本發(fā)明涉及水體治理，尤其涉及一種利用天然礦物提取液同時(shí)高效去除富營養(yǎng)化水體中磷酸鹽和藻類的方法。

背景技術(shù)：

1、目前水體富營養(yǎng)化的現(xiàn)象仍然突出，且在人力物力財(cái)力大量投入的情況下治理效果不能長效自維持。水中氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)過多會(huì)導(dǎo)致藻類過度生長消耗水中的氧氣，水體缺氧，可能引發(fā)水體的酸化、水母暴發(fā)、魚類大量死亡等問題，此外，藻類死亡后分解產(chǎn)生的有機(jī)物會(huì)進(jìn)一步降低水體的氧氣含量，造成水質(zhì)惡化。因此，尋找一種有效的方法來快速去除水中藻類、降低水體中磷酸鹽的濃度，具有重要的工程實(shí)踐和應(yīng)用價(jià)值。

2、目前，最常用的方法是物理法和化學(xué)法。物理法利用吸附材料捕獲磷，或人工打撈水藻，成本較高、不易大規(guī)模采用；化學(xué)法是向水體中投入藥劑，但該反應(yīng)過程中死亡的藻類可能會(huì)釋放藻毒，且形成的化合物可能會(huì)導(dǎo)致重金屬富集，從而產(chǎn)生二次污染。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明意在提供一種利用天然礦物提取液同時(shí)高效去除富營養(yǎng)化水體中磷酸鹽和藻類的方法，以解決物理法治理水體富營養(yǎng)化成本較高、不易大規(guī)模采用及化學(xué)法極易造成二次污染的問題。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種利用天然礦物提取液同時(shí)高效去除富營養(yǎng)化水體中磷酸鹽和藻類的方法，所述方法包括以下步驟：

4、s1、破碎富含功能物質(zhì)的天然礦物，使用含有鐵硫氧化細(xì)菌的水溶液對(duì)破碎礦物進(jìn)行持續(xù)淋濾，獲得天然礦物提取液；

5、s2、對(duì)天然礦物提取液充分曝氣，直至溶液顏色變?yōu)榧t褐色，出現(xiàn)微小懸浮絮體和具有殺藻作用的金屬鹽；

6、s3、將紅褐色天然礦物提取液按比例添加至含有較高濃度磷酸鹽及豐富藻類的富營養(yǎng)化水體中，使天然礦物提取液中的功能物質(zhì)和水中的溶解性磷酸鹽共沉去除，同時(shí)天然礦物提取液和藻類及共沉的磷酸鹽顆粒會(huì)繼續(xù)聚合，形成懸浮絮體及較大的團(tuán)聚體沉淀，實(shí)現(xiàn)磷酸鹽和藻的同步高效去除。

7、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述的天然礦物為富含功能物質(zhì)鐵、鋁的高硫煤矸石。

8、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，在所述步驟s1中，破碎后的天然礦物為粒徑≤2cm的塊狀或粉末。

9、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，在所述步驟s1中，將破碎礦物放置于底部有孔并鋪設(shè)50-200目過濾網(wǎng)的容器中，進(jìn)行持續(xù)淋濾，至獲得黃褐色溶液。

10、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，在所述步驟s1中，所述的含有鐵硫氧化細(xì)菌的水溶液，其添加量為0.1-1.0％(m:v，硫鐵氧化細(xì)菌:水)。

11、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，在所述步驟s2中，所述的紅褐色天然礦物液，ph為2-4，其中鐵、鋁濃度百分比范圍為fe3+10-30％，al3+6-8％。

12、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，在所述步驟s3中，所述天然礦物提取液的添加量為水體的5-10％(v:v，天然礦物提取液:水體)。

13、本技術(shù)方案的原理及有益效果：

14、1、本發(fā)明利用天然礦物提取液中的硫酸鋁、硫酸鐵等金屬鹽可與藻細(xì)胞中的蛋白結(jié)合使其變性生成沉淀，同時(shí)還可吸附絮凝水中溶解性磷酸鹽，在重力沉降的過程中形成更大的團(tuán)聚體卷掃水中其他雜質(zhì)，從而達(dá)到高效凈水、去除水中的藻類和磷酸鹽的目的。

