阿尔益复合硅酸铝水处理剂.pdf

水利部重点推广项目：复合硅酸铝水处理剂治藻技术介绍阿尔益复合硅酸铝水处理剂系列产品是四川瑞泽科技有限责任公司在中国工程院士李东英总顾问指导下， 研究成功并通过四川省科技成果鉴定验收的科技成果（川科鉴字【2008】笫 086号），按照经四川省质量技术监督局审查备案的《阿尔益复合硅酸铝水处理剂》企业标准和四川省卫生厅《四川省涉及饮用水卫生安全卫生许可批件》该系列技术已经被四川省政府列入重大产业化项目、战略性新兴产业重大项目予以支持针对水污染治理复杂性的特点， 阿尔益复合硅酸铝水处理剂系列包括治污剂型、除蓝藻剂型（以下简称除蓝藻剂）和饮用水处理剂型三个品种，其安全性、功能性、有效性、持续性是其它技术和产品不能比拟的，旨在为水污染治理和水生态修复做出贡献一、基本原理从认识蓝藻开始 ：蓝藻门藻类植物是能进行光合作用放氧的原核生物，由单细胞个体或群体，或为细胞成串排列组成藻丝 （细胞列）的丝状体，不分枝、假分枝或真分枝具核质，无核膜；色质区主要由类囊体及其有关结构，藻胆体和糖原颗粒等所组成, 具叶绿素 a、藻胆素、胡萝卜素、 类胡萝卜素等光合色素， 但无叶绿体膜， 不形成叶绿体；具细胞壁蓝藻有极大的适应性,分布很广。

淡水和海水中，潮湿和干旱的土壤或岩石上、树干和树叶上，温泉中、冰雪上，甚至在盐卤池、岩石缝中都有它们的踪迹；有些还可穿入钙质岩石或介壳中（如穿钙藻类）或土壤深层中（如土壤蓝藻），所以，一些地方及蓝藻称之为“牛皮癣”蓝藻细胞壁主要由两层组成， 内层为肽聚糖层， 外层为脂蛋白层， 两层之间为周质空间，含有脂多糖和降解酶， 胞壁外往往包有多糖构成的粘质胶鞘或胶被胞壁内有原生质膜，膜内原生质较稠， 可分为两个主要区域， 即周围的有光合色素的色质区和中央的无色的中心质区中心质区有 DNA微丝，但无碱性蛋白（组蛋白）核糖体在整个细胞中均有分布，但在中央区周围较为密集原生质中常具有大小不等的强反光颗粒，如多磷酸体，多面体（羧化酶体），蓝藻体（天门冬氨酸和精氨酸聚合体的结晶，又称结构颗粒），多聚糖体（又称蓝藻淀粉或糖原） 等浮游蓝藻往往有伪空胞 （又称气泡），为两端呈锥形的具单层蛋白质膜的空管成束排列所组成，有遮强光和漂浮的功能 蓝藻的光合色素是叶绿素a, 藻胆素（藻蓝素、别藻蓝素、藻红素和藻红蓝素），及多种类胡萝卜素它能采收光能，以水作为电子来源进行光合作用，固定CO2放出氧气它和其他植物一样，进行自养生活。

细胞以直接分裂增殖， 分裂时，细胞中部的膜和内胞壁向内增生， 将细胞一隔为二细胞分裂方式，大体可分为3 类：①三向分裂 , 成单细胞群体，如微囊藻属，或立方形群体，如立方形藻②两向分裂，成平板状群体如平列藻属，或假薄膜组织状，如石囊藻属③单向分裂，成单细胞个体，或成丝状的蓝藻，如念珠藻目的种类丝状蓝藻往往断裂成短的细胞列 (5 ～15 个细胞 ), 称为段殖体（或称连锁体、藻殖段），有较大的滑动能力，可以继续分裂而成新的丝状体 某些种类则由于藻丝体中个别细胞溶解和脱水成为分离盘，藻丝在此处断裂而形成段殖体蓝藻除细胞分裂增殖外， 也进行无性生殖， 形成内生孢子， 又称小孢 , 如皮果藻属；有些形成外生孢子 ,如管孢藻属，有些丝状蓝藻则形成厚壁孢子,或称孢子 , 如念珠藻目厚壁孢子有各种形状和产生的部位，为分类的重要标准之一， 它一般比营养细胞大， 细胞壁厚，孢子内贮存大量的蓝藻体、多肽和糖原，内含物丰富，有较强的抵抗外界不良环境的能力新材料攻克难题 ：针对蓝藻属于原核生物的生长繁殖规律，通过多年实验研究， 为避免常规用硫酸铜及化学物质除蓝藻治标不治本的问题，选择本身具有丰富的电子结构的天然镧铈化合物，它能表现出许多光、电、磁的特性。

