一种利用纳米气泡强化藻水分离的方法

本发明涉及一种利用纳米气泡强化藻水分离的方法，属于环境污染治理。

背景技术：

1、水体富营养化是一个世界性的问题，近年来由于湖泊、水库藻类季节性大规模暴发。蓝藻打捞已成为针对规模化蓝藻聚集的常用处理方式，2007年至今，太湖每年蓝藻打捞量逐年上升，蓝藻重灾区无锡水域仅2016年蓝藻打捞量就达到150万吨，常州武进区2020年6月份以来日打捞量都在2600吨以上。在大量含藻水处理过程中,新鲜的藻渣因其较高的含水率使得运输和后期处理成本都很高，同时蓝藻在处理过程中由于藻细胞破裂而释放的藻毒素往往会带来新的水环境问题。传统含藻水的处理技术不仅效率低，能耗高，还存在着二次污染的风险。

2、根据国内现有藻水分离工程应用分析，气浮法、混凝沉淀法和过滤法组合工艺已成为主流处理工艺。其中，气浮法对藻类去除率比较高，已成为主要的核心处理工艺单元，但传统气浮占地面积较大，能耗和药耗都比较大，且出水有一定药剂残留，会对水环境带来一定的污染。因此在藻水分离工艺研究过程中，应着重提高气浮表面负荷，降低占地面积，降低运行过程中药耗和能耗。另一方面，在混凝沉淀过程中，由于藻类细胞小，带负电，且细胞内含有气囊，在水中具有较强的稳定性，不易凝聚，直接采用混凝沉淀效果不理想，对末端过滤冲击较大，因此为了提高混凝效果，也需投加大量的传统混凝剂和助凝剂，藻渣中药剂残留量高，资源化利用过程中也存在一定环境风险。因此针对含藻水的处理，急需发展更为安全、高效率的处理方法。

技术实现思路

1、本发明提供一种利用纳米气泡强化藻水分离的方法用来克服现有技术中大量藻华打捞后藻水分离过程中效率低，药耗高，二次污染危害的缺陷。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

3、本发明公开了一种利用纳米气泡强化藻水分离的方法，包括将纳米气泡发生设备在气浮池原位产生纳米气泡引入藻水气浮过程，同时结合天然高分子聚合物的絮凝除藻材料来提高藻水分离的效率。

4、进一步的，所述纳米气泡具有粒径小、比表面积大、传质效率高、活性自由以及基产率高的特点，可消减蓝藻破裂产生的二次污染物，降低能耗和药耗。

5、进一步的，所述天然高分子聚合物为壳聚糖及其衍生物、甲壳素及其衍生物、阳离子淀粉及其他变性淀粉、微生物提取絮凝剂和植物提取絮凝剂。

6、进一步的，所述纳米气泡为空气、氧气、臭氧或氮气，不同气氛的纳米气泡。

7、进一步的，所述纳米气泡的粒径范围10～500nm，浓度范围106～108particles/ml。

8、进一步的，所述纳米气泡产生活性氧自由基，其包括羟基自由基、单线态氧和超氧自由基，能够促进藻类衍生物藻毒素的降解。

9、进一步的，所述藻水分离的藻为淡水藻或海水藻，所述淡水藻包括蓝藻、绿藻和火硅藻；所述海水藻包括米氏凯伦藻、中肋骨条藻和亚历山大藻。

10、本发明所达到的有益效果是：将纳气泡气浮代替传统的气浮过程，提升传质效果，减少占地面积，同时由于纳米气泡溃灭时能产生大量活性自由基，氧化效果增强，实现同步消减蓝藻破裂产生的二次污染物，且纳米气泡安全无污染，可大大降低能耗和药耗，同时结合生态安全的天然高分子絮凝剂，进一步提高藻水分离的效率，降低藻资源化利用过程中的环境风险。

技术特征：

1.一种利用纳米气泡强化藻水分离的方法，其特征在于，包括将纳米气泡发生设备在气浮池原位产生纳米气泡引入藻水气浮过程，同时结合天然高分子聚合物的絮凝除藻材料来提高藻水分离的效率。

2.根据权利要求1所述的利用纳米气泡强化藻水分离的方法，其特征在于，所述纳米气泡具有粒径小、比表面积大、传质效率高、活性自由以及基产率高的特点，可消减蓝藻破裂产生的二次污染物，降低能耗和药耗。

3.根据权利要求1所述的利用纳米气泡强化藻水分离的方法，其特征在于，所述天然高分子聚合物为壳聚糖及其衍生物、甲壳素及其衍生物、阳离子淀粉及其他变性淀粉、微生物提取絮凝剂和植物提取絮凝剂。

4.根据权利要求1所述的利用纳米气泡强化藻水分离的方法，其特征在于，所述纳米气泡为空气、氧气、臭氧或氮气的纳米气泡。

5.根据权利要求1所述的利用纳米气泡强化藻水分离的方法，其特征在于，所述纳米气泡粒径范围10～500nm，浓度范围106～108particles/ml。

6.根据权利要求1所述的利用纳米气泡强化藻水分离的方法，其特征在于，所述纳米气泡产生活性氧自由基，其包括羟基自由基、单线态氧和超氧自由基，能够促进藻类衍生物藻毒素的降解。

7.根据权利要求1所述的利用纳米气泡强化藻水分离的方法，其特征在于，所述藻水分离的藻为淡水藻或海水藻，所述淡水藻包括蓝藻、绿藻和火硅藻；所述海水藻包括米氏凯伦藻、中肋骨条藻和亚历山大藻。

技术总结本发明公开了一种利用纳米气泡强化藻水分离的方法，包括将纳米气泡发生设备在气浮池原位产生纳米气泡引入藻水气浮过程，同时结合天然高分子聚合物的絮凝除藻材料来提高藻水分离的效率；将纳气泡气浮代替传统的气浮过程，提升传质效果，减少占地面积，同时由于纳米气泡溃灭时能产生大量活性自由基，氧化效果增强，实现同步消减蓝藻破裂产生的二次污染物，且纳米气泡安全无污染，可大大降低能耗和药耗，同时结合生态安全的天然高分子絮凝剂，进一步提高藻水分离的效率，降低藻资源化利用过程中的环境风险。技术研发人员：黄振华,王蕾,徐圣君,郑效旭,王靖霖,徐哲,徐圣明,何怡,庄绪亮受保护的技术使用者：中国科学院生态环境研究中心技术研发日：技术公布日：2024/7/23