基于青蒿提取物改性的除藻剂及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明设及除藻剂，具体地，设及基于青葛提取物改性的除藻剂及其制备方法和 应用。
【背景技术】
[0002] 水华的发生伴随着藻类的大量爆发，有效去除藻类是控制水华规模、减少水华危 害的直接途径。经长期的研究与实践，形成了 W物理、化学、生物为手段的=类主要除藻技 术。
[0003] 物理法可W分为去除法和灭杀法，前者是通过一定的物理方法直接去除藻细胞或 降低其含量，主要包括引水换水、机械除藻、过滤除藻、气浮除藻和活性炭吸附等;后者是使 用物理手段直接或间接杀死水体中的藻，主要方法有遮光处理、电解除藻、紫外线照射和超 声波处理等。物理法能够有效去除藻类，不会产生二次污染，但需要昂贵的费用，所W只能 用于小水体和大水体的局部水域。
[0004] 化学法主要是化学灭杀法。化学灭杀法一般是通过投加药剂，抑制藻细胞的生理 功能，破坏藻细胞的结构，使藻细胞灭活甚至解体，从而达到杀死藻类。主要药剂有强氧化 剂(液氯、过氧化氨、臭氧、高儘酸钟等）、硫酸铜等。化学法除藻效果好、成本低，但专一性 差，且二次污染严重。
[0005] 生物法除藻指利用微生物、植物和动物控制藻类。微生物法是通过投加微生物降 解水中营养物质，或投加隧藻微生物直接降解藻细胞。植物法是人工栽种水生高等植物，对 水体营养盐进行控制；另一方面是通过植物释放的化感物质来抑制水体中的藻类。动物法 通常是放养水生动物如滤食性鱼类，来吞食水体中的藻类。生物除藻的生态安全性高、成本 低，但往往见效慢、作用周期长，其中微生物隧藻虽见效快，但生态安全性有待商権。
[0006] 当然，除了上述=种除藻方法，还存在物理化学方法。物理化学方法主要采取絮凝 沉淀、加药气浮等措施。絮凝沉淀法是目前应用最广泛的水处理方法之一，指在絮凝剂的作 用下，使水中的胶体和藻体凝聚成絮凝体、沉淀沉降，然后予W分离去除。除藻常用的絮凝 剂一般有无机高分子絮凝剂(天然黏±、侣盐、铁盐、聚合氯化侣等）、有机高分子絮凝剂(壳 聚糖、改性淀粉等）、微生物絮凝剂。侣盐和铁盐无机絮凝剂絮凝性能受水体的抑影响较大。 聚合氯化侣对藻细胞有较好的絮凝效果，侣易生物富集，次生危害严重;铁盐易增加水体色 度。微生物絮凝剂具高效、无毒、易生物降解等独特的优点，但目前大多处于菌种的筛选阶 段，且成本很高，无法适应于工业化生产的需要。
[0007] 较为典型的絮凝剂为天然黏±絮凝除藻，利用天然黏±可^与藻细胞结合并形成 絮体沉降至水体底部，在运个过程中或直接杀死藻细胞、或吸附营养盐、或影响其光合作用 使藻细胞失去耐W生长的条件等间接除藻。天然黏±矿物除藻在成本、对环境和非赤潮或 水华生物影响等方面优于其他除藻方法，但因溶胶性质差，迅速凝聚、沉淀藻类的能力低， 需大量撒播，给大面积治理藻类污染带来原料和渺渣量过大的问题。
[000引相对于天然黏±絮凝剂，改性黏±絮凝除藻效果更好，改性黏±絮凝除藻W天然 黏±矿物为基础，对其进行各种改性，W提高黏±絮凝除藻的能力。是使用壳聚糖对黏±进 行包覆改性，目的是利用壳聚糖改变黏±颗粒表面特性和电性，提高黏±絮凝去除藻细胞 的能力。改性和复合黏±除藻能显著提高黏±的除藻效率且降低黏±的用量，但是改性后 的黏±通常会给环境产生一些有毒有害的物质。
[0009] 现有技术中较为成熟的改性黏±絮凝剂是使用壳聚糖对黏±(或高岭±、膨润± 等)进行包覆改性，目的是利用壳聚糖改变黏±颗粒表面特性和电性，提高黏±絮凝去除藻 细胞的能力。壳聚糖具有高分子聚合物特有的粘结、架桥、絮凝作用，而且由于其分子链上 分布着大量的游离氨基，在溶液中可质子化，从而使其分子链带上大量的正电荷。壳聚糖分 子链上的阳离子活性基团可与带负电荷的藻细胞相互吸引，中和并降低藻细胞的表面负电 荷，同时压缩了藻细胞的扩散层而使藻细胞脱稳凝聚，并借助于壳聚糖高分子链的粘结架 桥作用而絮凝沉降。经过壳聚糖包覆改性后的黏±，既能通过壳聚糖的粘结架桥作用絮凝 藻细胞，又能通过其表面电性的改变，凝聚带负电的藻细胞，同时具有了粘结架桥和电中和 双重作用，使黏±絮凝除藻的能力大幅度提高。虽然使用壳聚糖改性后的黏±除藻效果好 且对环境的影响低，但当在治理水华时往往要投加大量的黏±，而壳聚糖的价格相对较高， 运就使得成本偏高，运是现有技术中亟需解决的问题。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的是提供一种基于青葛提取物改性的除藻剂及其制备方法和应用，通 过该方法制得的除藻剂具有优异的除藻效果且对环境友好，同时该除藻剂的制备方法步骤 简单、成本低廉。
