聚合氯化铝混凝去除铜绿微囊藻的实验研究

论文摘要

藻类污染引起的水质恶化已经成为影响饮用水安全的重要问题之一。在饮用水处理中,大量存在的藻细胞不仅会增加药耗,堵塞滤池,严重时还会使出水具有异味并生成消毒副产物。混凝是饮用水处理中的的常规单元,能有效去除水中的悬浮物、藻类和腐植质等有机物。本论文以地表水中常见的淡水蓝藻-铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）为研究对象,考察了聚合氯化铝（PAC）对铜绿微囊藻的混凝去除效果,并从混凝工艺条件、水质条件等方面探讨了混凝除藻效果的影响因素,在此基础上研究了粘土矿物助凝除藻的效果。论文取得了以下结果:（1）混凝剂PAC投加量随铜绿微囊藻初始浓度的升高而增加。当铜绿微囊藻浓度OD680 nm=0.060时,投加20 mg/L PAC混凝后静置沉淀30 min,可使剩余浊度降至0.80 NTU,叶绿素a （Chla）去除率达到84.0%,残余铝浓度低于限定值0.2 mg/L。pH在7 8的范围内混凝除藻率在84.0%以上,效果相对最好。投加1.0 mg/L KMnO4预氧化能使铜绿微囊藻的去除率提高近8.0%,但当KMnO4用量>0.5 mg/L或与藻细胞接触时间>30 min时,水样的浊度增大,除藻率降低。（2）水中共存阴离子对混凝除藻均有一定的抑制作用,具体表现为:Cl-、H2PO4-、SO42-和HCO3-分别使除藻率相对降低了47.6%、23.6%、31.7%和50.2%;NO3-和F-对混凝除藻的影响较小。腐植酸（HA）和阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTMAB）对混凝除藻的抑制作用随浓度的增加先增加后降低,当HA和CTMAB的浓度分别为6 mg/L和5 mg/L时,分别使除藻率相对降低了51.4%和21.8%,但两者浓度较高（10 mg/L）时均对混凝除藻表现出促进作用。阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）和非离子表面活性剂曲拉通X-100（Triton X-100）对混凝除藻的影响极小。（3）高岭土、膨润土、海泡石和硅藻土等粘土矿物能有效促进铜绿微囊藻的混凝去除,其中海泡石助凝的效果最好,20 mg/L海泡石可使除藻率由84.0%提高到91.6%。粘土矿物能显著降低水样的残余铝量,但增加了水样浊度。不同的水质条件下,投加海泡石和高岭土均能一定程度上提高除藻率。当水中分别存在Cl-,H2PO4-,SO42-,HCO3-,HA以及CTMAB时,30 mg/L海泡石可使除藻率提高1.7% 10.9%,30 mg/L高岭土可使除藻率提高3.0% 14.3%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 混凝去除藻类的研究进展
• 1.1 藻类污染概述
• 1.1.1 藻类污染的现状
• 1.1.2 藻类污染的危害
• 1.2 藻类污染控制技术
• 1.2.1 物理法
• 1.2.2 化学法
• 1.2.3 生物法
• 1.3 混凝及混凝除藻影响因素
• 1.3.1 混凝剂的种类
• 1.3.2 混凝作用机理
• 1.3.3 混凝除藻影响因素
• 1.4 论文的研究内容及基本思路
• 第2章 工艺条件对聚合氯化铝混凝去除铜绿微囊藻的影响
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 藻类培养
• 2.1.3 混凝实验
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 混凝剂投加量对除藻效果的影响
• 2.2.2 静置沉淀时间对除藻效果的影响
• 2.2.3 混凝剂投加量对残余铝浓度的影响
• 2.2.4 pH 对除藻效果的影响
• 2.2.5 高锰酸钾预氧化对除藻效果的影响
• 2.3 本章小结
• 第3章 水质条件对聚合氯化铝混凝去除铜绿微囊藻的影响
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验材料
• 3.1.2 藻类培养
• 3.1.3 混凝实验
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 共存阴离子对除藻效果的影响
• 3.2.2 腐植酸对除藻效果的影响
• 3.2.3 表面活性剂对除藻效果的影响
• 3.2.4 混凝去除原水中铜绿微囊藻的效果
• 3.3 本章小结
• 第4章 粘土矿物对聚合氯化铝混凝去除铜绿微囊藻的助凝效果
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 实验材料
• 4.1.2 藻类培养
• 4.1.3 混凝实验
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 四种粘土矿物的除藻效果比较
• 4.2.2 粘土矿物投加量对除藻效果的影响
• 4.2.3 粘土矿物投加量对残余铝浓度的影响
• 4.2.4 水质条件对粘土矿物助凝除藻效果的影响
• 4.3 本章小结
• 第5章 研究结论、创新点及展望
• 5.1 研究结论
• 5.1.1 工艺条件对混凝除藻的影响
• 5.1.2 水质条件对混凝除藻的影响
• 5.1.3 粘土矿物对混凝除藻的助凝效果
• 5.2 创新点
• 5.3 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间完成的学术论文及参加的项目