本發(fā)明屬于水處理領(lǐng)域，涉及一種抑制藻類生長(zhǎng)的顆粒，更具體地涉及一種無機(jī)硼化合物復(fù)合抑藻顆粒。

背景技術(shù)：

隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，藻類除了為人類帶來了經(jīng)濟(jì)效益外，也為人類的發(fā)展帶來了許多阻礙和危害。比如由于水體富營(yíng)養(yǎng)化導(dǎo)致的藻華現(xiàn)象，不僅破壞了水生生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定，影響了水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，而且藻類死亡分解產(chǎn)生的羥胺和硫化物等對(duì)人類健康也構(gòu)成了威脅。而在工業(yè)用水，特別是在循環(huán)水系統(tǒng)中，藻類的聚集生長(zhǎng)會(huì)降低系統(tǒng)的工作效率，增加能源消耗，不利于長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。因此，如何高效、經(jīng)濟(jì)、安全的抑制藻類生長(zhǎng)是亟需解決的問題。

目前國(guó)際上采用的抑制藻類生長(zhǎng)的方法主要包括：一是物理方法，主要有機(jī)械打撈除藻、遮光除藻、超聲波法、氣浮法等；二是化學(xué)方法，如加入硫酸銅和氯化物抑藻，或鐵鹽配合銅鹽使用增強(qiáng)抑藻能力；三是生物方法，主要有動(dòng)物捕食法、微生物抑藻、植物抑藻等。就以上的方法而言，物理方法往往治標(biāo)不治本，只能作為對(duì)付突發(fā)性水體污染事件的應(yīng)急措施，且難以大面積使用；傳統(tǒng)的化學(xué)方法中，藻細(xì)胞易在化學(xué)藥品的影響下破裂，導(dǎo)致藻毒素被釋放到水中，危害人和水中生物的健康，且銅、鐵等重金屬容易造成水體二次污染；生物方法雖簡(jiǎn)單，但不適于在溶解氧低的水體以及工業(yè)用水中使用。

硼化合物是一類對(duì)人畜毒性很低、正常使用下的濃度對(duì)環(huán)境影響小和成本相對(duì)低的物質(zhì)，其白鼠口服半致死量id50為2000mg/kg。由于硼化合物與水形成的四羥基硼酸根離子能通過螯合細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外的基質(zhì)、抑制酶活性、改變生物膜功能等途徑來抑制生物體的生長(zhǎng)，因此硼化合物已被應(yīng)用于木材防腐、害蟲防治領(lǐng)域，如lloyd等（us2002146465)發(fā)明的一種含硼化合物木材防腐劑，其中含有銅或鋅、有機(jī)酸等物質(zhì)；lloyd等(wo2006026698)還發(fā)明了一種包含硼酸根物質(zhì)的害蟲防治組合物，所述組合物中除了硼化合物外，依然含有銅或鋅，以及有機(jī)載體；李志強(qiáng)等（“硼酸鹽化合物的合成及其處理木材的抗流失性和耐腐性”，北京中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院）合成出多種硼化合物，發(fā)現(xiàn)二癸基二甲基四氟硼酸銨和十二烷基二甲基芐基四氟硼酸銨抗白蟻效果好。但是由于這些硼化合物中廣泛添加各種助劑，如銅或鋅、有機(jī)酸、氨水等，使它們普遍存在大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)會(huì)對(duì)工人產(chǎn)生傷害，大面積使用時(shí)會(huì)造成環(huán)境二次污染的缺陷。所以，在現(xiàn)有研究基礎(chǔ)上，本發(fā)明提出一種利用更安全的無機(jī)硼化合物復(fù)合抑藻顆粒，改善水質(zhì)條件，緩解日益嚴(yán)重的缺水現(xiàn)象。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種使用方便、成本較低、對(duì)藻類抑制效果好、不會(huì)造成二次污染且適用于多種水質(zhì)條件中的無機(jī)硼化合物復(fù)合抑藻顆粒。

本發(fā)明的無機(jī)硼化合物復(fù)合抑藻顆粒含有海藻酸鈉、多硼酸鹽和硼酸，其中多硼酸鈉選自五硼酸鈉、十水合四硼酸鈉中的至少一種。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案：首先將多硼酸鹽和硼酸溶解于去離子水中，然后加入1.7%的海藻酸鈉，磁力攪拌直至海藻酸鈉完全溶解。

所述復(fù)合抑藻顆粒中，五硼酸鈉、十水合四硼酸鈉和硼酸的質(zhì)量百分比分別優(yōu)選為20%-45%、35%-60%、8%-20%，更優(yōu)選分別為35%-43%、40%-52%、8.5%-18%，最優(yōu)選分別為43%、40%、17%。

