组合化感改性剂改性河沙降藻效果研究

论文摘要

水体富营养化会引起水体中藻类的大量生长，同时在光照，风浪等的影响下容易形成水华，大量生长的藻类又会进一步污染水体。近年来，随着城市化进程加快、工农业发展以及经济的增长，水体富营养化问题频频出现，而且日益严重，给人们的生产、生活带来了严重的负面影响，引起了各界人士的广泛关注。因此，研究快速有效的除藻方法有重要的意义与前景。蓝藻是水华的优势藻种之一，而且其能产生微囊藻毒素，对环境危害很大，因此本研究以蓝藻中的铜绿微囊藻为实验对象，以三峡库区常见的河沙为载体，研究不同的组合化感改性剂改性河沙后的除藻效果。本研究选取了对羟基苯甲酸、亚油酸、蒽醌、邻苯二酚和没食子酸五种化感物质，选取聚丙烯酰胺和壳聚糖两种改性剂。通过考察不同改性剂与化感物质组合改性河沙时的影响因素、降藻效果，确定了组合化感物质改性河沙的操作条件、最佳组合化感改性剂配比、投加时间、投加方式等。研究结果表明:（1）选取的五种化感物质对铜绿微囊藻都有一定的化感抑制作用，其中对羟基苯甲酸的化感抑制作用最强。（2）聚丙烯酰胺组合化感物质改性河沙的除藻效果较差，只能达到20%左右，因此不适合用作本研究的改性剂。（3）壳聚糖组合化感物质改性河沙具有较好的除藻效果，改性剂的最佳配比为0.05g壳聚糖+5ml1%盐酸+0.06g对羟基苯甲酸+1g双氧水预处理后的原沙；当壳聚糖组合化感物质改性河沙的形态为悬浊液时，加入藻液中摇动后的除藻效果最好，能达到98%以上的去除率；处理100ml处于对数期的铜绿微囊藻，改性河沙悬浊液的最佳投加量为1ml；在实际应用时，我们建议在藻类暴发的初期（藻细胞的生长处于适应期）投加改性河沙。壳聚糖组合化感物质改性河沙时，首先将化感物质与河沙包覆起来，随后通过壳聚糖的絮凝作用将藻细胞与河沙絮凝在一起，借助河沙的重力作用使絮凝体快速沉降到底部。随着时间的推移，壳聚糖慢慢水解成单糖，化感物质逐渐释放出来，进一步抑制藻细胞的生长，达到控制藻类再次爆发的目的。综上所述，壳聚糖组合化感物质改性河沙降藻是一种较好的除藻技术，而且所选物质都为天然材料，对环境造成的污染较小，具有广泛的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 水华概述
• 1.2 国内外水华治理技术研究进展
• 1.3 化感物质在水华治理中的应用
• 1.4 改性粘土治理水华研究进展
• 1.5 研究背景与意义
• 1.6 研究目的与内容
• 1.7 技术路线
• 1.8 本研究的创新点
• 第2章 研究方案
• 2.1 实验材料
• 2.2 试验试剂
• 2.3 实验仪器
• 2.4 试验方法
• 第3章 化感物质改性河沙除藻实验研究
• 3.1 不同化感物质单独作用对藻生长的影响
• 3.2 不同化感物质改性河沙除藻实验
• 3.3 对羟基苯甲酸的化感机理分析
• 3.4 结果
• 第4章 组合化感物质改性河沙的改性剂选择
• 4.1 聚丙烯酰胺在水处理中的应用
• 4.2 阳离子型聚丙烯酰胺
• 4.3 非离子型聚丙烯酰胺
• 4.4 壳聚糖
• 4.5 结果与分析
• 第5章 壳聚糖组合化感物质改性河沙除藻条件的优化
• 5.1 壳聚糖与河沙用量比确定
• 5.2 对羟基苯甲酸用量对除藻效果的影响实验
• 5.3 投加方式对除藻效果的影响
• 5.4 不同河沙粒径对除藻效果的影响
• 5.5 改性河沙最佳投加量的确定
• 5.6 改性河沙形态对除藻效果的影响
• 5.7 河沙在除藻实验中的作用
• 5.8 改性河沙投加时机的确定
• 5.9 去除机理分析
• 5.10 结果
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