至中性，加入一定濃度的醋酸或鹽酸溶解所獲得的固體，取出溶解液加入到一定重量的具有一定粒度的沙子或土壤顆粒中，攪拌一定時間，然后干燥并粉碎，獲得改性沙、土藻絮凝材料干性粉狀材料。3、根據(jù)上述1和2所述的方法，其特征在于所述的改性土壤藻絮凝材料干性粉狀材料加入一定量的水稀釋后可直接噴灑到待處理的水體用于藻華絮凝治理。4、根據(jù)上述1和2所述的方法，其特征在于所述鹽酸的濃度為-15%，所述較低濃度的氫氧化鈉的濃度為5-30%，所述的較高濃度的氫氧化鈉的濃度為30%以上，所述的醋酸濃度時1 % -20%，所述的低的加熱條件是5-100攝氏度，所述的較高的加熱條件是 100-150攝氏度。5、根據(jù)上述1和2所述的方法，其特征在于通過調(diào)整一步合成法中的溫度、時間、 和濃度等參數(shù)可使改性土壤產(chǎn)品的絮凝性能直可調(diào)，而且可省略殼聚素、殼聚糖、以及改性沙土懸漿烘干的主要耗能步驟，可大大提高產(chǎn)品的絮凝性能并大大降低生產(chǎn)成本。
實(shí)施例蟹殼經(jīng)水洗、粉碎(粒度0. 5cm 2. Ocm)后，在室溫下先用一次廢鹽酸浸泡lh， 再用10%新鹽酸浸泡: 除鈣，過濾，濾餅水洗至中性，然后利用脫乙酰后的廢氫氧化鈉溶液(濃度為20% )在100°C下堿煮30min以脫去蛋白質(zhì)，然后在130°C下直接用50%氫氧化鈉溶液脫乙酰池。過濾并回收廢氫氧化鈉溶液，濾餅水洗至中性，然后用第一步酸洗所剩的鹽酸溶解固體濾餅，將溶解后的濾餅溶液倒入足夠重量粒度為180目的水洗砂中攪拌至半干，然后烘干、粉碎幾個干粉狀改性沙子藻絮凝材料。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明提出一種藻絮凝材料制備方法，其特征是由天然蟹殼、蝦殼和沙、土等原材料一步合成藻絮凝材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于天然蟹殼、蝦殼粉碎洗凈后先用一定濃度的鹽酸溶液浸泡一定時間，過濾水洗至中性，再用較低濃度的氫氧化鈉溶液在較低溫度的加熱條件下處理一定時間，過濾后再加入更濃的氫氧化鈉溶液在更高的加熱溫度條件下處理一段時間，取出固體水洗至中性，加入一定濃度的醋酸或鹽酸溶解所獲得的固體，取出溶解液加入到一定重量的具有一定粒度的沙子或土壤顆粒中，攪拌一定時間，然后干燥并粉碎，獲得改性沙、土藻絮凝材料干性粉狀材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的方法，其特征在于所述的改性土壤藻絮凝材料干性粉狀材料加入一定量的水稀釋后可直接噴灑到待處理的水體用于藻華絮凝處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的方法，其特征在于所述鹽酸的濃度為-15%，所述較低濃度的氫氧化鈉的濃度為5-30%，所述的較高濃度的氫氧化鈉的濃度為30%以上，所述的醋酸濃度時-20%，所述的較低的加熱條件是5-100攝氏度，所述的較高的加熱條件是100-150攝氏度。
5.根據(jù)上述1和2所述的方法，其特征在于通過調(diào)整一步合成法中的溫度、時間、和濃度等參數(shù)可使改性土壤產(chǎn)品的絮凝性能直可調(diào)，而且可省略殼聚素、殼聚糖、以及改性沙土懸漿烘干的主要耗能步驟，可大大提高產(chǎn)品的絮凝性能并大大降低生產(chǎn)成本。
全文摘要
本發(fā)明提出藻絮凝材料制備方法，其特征是由天然蟹殼、蝦殼和沙、土等原材料一步合成藻絮凝材料。其特征在于所述的改性土壤藻絮凝材料干性粉狀材料便于運(yùn)輸、保藏和使用，該產(chǎn)品可快速溶于水，加入一定量的水稀釋后可直接噴灑到待處理的水體用于藻華絮凝治理。
文檔編號C02F1/56GK102344193SQ20111019404
公開日2012年2月8日 申請日期2011年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月12日
發(fā)明者潘綱 申請人:潘綱