改性粘土除磷剂的降磷原理及现场试验

控制蓝藻稀土吸附海畅清“改性粘土除磷剂”应用及实验
 
一、蓝藻形成背景及相关知识
蓝藻的形成主要是由于水体中氮、磷营养物质的富集，引起藻类及其它浮游生物迅速繁殖，而相继出现的水体溶氧、生物多样性降低及产生大量异味的水体富营养化现象，并最终导致鱼类或其他生物大量死亡，水质恶化。
富营养化的指标主要有营养因子、环境因子和生物因子三类。其中营养因子是其根本原因，主要以氮、磷最为关键；其内在联系表现为：

（chla指叶绿素a，SD指透明度）。
磷有着不同于有机物、氮、硫的性质，无论它是氧化态或还原态都极难以被转化成气态而转移到大气中，一般只能通过物化法和生物法把它浓缩到难溶或不溶于水的固体之中，再进一步与水分离，从而实现除磷过程。
 
二、海畅清“改性粘土除磷剂”作用原理
     现阶段，常用的除磷方法包括生物、化学及物理吸附三种。生物除磷技术有厌氧/好氧工艺，如聚磷菌工艺的研究是当前的热点，但其受污水温度及酸碱度影响较大，往往需要二次除磷处理。化学除磷原理是通过投加化学药剂形成不溶性磷酸盐沉淀物，包括钙盐、铁盐和铝盐等，常用的是石灰、硫酸铝、铝酸钠、硫酸铁、硫酸亚铁及氯化亚铁等；但其除磷效率不高、对水体pH值要求也较高。
吸附法除磷是利用某些多孔或比表面积大的固体物质对水中磷酸根离子的吸附亲和力来实现污水中磷的去除。其中又包含物理吸附、离子交换形式的化学吸附及其固体表面沉积过程。“改性粘土除磷剂”的组成成分由自然界的粘土（膨润土）和稀土镧系元素组成，膨润土主要成份是氧化硅和氧化铝，含少量氧化钙、氧化镁、氧化铁等。镧系元素是自然界中普遍存在元素，在医药领域用于治疗人体内磷酸盐过多等疾病。“改性粘土除磷剂”中粘土部分是镧系元素的一个载体，镧系元素本身不溶于水，与磷酸盐结合形成不溶性磷酸盐，进而被锁在膨润土中。
“改性粘土除磷剂”通过两种途径发挥效力：首先“改性粘土除磷剂”在其下沉的过程中，吸收水体中的可溶性磷酸盐；其次当“改性粘土除磷剂”穿过整个水体后，能在水体底部底泥上形成一层覆盖层，阻止水体的二次污染-，在“改性粘土除磷剂”的处理区域，即使在水体底部由于所处的环境条件的改变而使部分可溶性磷酸盐再次释放出来，但由于其上有一层约为1～3mm厚的覆盖层，能及时有效地捕获可溶性磷酸盐，从而使其不能重新释放到水体中而造成对水体的二次污染。而在未经“改性粘土除磷剂”处理的区域，即便是原先沉淀下来的PO₄^3-在其所处的环境发生变化时，也会变成可溶性的PO₄^3-而重新释放到水体中，从而造成对水体的二次污染，大量沉淀的PO₄³重新释放到水体中可能会造成水体的富营养化，从而导致蓝藻暴发。
可溶性磷酸盐一旦与“改性粘土除磷剂”结合，就不再具有生物可利用性，即不能被藻类的生长和繁殖所利用。据研究，低氮磷比有利于蓝藻进行固氮作用，高氮磷比则有利于绿藻繁殖。国外一些学者认为，氮磷比接近30：1能有效控制固氮蓝藻的暴发。“改性粘土除磷剂”正是通过调整水体的氮磷比来改善藻类的种群结构的，当氮磷比大于30时，绿藻（有益藻）就可以逐步取代有害的蓝藻而成为优势种群。
 
 
 
 
 
三、实验室实验数据
为进一步评估海畅清“改性粘土除磷剂”产品效果，先在实验室内进行粗放的模拟蓝藻处理实验。实验共设计四个浓度梯度（空白、0.5、1、2ppm），通过观察48h内磷酸盐含量变化，及肉眼观察藻类颜色、丰度等初步判断该产品的功效。
 
第一天：

24h后：

48h后：

 
 
 
 
 
 
 
 
 
四、结果
如上图表示，结果发现：
1、 不同浓度处理组和空白组pH值在实验48h内无显著性变化；氨氮值在
观察48h时间内，均显著性降低；但其拐点不同，实验组（0.5、1、2ppm）在24h时，检测发现氨氮值均显著下降；空白组至48h时才显著下降。磷酸盐含量在48h内均呈现下降趋势，其中3#（2ppm）组在24h检测时，已显著性降低，其他组至48h检测时，显著性降低。
2、从藻类图片变化可以看出，高浓度处理组（2ppm）在实验开始24h后，上层已明显变清；其它实验组（1#、2#）在24h内缓慢澄清，至48h观察时，较清；对照组在48h内，略微变清。
五、池塘试验状况
雄安地区池塘
1.池塘取水实验对照
小瓶对照结果，使用产品后蓝藻明显降低，24h后水体澄清！

   
2.池塘对照及实验
 
 
大塘使用“改性粘土除磷剂”产品后，24h观察，水体70%明显澄清，蓝藻明显减少！
实验结果证实，一定浓度的 “改性粘土除磷剂”可处理由高浓度水体氮、磷富营养化所造成的蓝藻、水华等现象。

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