镧铈化合物具有未充满的4F电子层结构的特性，及由此而产生的多种多样的电子能级、具有中子俘获截面积大的特征，从而使处理剂产生很强的吸附性、穿透性和降解能力 当镧铈化合物纳米化后， 表现出许多特性， 如小尺寸效应、 高比表面效应、 量子效应、 极强的光、 电、磁性质、超导性、高化学活性等， 能大大提高材料的性能和功能除藻活性剂以具有高活性度、较强吸附功能的三氧化二铝、 二氧化硅作载体， 形成复合材料后镧铈的催化、 催渗效应与硅酸铝的吸附、絮凝效应互相促进，优势互补，其除蓝藻的效力倍增，形成多功能，标本兼治的新型材料其主要作用机制主要是以下过程：1、除蓝藻剂溶解后很快附着在蓝藻细胞体表，产生吸附作用； 2 、在催渗作用下侵入藻体细胞内壁，致壁内液外泄；3、生命力的减弱导致光合作用无法正常进行，叶绿素含量逐步下降；4、蓝藻细胞体随着体内物质溢出而萎缩，同时，在催化作用下，阻隔藻体对营养元素的吸收；5、抑制蓝藻细胞分裂的进行，生长繁殖力逐步失去能力；6、藻细胞因为失去光合作用和营养物质逐步死亡，在吸附作用下沉降积累到底层；7、在催化作用下激活腐坏藻体内的蛋白质等营养物质，促进微生物加速繁殖，使其水体及底泥中营养物质逐步转化，成为其它浮游生物的营养源被利用，再由鱼类利用带出水体，达到生物修复的目的；8、当除蓝藻剂融入水体后，在吸附和絮凝过程，能够产生吸收氮磷作用，使水质中氮磷物质逐步下降，减少蓝藻生长必须盐类营养物质；9、在催化作用下促进蓝藻腐烂后产生的藻毒素达到降解，从而降低藻毒素的危害。

10、大量试验示范证明：本除蓝藻技术具有改善水质，提高溶氧量，促进水生生物健康生长的作用同时，不会导致次生灾害和二次污染为了检测纳米治污活性剂在水生动物内的残留量，我们对鱼类进行了专项研究研究结果表明，除鳊鱼肉有微量镧系元素残留外，其他鱼种的肌肉内均未见镧系元素残留，而且鱼肉中蛋白质含量平均提高12.2％以上二、消除污染作用机制（对蓝藻作用见上述）1、对有毒有害悬浮物质污染的作用“阿尔益”复合硅酸铝水处理剂中载体物质的高吸附功能在溶解和扩散的过程中能够将水体中的微粒及有毒有害悬浮物质吸附、团聚并沉积， 使水体透明度提高， 水质清澈2、对氮、磷等富营养化物质及有机物污染的作用“阿尔益”复合硅酸铝水处理剂中的镧铈核心材料具有强大的催化作用该产品在治理氮、磷等富营养化物质及有机物污染的具体过程是：首先，有机分子的非极性链端萃取水中的有机污染物， 有机污染物进入被纳米材料阳离子及有机分子撑开的活性剂的晶胞层间，大量的有机污染物被吸附、团聚并沉积；其次，由于在纳米级材料的催化作用下，能够使部分可光解的有机物（如苯胺等）加速光解，从而达到促进转化、消除污染、净化水质的效果；同时， “阿尔益”复合硅酸铝水处理剂投入水体后，能够提高水体中的溶氧量，促进耗氧有机物加速分解，从而降低水体中的有机物污染；另一方面，“阿尔益”复合硅酸铝水处理剂能够激活污染水体中多种酶的活性，促进水体中的氮磷等营养元素的生物转化。

由于催化效应的产生， 加速水体中多种营养物质转化，繁殖大批量有益微生物和藻类等浮游生物，以其消耗水体中的氮磷等营养物质，消除蓝藻爆发的条件，既为鱼类生长发育提供了丰富的营养物质，又在加速消耗营养物质的同时，利用生物吸收机制，进而达到调节水体生态平衡的目的3、对重金属及无机污染物的作用重金属污染物是对水体污染及对人类健康危害性最大的污染源之一，如汞对水体造成污染，对人体脑神经系统危害极大；铬污染能引起局部肉肿瘤，使肺癌发病率升高；铅污染也可能导致呼吸系统癌变利用“阿尔益”复合硅酸铝水处理剂处理重金属及无机污染物污染的基本原理为： 一方面复合硅酸铝水处理剂的极性链端萃取水中的重金属离子，重金属离子进入被纳米材料阳离子及有机分子撑开的活性剂的晶胞层间，从而被吸附、团聚并沉积；另一方面，在纳米材料的光催化、催渗共同作用下，产生强烈离子交换，使价态发生变化，降低其毒性，减轻危害4、促使底泥转化“阿尔益”复合硅酸铝水处理剂中的镧铈核心材料在载体物质的作用下共沉淀，底泥中沉积营养物质被激活而转化利用， 极大地减轻甚至消除了水体底泥中营养物质随温度变化而发生“翻底”再度污染的问题，其作用于池底，使池底缓慢均匀的释放氧气，催化作用使营养盐加速转化，以改善底部环境，形成全池的立体、均衡增氧、增温。

综上所述，“阿尔益”复合硅酸铝水处理剂主要通过溶解接触、吸附沉积、水解反应、激活酶活性、物质转化利用、降解和屏蔽以及生物利用等形式，通过一系列的化学过程、物理过程和生物过程进行综合治理，除了杀死蓝藻本身以及降低其危害以外，还能消除富营养化， 降解水中有毒有害物质， 达到标本兼治，消除污染，净化水质的目的三、治藻原理及过程本产品 采用具有世界领先地位的纳米复合硅酸铝新材料，它能在短期内定向侵入蓝藻细胞壁，导致细胞脱水，营养失去平衡，叶绿素含量大幅度下降，阻隔藻体对营养元素的吸收，使其光合作用无法正常进行而逐渐死亡，最后，在吸附、絮凝作用下沉降和胶结同时，促进腐坏藻体内的蛋白质等营养物质再度转化，使其成为其它浮游生物的营养源，运用多种方式消除蓝藻及其产生的危害四、使用方法本项技术实施要求检测水质， 梯度试验，依据水质要求确定配方和使用计量，采用水调制后以机械喷洒方式均匀实施具体实施步骤如下：五、适应范围及大概成本“阿尔益”复合硅酸铝水处理剂-除蓝藻剂广泛应用于相对流速缓慢水体富营养化及蓝藻水华爆发的预防和治理、 城乡居民饮用水源地水体发生蓝藻的治理及水生态环境修复具有标本兼治，综合治理，消除污染，还原生态的功效。

1 、使用成本低： 由于治理效果的时效性长， 使用成本远低于现有的其他同类产品和技术，消除蓝藻危害的材料成本根据污染源和污染程度，在测水配方、 梯度试验基础上确定；2 、本技术需要配套实施的新材料为固体粉末状，施工操作简单方便：仅需人工、船、喷洒机械，容易操作；3 、安全、可靠、无毒副问题，不会造成二次污染和次生灾害；4 、效果明显，经多方试验、示范取得明显应用效果，受到用户的一致好评六、“阿尔益”复合硅酸铝水处理剂与传统除藻技术的比较●化学方法：化学氧化、光氧化等如加入化学药剂杀藻、 加入铁盐促进磷的沉淀、加入石灰脱氮等化学法治污用量少，效果快，但有效持续时间短，并且容易造成二次污染●物理方法：疏挖底泥、机械除藻、引水冲淤等但投入成本高、施工难度大，而且是治标不治本●生物方法： 利用生物来吸收、 转化、降解和清除水体环境中的富营养化以及有毒有害物质， 使其浓度减少或无害化 生物修复周期长， 而且在引入外来生物品种不恰当的情况下还会破坏当的地生物环境，造成环境危害七、“阿尔益”复合硅酸铝水处理剂的安全性1、毒级鉴定在技术研究和产品开发取得相当水平时，四川瑞泽公司委托四川省疾病控制中心对“阿尔益”复合硅酸铝水处理剂以最大剂量进行毒级鉴定。

这次毒级鉴定有别于我们过去的一般毒级鉴定，将过去最高用剂量1000㎎/ ㎏提高到 15000㎎/㎏，实验结果：对雌雄小鼠急性经口最大耐受剂量均大于15000㎎/ ㎏.b.w ， 按照 GB15193.3-2003进行急性毒性分级， 属无毒级这一结果不仅作出了无毒的论断，而且为我们应用提高了限值参数通过我们的梯度试验和毒级鉴定结果，确定在大型水库、 饮水源水体等大水面按照每立方水体 2-5g 用量（折氧化物为0.36-0.9g ），池塘等小水面按照每亩200-300g用量，这种用量将稀土元素折合为氧化物计算，人为投入每立方水体中的量为4 毫克以内，投入剂量极微在试验示范工作中我们还就投入“阿尔益”复合硅酸铝水处理剂对水体和底泥中的影响作了专项检测，投入前水体中的稀土总量TREO 为 0.040mg/L，30天后水体稀土总量测定值TREO 为 0.036mg/L，下降了 0.004mg；测定底泥中稀土总量发现未投入前本底中稀土残留量TREO 为 0.0032％， 投入 30天后底泥中的稀土残留量TREO为 0.0037％，提高了 0.0005 个百分点，说明了水体中的稀土被外源稀土在吸附水体中微粒的同时吸附了稀土元素， 同时沉积于底泥中， 从数量分析是十分微量的， 按照稀土农用的其它实验可说明其沉积于底泥中的稀土将会发挥催化剂的作。