一种复合生态环保控藻剂控藻改善水质的方法

摘要

本发明公开了一种复合生态环保控藻剂控藻改善水质的方法，步骤是：A、区域选择：围起一个实验区；B、杀藻剂配制：双氧水用自来水稀释，置于阴凉处；C、絮凝剂的配制：将工业级的聚合硫酸铁配制成溶液，用水稀释；D、湖泊沉积物的制备：取湖底的沉积物，晒干粉碎，配制成悬浊液，将沉入底部的泥沙也搅动混入上层；E、杀藻剂的用量和喷洒条件：将稀释的H

说明书

技术领域

本发明涉及富营养化湖泊中蓝藻水华的去除和水质改善技术领域，更具体涉及一种复合生态环保控藻剂控藻改善水质和底质的方法，适合富营养化湖泊中蓝藻水华聚集严重的迎风岸或湖湾的水质改善。

背景技术

去除藻类与控制其生长是湖泊水库水体恢复与保护的难题，目前国际上采用的技术主要有三类：①工程方法：疏挖底泥、机械除藻、引水冲淤等，但治标不治本；②物理方法：超声波除藻，但能耗大且没有从根本上抑制藻的活性，且散碎的群体和单细胞絮凝效果更差，风浪下再悬浮后的增殖能力更强；③生物方法：如在湖泊的迎风岸种植高等沉水植物和挺水植物，但水体透明度和底质厌氧状态未改善，成活率很低，虽然时效长但见效慢，受自然气候影响较大。目前加入传统的化学杀藻剂、加入铁盐促进磷的沉淀、加入石灰脱氮等，但药剂用量大并易造成二次污染且透明度改善有限。这种兴盛一时的化学试剂杀藻方法也一度搁浅。本发明采用双氧水这种氧化性强、污染为零的化学试剂杀死蓝藻细胞，再配以一定量聚铁絮凝剂和湖泊沉积物将被杀死的蓝藻体絮凝沉降，从而降低水柱营养物浓度、提高水体透明度，为水体生态修复提供条件。该发明是一种绿色环保，经济效益高，可大面积、高效率除藻的方法，可以从种源上控藻。

发明内容

本发明目的是在于提供了一种利用复合控藻剂去除污染湖湾水体藻类水华的方法，方法简便，操作方便，成本低，水体中的藻类的去除效果十分明显，具有较高的环境、社会和经济效益。并通过该方法的实施改善湖泊的水质与底质，该方法处理效果好、零污染，适用于迎风岸湖湾等重污染湖区水体修复和底质氧化状态的改善，为高等植物移栽(或自然萌发)的生物修复技术提供前提条件。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

在湖泊的沿岸浅水带沉积有大量的高等植物种子库，由于蓝藻爆发和腐烂造成的透明的降低和底质缺氧状态使得种子库萌发条件受限，使得原本生态环境健康的迎风岸成为蓝藻的聚集衰亡区域进而演变成裸岸，水土流失严重，植被自然恢复演替困难，沿岸湖滨带生态系统服务价值迅速降低。为此申请人使用一种零污染的杀藻剂(双氧水，H₂O₂)杀藻并将其絮凝沉降，使水体的透明度得以改善，为沉水和挺水植被种子的自然萌发生长或人工种植构建合适的条件。但实验期间，下沉的蓝藻絮凝物松散的沉积在底泥表面，在风浪作用下再悬浮的比率较大(约34％)，透明度没有达到预期的改善。在实验设计重点提高絮凝沉降效果的指导方针下，增加了湖泊沉积物的使用。湖泊沉积物可以与藻体在聚合硫酸铁作絮凝剂的下形成稳定的结合，湖泊沉积物比重较大，使得整个絮凝体的沉降速率由原来的7.3cm/min上升到19.2cm/min，可以在短期内达到提高透明度的效果。且絮凝体在风浪的扰动下蓝藻再悬浮比率较小，约2％，风浪较小时，再悬浮比率不超过1％，这样可以在长期时间内保持较高的透明度，为高等植物的萌发和移栽生根提供时间上的保证。并且含氧絮凝物沉降到底泥表面形成一个富氧层，可以有效的抑制植物的烂根现象和营养盐，特别是磷营养的释放。