[0011] 为了实现上述目的，本发明提供了一种基于青葛提取物改性的除藻剂的制备方 法，包括：
[0012] 1)将青葛粉末浸泡于水中，接着过滤、取滤液蒸发结晶W制得青葛提取物；
[0013] 2)将青葛提取物溶于水中W制得青葛提取物溶液；
[0014] 3)将青葛提取物溶液与气相白炭黑混合W制得基于青葛提取物改性的除藻剂。
[0015] 本发明还提供了一种基于青葛提取物改性的除藻剂，该除藻剂根据上述的方法制 备而得。
[0016] 本发明进一步提供了上述的除藻剂在在净化水质过程中的应用。
[0017] 通过上述技术方案，本发明的除藻剂的除藻原理如图1所示，利用气相白炭黑对青 葛提取物进行改性形成除藻剂。该除藻剂能够集化感杀藻、藻吸附、混凝藻残体功能于一 体，如将藻细胞的细胞膜溶解破裂、残体被吸附絮凝、形成团聚体并最终成为混凝体沉淀。 由于青葛提取物、气相白炭黑均是对环境友好的物质，进而使得该除藻剂在具有高除藻效 率的基础上，完全符合环保的理念。另外，该除藻剂的制备方法中步骤简单，并且能够自自 然界中进行取材，廉价易得，极大地节约了生产成本。
[0018] 本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予W详细说明。
【附图说明】
[0019] 附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具 体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0020]图I是本发明的提供的除藻剂的除藻原理图；
[0021 ]图2是应用例1中除藻剂的除藻效果的实时跟踪图；
[0022] 图3是应用例1中除藻率统计图；
[0023] 图4是检测例1中对照组的扫描电镜图；
[0024] 图5是检测例1中处理组1的扫描电镜图；
[0025] 图6是检测例1中处理组2的扫描电镜图；
[0026] 图7是检测例1中处理组4的扫描电镜图。
【具体实施方式】
[0027] W下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体 实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0028] 本发明提供了一种基于青葛提取物改性的除藻剂的制备方法，包括：
[0029] 1)将青葛粉末浸泡于水中，接着过滤、取滤液蒸发结晶W制得青葛提取物；
[0030] 2)将青葛提取物溶于水中W制得青葛提取物溶液；
[0031] 3)将青葛提取物溶液与气相白炭黑混合W制得基于青葛提取物改性的除藻剂。
[0032] 在本发明的步骤1)中，各物料的用量可W在宽的范围内选择，但是为了进一步提 高青葛提取物的提取率，优选地，在步骤1)中，相对于100g的水，青葛粉末的用量为2-6g。
[0033] 在本发明的步骤1)中，浸泡条件可W在宽的范围内选择，但是为了进一步提高青 葛提取物的提取率，优选地，在步骤1)中，浸泡至少满足W下条件:浸泡溫度为20-25°C，浸 泡时间为11-1化。
[0034] 在本发明的步骤1)中，蒸发结晶的溫度可W在宽的范围内选择，但是为了进一步 提高青葛提取物的提取率，优选地，在步骤1)中，蒸发结晶的溫度为25-35°C。
[0035] 在本发明的步骤1)中，青葛粉末的粒径可W在宽的范围内选择，但是为了进一步 提高青葛提取物的提取率，优选地，在步骤1)中，青葛粉末的粒径不小于100目。
[0036] 另外，步骤1)中的浸泡工序可W-步进行，也可W分步进行，为了进一步提高青葛 提取物的提取率，优选地，浸泡的具体步骤为: