论文部分内容阅读
近年来,我国饮用水源水污染问题逐渐加剧,湖库富营养化现象严重,使得蓝藻水华频发,影响群众供水安全。因此,研究卓效、经济的除藻技术十分迫切。本课题以传统混凝工艺为基础,研究了盐酸改性粉煤灰(Hydrochloric acid modified fly ash,FA-HCl)强化混凝除藻效果,主要考察了投加量、藻密度、胞外分泌物(EOM)、沉降时间、藻类生长期等因素对其除藻效果的影响,优化其除藻条件,分析其除藻机理,得到以下研究结论:(1)以水华微囊藻悬液为对象,选用不同方法对粉煤灰改性,开展了粉煤灰除藻改性方法的筛选研究。实验表明,单独粉煤灰的藻去除率在10%15%;对比不同的方法改性后粉煤灰除藻效果:盐酸>硫酸>高温>超声波>NaOH,其中盐酸溶液浓度为15.0%,投加量为90 mg/L,FA-HCl的藻去除率达到最佳,藻密度、浊度和Chl-a去除率分别为100%、98.87%和100%。(2)分析FA-HCl强化混凝除藻效果研究发现,投加量为80 mg/L,藻密度A680≈0.1时,FA-HCl的藻去除率达到93%以上;在此条件下,沉降时间为40 min时,藻密度、浊度和Chl-a去除率分别为97.67%、97.89%和100%。藻类由迟缓期生长至衰亡后期时,DOC值由10.02 mg/L增长至85.91 mg/L;当投加量一定时,对比不同生长期藻去除率发现,对数期藻去除率达到最大值,藻密度、浊度和Chl-a去除率分别为97.09%、98.67%和100%;衰亡期藻去除率下降至40%左右,表明较少的EOM可以极大的促进混凝,过量的EOM会阻碍混凝。(3)由响应面分析方法(Response Surface Methodology,RSM)发现,FA-HCl强化混凝除藻最优工艺条件:投加量、沉降时间和EOM分别为113 mg/L、50 min、11 mg/L,其中UV254模型显著性影响因子依次为:FA-HCl投加量>沉降时间>EOM,Chl-a模型显著性影响因子依次为FA-HCl投加量>EOM>沉降时间。(4)分析FA-HCl混凝除藻机理发现,酸改性后粉煤灰表面空洞增大,增加了其比表面积;对藻絮体形态分析表明,FA-HCl除藻生成藻絮体较粉煤灰大且密实,且有粘结、团聚现象;对Zeta电位分析表明,处于衰亡期前藻细胞混凝过程中有明显压缩双电层现象;生长至衰亡期后藻细胞表面分泌大量的EOM,使得藻液中电负性越强,在相同改性粉煤灰投加量下,过量的EOM抑制了絮凝作用,使得混凝剂除藻效果降低。