一種如前所述的復(fù)合抑藻顆粒制備方法，其步驟如下：

(1)將一定量的多硼酸鹽和硼酸加入到去離子水中，攪拌至完全溶解；

(2)向上述溶液中加入海藻酸鈉，磁力攪拌直至海藻酸鈉完全溶解，得到混合均勻的海藻酸鈉溶液；

(3)用蠕動(dòng)泵移取上述溶液滴入到不停攪拌的3%cacl2溶液中，得到固化為海藻酸鈣的凝膠球，在cacl2溶液中浸泡4-8h后取出，然后用去離子水反復(fù)沖洗，去除殘留的cacl2及其他雜質(zhì)；

(4)50-60℃干燥過夜，過5000目篩，得到無機(jī)硼化合物復(fù)合抑藻顆粒。

本發(fā)明的無機(jī)硼化合物復(fù)合抑藻顆粒在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，待處理水體與顆粒的用量體積(l)質(zhì)量(g)比為1:2-6。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)硼化合物能有效的抑制藻類生長(zhǎng)，且不會(huì)造成藻類細(xì)胞膜破裂，含毒素的胞內(nèi)物質(zhì)釋放，具有安全高效的特點(diǎn)；

(2)利用海藻酸鈉，將抑制藻類生長(zhǎng)的硼化合物制備成顆粒物，有利于運(yùn)輸，方便使用；

(3)以無機(jī)硼化合物、海藻酸鈉作為抑藻顆粒制備原料，材料易得價(jià)廉，水處理成本低；

(4)同時(shí)改善了環(huán)境水質(zhì)惡化以及工業(yè)用水缺水現(xiàn)象，具有“可持續(xù)發(fā)展”性。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的適宜性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限制。在附圖中：

圖1為本發(fā)明無機(jī)硼化合物復(fù)合抑藻顆粒；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1和實(shí)施例2中銅綠微囊藻的生長(zhǎng)抑制率；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例3和實(shí)施例4中小球藻的生長(zhǎng)抑制率；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例1-4中銅綠微囊藻和小球藻培養(yǎng)第10天時(shí)400倍光學(xué)顯微鏡圖。

具體實(shí)施方式

下面以具體實(shí)施例來說明無機(jī)硼化合物復(fù)合物對(duì)藻類生長(zhǎng)的抑制效果。

實(shí)施例1：在100ml去離子水中加入43%五硼酸鈉、40%十水合四硼酸鈉和17%硼酸，攪拌至完全溶解，再加入1.7%海藻酸鈉，磁力攪拌直至海藻酸鈉完全溶解，得到混合均勻的海藻酸鈉溶液，利用蠕動(dòng)泵移取海藻酸鈉溶液滴入到不停攪拌的3%cacl2溶液中，得到固化為海藻酸鈣的凝膠球，在cacl2溶液中浸泡4-8h后取出，然后用去離子水反復(fù)沖洗，去除殘留的cacl2及其他雜質(zhì)，50-60℃干燥過夜，過5000目篩，得到無機(jī)硼化合物復(fù)合抑藻顆粒。取1l在實(shí)驗(yàn)室用bg-11培養(yǎng)基培養(yǎng)的銅綠微囊藻藻液，初始藻細(xì)胞濃度為10⁸個(gè)/ml。向藻液中投加4.0g上述無機(jī)硼化合物復(fù)合抑藻顆粒，定期取樣以測(cè)定銅綠微囊藻的生物量，觀測(cè)經(jīng)復(fù)合抑藻劑處理后銅綠微囊藻的變化情況。結(jié)果如圖2(a)所示，從投加抑藻劑后第2天起，銅綠微囊藻的生物量開始減少，投藥的第1、2、3、4、5、6、8、10天銅綠微囊藻的生長(zhǎng)抑制率分別為13.79%、34.74%、50.37%、57.89%、65.75%、68.40%、75.28%、80.16%。利用普通光學(xué)顯微鏡進(jìn)行觀察，拍攝第10天經(jīng)過復(fù)合抑藻劑處理后的藻細(xì)胞圖片，如圖4(a)所示，發(fā)現(xiàn)銅綠微囊藻藻細(xì)胞沒有發(fā)生破裂。