15、2、本發(fā)明采用天然原料，具有來源廣泛、操作簡便、快速高效、經(jīng)濟(jì)效益高及運(yùn)行成本低的特點(diǎn)，且無需復(fù)雜苛刻的制備條件和復(fù)雜的儀器設(shè)備，全程無需任何化學(xué)試劑和耗材，不會(huì)產(chǎn)生二次污染。自然界中存在大量的天然礦物提取液，這些提取液因長時(shí)間與礦石接觸而富含各種金屬離子可殺死藻類抑制其生長，同時(shí)還含有鐵鋁化合物可高效吸附絮凝水中磷酸鹽。實(shí)現(xiàn)了天然礦物提取液的資源化價(jià)值，為其帶來了一種高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的解決方案。

技術(shù)特征：

1.一種利用天然礦物提取液同時(shí)高效去除富營養(yǎng)化水體中磷酸鹽和藻類的方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用天然礦物提取液同時(shí)高效去除富營養(yǎng)化水體中磷酸鹽和藻類的方法，其特征在于：所述的天然礦物為富含功能物質(zhì)鐵、鋁的高硫煤矸石。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用天然礦物提取液同時(shí)高效去除富營養(yǎng)化水體中磷酸鹽和藻類的方法，其特征在于：在所述步驟s1中，破碎后的天然礦物為粒徑≤2cm的塊狀或粉末。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用天然礦物提取液同時(shí)高效去除富營養(yǎng)化水體中磷酸鹽和藻類的方法，其特征在于：在所述步驟s1中，將破碎礦物放置于底部有孔并鋪設(shè)50-200目過濾網(wǎng)的容器中，進(jìn)行持續(xù)淋濾，直至獲得黃褐色溶液。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用天然礦物提取液同時(shí)高效去除富營養(yǎng)化水體中磷酸鹽和藻類的方法，其特征在于：在所述步驟s1中，所述的含有鐵硫氧化細(xì)菌的水溶液，其添加量為0.1-1.0％(m:v，硫鐵氧化細(xì)菌:水)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用天然礦物提取液同時(shí)高效去除富營養(yǎng)化水體中磷酸鹽和藻類的方法，其特征在于：在所述步驟s2中，所述的紅褐色天然礦物液，ph為2-4，其中鐵、鋁濃度百分比范圍為fe3+10-30％，al3+6-8％。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用天然礦物提取液同時(shí)高效去除富營養(yǎng)化水體中磷酸鹽和藻類的方法，其特征在于：在所述步驟s3中，所述天然礦物提取液的添加量為水體的5-10％(v:v，天然礦物提取液:水體)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種利用天然礦物提取液同時(shí)高效去除富營養(yǎng)化水體中磷酸鹽和藻類的方法，涉及水體治理技術(shù)領(lǐng)域，該方法包括以下步驟：S1、破碎富含功能物質(zhì)的天然礦物，使用含有鐵硫氧化細(xì)菌的水溶液對(duì)破碎礦物進(jìn)行持續(xù)淋濾，獲得天然礦物提取液；S2、對(duì)天然礦物提取液進(jìn)行充分曝氣，直至溶液顏色變?yōu)榧t褐色，且出現(xiàn)微小懸浮絮體及具有殺藻作用的金屬鹽；S3、將紅褐色天然礦物提取液按比例添加至含有較高濃度磷酸鹽及豐富藻類的富營養(yǎng)化水體中，實(shí)現(xiàn)磷酸鹽和藻的同步高效去除。本發(fā)明使用天然原料，來源廣泛，價(jià)格低廉，不產(chǎn)生二次污染，且無需復(fù)雜苛刻的制備條件和復(fù)雜的儀器設(shè)備，達(dá)到高效凈水、去除水中的藻類和磷酸鹽的目的，值得推廣使用。

技術(shù)研發(fā)人員：吳永貴,薛蓉杰,強(qiáng)一彬,李夏琳,彭小裕,王梓琪,吳宇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：貴州大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10