一种复合生态环保控藻剂控藻改善水质的方法，其步骤是：

A区域选择：先用软围隔(固体浮子式橡胶围油栏，市场有售)围起一个实验区或是直接在小水体实施控藻。围隔的作用是在大型湖泊的局部建成水质改善区，从而逐步的实现生态系统从浊水态向清水态的状态转换；

B杀藻剂配制：双氧水(H₂O₂，质量分数30％，工业级，各地市场均有售)用自来水或较清澈的水稀释10倍，稀释水的水温不宜过高，以(23-26)摄氏度为宜，将H₂O₂倒入稀释水中，轻搅混匀后置于阴凉处并及时使用；

C絮凝剂的配制：将工业级的聚合硫酸铁配制成20～25g/L的溶液，用水稀释，水也以自来水为宜，不能混入过多的有机质及悬浮物，以免影响絮凝效果；

D湖泊沉积物的制备：取巢湖湖底的沉积物(即底泥)，晒干或烘干后用粉碎机粉碎，再经过80目的分样筛选取较小的细小沉积物颗粒。将其配制成10g/L的悬浊液，并充分搅动，将沉入底部的泥沙也搅动混入上层；

E杀藻剂的用量和喷洒条件：将上述步骤B稀释的H₂O₂按1∶500的比例均匀地喷洒于表面水华的围隔中，喷洒时间以下午1:00～2:00阳光充足时为宜，喷头分流水柱的直径约为1mm，尽量缩短在空气中停留的时间，控制H₂O₂的挥发，喷洒的同时注意搅拌，搅拌方向为水平方向，使上表层的蓝藻与H₂O₂混合均匀；水华蓝藻光合活性F_v/F_m在1小时后由0.411迅速降到0.037，2小时后就降到0.014，直至完全丧失光合活性，且光合系统是不可逆失活，暗适应后光合活性不可恢复。

F沉积物悬浊液喷洒方法：将悬浊液按1∶25的比例雾喷式喷洒于水面，喷的同时及时搅拌，使水体表层漂浮的已失去光合活性的水华蓝藻残体与悬浊液混合均匀，搅动角度呈倾斜态，保证水体水平和垂直的混匀，也防止悬浊液过快的沉降；

G絮凝沉淀实施的方法：将聚合硫酸铁溶液以1∶1000的比例洒入水中，并及时搅动，充分混匀后静置，使其自然沉降。静置10分钟后，水体的水质即得以改善。此时水柱中悬浮叶绿素减少到处理前的5.3％，浊度降低到处理前的5.5％，透明度由不到10cm增加到1.5m以上，失活藻体沉降到泥水界面的比率达到93.1％，模拟大风浪扰动后水中叶绿素、浊度比率分别增加了0.8％和1.0％，这说明絮凝结合稳定，再悬浮的可能性很小；而藻细胞沉降比率达到96.8％，比扰动前增加了3.7％，这表明风浪扰动甚至促进了表层漂浮藻残体进一步沉降。

H、当蓝藻浓度过大时，透明度没有达到预期的要求时可以再按上述步骤酌量加入试剂重复杀藻絮凝一次。

本发明与现有技术比较有以下优点和效果：

1、建起可移动软围隔，可以转移重复利用杀藻，杀藻沉降操作方便，见效快；

2、H₂O₂杀藻后可分解为H₂O和O₂，不会造成水体的二次污染，Fe元素为地壳中的大量元素，可参与地球化学循环，且用量不大，不会形成湖区铁污染；

3、杀藻速度快，水华蓝藻光合活性Fv/Fm在1小时后迅速降到0.037，2小时后就降到0.014，完全丧失光合活性，且暗适应后光合活性不可恢复。蓝藻群体丧失了细胞活性，且显微镜观察群体不解聚，细胞不破裂，光合组织不可逆失活，即使再悬浮也不能作为种质资源进行繁衍；

4、湖泊沉积物与蓝藻在絮凝剂作用下形成稳定的复合体，不但加速了丧失活性藻体的下沉速度，而且有效地阻止了沉降蓝藻水华的再悬浮；

5、非常有效的提高了水体的透明度，使水体清澈见底，有利于后期的植被修复；

6、湖泊沉积物和藻体的絮凝复合体沉降在底质中，部分未完全反应的H₂O₂和强氧化性的Fe³⁺可以有效的改善底质的氧化还原状态，使超富营养化污染区泥——水界面的缺氧状态转变成富氧状态，有效的阻止了重营养负荷的底质中营养盐的继续释放。