實(shí)施例2：在100ml去離子水中加入39%五硼酸鈉、51%十水合四硼酸鈉和10%硼酸，攪拌至完全溶解，再加入1.7%海藻酸鈉，磁力攪拌直至海藻酸鈉完全溶解，得到混合均勻的海藻酸鈉溶液，利用蠕動(dòng)泵移取海藻酸鈉溶液滴入到不停攪拌的3%cacl2溶液中，得到固化為海藻酸鈣的凝膠球，在cacl2溶液中浸泡4-8h后取出，然后用去離子水反復(fù)沖洗，去除殘留的cacl2及其他雜質(zhì)，50-60℃干燥過夜，過5000目篩，得到無機(jī)硼化合物復(fù)合抑藻顆粒。取1l在實(shí)驗(yàn)室用bg-11培養(yǎng)基培養(yǎng)的銅綠微囊藻藻液，初始藻細(xì)胞濃度為10⁶個(gè)/ml。向藻液中投加3.5g上述無機(jī)硼化合物復(fù)合抑藻顆粒，定期取樣以測(cè)定銅綠微囊藻的生物量，觀測(cè)經(jīng)復(fù)合抑藻劑處理后銅綠微囊藻的變化情況。結(jié)果如圖2(b)所示，從投加抑藻劑后第2天起，銅綠微囊藻的生物量開始減少，投藥的第1、2、3、4、5、6、8、10天銅綠微囊藻的生長(zhǎng)抑制率分別為14.23%、30.95%、55.22%、69.67%、76.80%、81.52%、87.06%、87.57%。利用普通光學(xué)顯微鏡進(jìn)行觀察，拍攝第10天經(jīng)過復(fù)合抑藻劑處理后的藻細(xì)胞圖片，如圖4(b)所示，發(fā)現(xiàn)銅綠微囊藻藻細(xì)胞沒有發(fā)生破裂。

實(shí)施例3：在100ml去離子水中加入41%五硼酸鈉、48%十水合四硼酸鈉和11%硼酸，攪拌至完全溶解，再加入1.7%海藻酸鈉，磁力攪拌直至海藻酸鈉完全溶解，得到混合均勻的海藻酸鈉溶液，利用蠕動(dòng)泵移取海藻酸鈉溶液滴入到不停攪拌的3%cacl2溶液中，得到固化為海藻酸鈣的凝膠球，在cacl2溶液中浸泡4-8h后取出，然后用去離子水反復(fù)沖洗，去除殘留的cacl2及其他雜質(zhì)，50-60℃干燥過夜，過5000目篩，得到無機(jī)硼化合物復(fù)合抑藻顆粒。按循環(huán)水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)配水，向配水中添加在實(shí)驗(yàn)室用oecd培養(yǎng)基培養(yǎng)的小球藻，初始藻細(xì)胞濃度為10⁷個(gè)/ml。向1l上述藻液中投加4.0g上述無機(jī)硼化合物復(fù)合抑藻顆粒，定期取樣以測(cè)定小球藻的生物量，觀測(cè)經(jīng)復(fù)合抑藻劑處理后小球藻的變化情況。結(jié)果如圖3(a)所示，從投加抑藻劑后第2天起，小球藻的生物量開始減少，投藥的第1、2、3、4、5、6、8、10天銅綠微囊藻的生長(zhǎng)抑制率分別為27.07%、48.26%、55.12%、55.70%、62.05%、68.43%、76.79%、80.73%。利用普通光學(xué)顯微鏡進(jìn)行觀察，拍攝第10天經(jīng)過復(fù)合抑藻劑處理后的藻細(xì)胞圖片，如圖4(c)所示，發(fā)現(xiàn)小球藻藻細(xì)胞沒有發(fā)生破裂。

實(shí)施例4：在100ml去離子水中加入43%五硼酸鈉、40%十水合四硼酸鈉和17%硼酸，攪拌至完全溶解，再加入1.7%海藻酸鈉，磁力攪拌直至海藻酸鈉完全溶解，得到混合均勻的海藻酸鈉溶液，利用蠕動(dòng)泵移取海藻酸鈉溶液滴入到不停攪拌的3%cacl2溶液中，得到固化為海藻酸鈣的凝膠球，在cacl2溶液中浸泡4-8h后取出，然后用去離子水反復(fù)沖洗，去除殘留的cacl2及其他雜質(zhì)，50-60℃干燥過夜，過5000目篩，得到無機(jī)硼化合物復(fù)合抑藻顆粒。按循環(huán)水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)配水，向配水中添加在實(shí)驗(yàn)室用oecd培養(yǎng)基培養(yǎng)的小球藻，初始藻細(xì)胞濃度為10⁵個(gè)/ml。向1l上述藻液中投加3.0g上述無機(jī)硼化合物復(fù)合抑藻顆粒，定期取樣以測(cè)定小球藻的生物量，觀測(cè)經(jīng)復(fù)合抑藻劑處理后小球藻的變化情況。結(jié)果如圖3(b)所示，從投加抑藻劑后第2天起，小球藻的生物量開始減少，投藥的第1、2、3、4、5、6、8、10天銅綠微囊藻的生長(zhǎng)抑制率分別為43.33%、62.12%、65.73%、72.03%、74.03%、76.88%、80.51%、84.01%。利用普通光學(xué)顯微鏡進(jìn)行觀察，拍攝第10天經(jīng)過復(fù)合抑藻劑處理后的藻細(xì)胞圖片，如圖4(d)所示，發(fā)現(xiàn)小球藻藻細(xì)胞沒有發(fā)生破裂。