7、按照杀藻絮凝的控藻流程操作后，静置10分钟后，水体的水质即得以改善。此时水柱中悬浮叶绿素减少到处理前的5.3％，浊度降低到处理前的5.5％，透明度由不到10cm增加到1.5m以上，失活藻体沉降到泥水界面的比率达到93.1％，模拟大风浪扰动后水中叶绿素、浊度比率分别增加了0.8％和1.0％，这说明絮凝结合稳定，再悬浮的可能性很小；而藻细胞沉降比率达到96.8％，比扰动前增加了3.7％，这表明风浪扰动甚至促进了表层漂浮藻残体进一步沉降。

具体实施方式

下面对本发明做进一步详细描述。

实施例1：

此种控藻絮凝改善水质的的方法如下：

一种复合生态环保控藻剂控藻改善水质的方法，其步骤是：

A、区域选择：在藻类水华污染严重的湖湾，选择其迎风岸区域，先用软围隔(固体浮子式橡胶围油栏，市场有售)围起一个约200亩的区或是直接在小水体实施控藻。围隔的作用是在大型湖泊的局部建成水质改善区，从而逐步的实现生态系统从浊水态向清水态的状态转换；

B、杀藻剂配制：双氧水(按每立方米湖水0.2L配置)(H₂O₂，质量分数30％，工业级，各地市场均有售)用自来水或较清澈的水稀释10倍，稀释水的水温不宜过高，以(23或24或25或26)摄氏度为宜，将H₂O₂倒入稀释水中，轻搅混匀后置于阴凉处并及时使用；

C、絮凝剂的配制：将工业级的聚合硫酸铁配制成20～25g/L的溶液，用水稀释，水也以自来水为宜，不能混入过多的有机质及悬浮物，以免影响絮凝效果；

D、湖泊沉积物悬浊液的制备：取巢湖湖底的沉积物(即底泥)，晒干或烘干后用粉碎机粉碎，再经过80目的分样筛选取较小的细小沉积物颗粒(含水量8％左右)。将其配制成10g/L的悬浊液，并充分搅动，将沉入底部的泥沙也搅动混入上层；

E、杀藻剂的用量和喷洒条件：将上述步骤(B)稀释的H₂O₂按1∶500的比例均匀地喷洒于表面水华的围隔中，喷洒时机应选择风浪不大、风速小于3m/s的阳光充足的下午1:00～2:00之间，喷头分流水柱的直径约为1mm，尽量缩短在空气中停留的时间，控制H₂O₂的挥发，喷洒的同时注意搅拌，搅拌方向为水平方向，使上表层的蓝藻与H₂O₂混合均匀，同时还可以水体表层风成环流为自然混匀力；阳光直射下杀藻两小时。水华蓝藻光合活性Fv/Fm在1小时后迅速降到0.037，2小时后就降到0.014，完全丧失光合活性，且暗适应后光合活性不可恢复；

F、沉积物悬浊液喷洒方法：杀藻两小时后可见表层藻体略显白化，此时加入配制的湖泊沉积物悬浊液。将悬浊液按1∶25的比例雾喷式喷洒于水面，喷的同时及时搅拌，使水体表层已失去光合活性的水华蓝藻残体与悬浊液混合均匀，搅动角度呈倾斜态，保证水体水平和垂直的混匀，也防止悬浊液过快的沉降；

G、絮凝沉淀实施的方法：在加入湖泊沉积物悬浊液充分混合、搅拌均匀的过程中即可加入聚合硫酸铁絮凝剂溶液。将聚合硫酸铁溶液以1∶1000的比例洒入水中，并及时搅动，充分混匀后静置，使其自然沉降。静置10分钟后，水体的水质即得以改善。此时水柱中悬浮叶绿素减少到处理前的5.3％，浊度降低到处理前的5.5％，透明度由不到10cm增加到1.5m以上，失活藻体沉降到泥水界面的比率达到93.1％，模拟大风浪扰动后水中叶绿素、浊度比率分别增加了0.8％和1.0％，这说明絮凝结合稳定，再悬浮的可能性很小；而藻细胞沉降比率达到96.8％，比扰动前增加了3.7％，这表明风浪扰动甚至促进了表层漂浮藻残体进一步沉降。底泥中的缺氧状态的改善相对较长，需要几个小时的反应；

F、当蓝藻浓度过大时，透明度没有达到预期的要求时可以再按上述步骤E、F、G重复杀藻絮凝一次。