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近年来,水体富营养化现象频繁发生,藻类污染造成的水质恶化对饮用水安全构成了威胁。因此,发展高效、低成本且绿色的除藻技术十分迫切。混凝技术作为目前饮用水处理中最常规的净水工艺,可有效去除水中大部分包括藻类在内的悬浮类物质和小部分溶解性物质。基于锆元素的生物亲和性、优良的混凝性能及其广泛的分布,本课题制备了一种新型无机混凝剂聚合氯化锆(Polyzirconium chloride,PZC),对其处理高藻水的混凝行为和机理展开研究。本课题以常见淡水藻华藻种铜绿微囊藻作为实验模板藻种,系统的探讨了PZC处理不同生长期高藻水的混凝效果及行为,并根据Zeta电位、SEM等手段分析了PZC除藻的混凝机理。通过对PZC的混凝过程进行在线监测,研究了絮体生长速度、絮体粒径、强度因数和恢复因数等絮体特性。最后探究了PZC与超滤联用时处理不同生长期高藻水的效果。具体研究内容和结论如下:(1)研究了混凝剂的碱度、投加量、种类以及水样初始pH值对不同生长期铜绿微囊藻高藻水的混凝行为的影响。结果表明,PZC是一种高效的混凝剂,对各个生长期的铜绿微囊藻高藻水都具有非常显著的混凝效果,尤其是对UV254、TOC及荧光有机物的去除率远远高于聚合氯化铝(PACl)。对数期、稳定期、衰亡期PZC的最佳使用碱度分别为2.0、2.0、1.0;与对数期和稳定期的高藻水相比较,衰亡期所需最佳PZC混凝剂的投加量明显增多,三个生长期PZC最佳投量分别为90 mg/L、100 mg/L和190mg/L;三个生长期最佳水样初始p H值从中性(7.0)变为较弱碱性(8.5)再到较强碱性(9.0);各个生长期高藻水的最佳混凝条件下的出水Zeta电位值均为负值,且表明了PZC处理不同生长期藻水时的混凝机理除了电中和作用以外,其他机制如网捕卷扫等同样在发挥混凝作用。(2)通过Mastersizer 3000激光粒度仪在线监测高、中、低三个投量下的PZC和最佳条件下的PACl处理不同生长期高藻水的混凝动态过程,并利用荧光显微镜和扫描电镜观察藻细胞的完整性。结果表明:PZC不会破坏各个生长期藻细胞完整性,避免了因细胞破裂而造成藻毒素等有毒物质释放的危害;与PACl最佳投加量相比较,最佳投加量下的PZC在混凝沉淀30 min后的上清液几乎完全澄清,无多余藻细胞悬浮在水体中,说明了其生成的絮体大而密实,更易团聚沉淀;相比于对数期和衰亡期,同一条件下的PZC混凝处理稳定期高藻水后具有更高的絮体粒径和生长速度。PZC混凝后的絮体强度因数和恢复因数随着生长期的增加而降低。(3)以PACl为对照研究不同投加量的PZC用于混凝-超滤工艺中处理不同生长期高藻水的效果,通过膜通量和膜污染阻力分布两个方面对混凝前后的膜污染情况进行比较研究。结果表明:与未经混凝预处理直接进行超滤的原液相比较,因经锆盐混凝预处理后的高藻水中有机物被大量去除而提高了膜过滤性能,降低了膜污染,且PZC对膜污染的缓解作用明显高于PACl;对数期和稳定期高藻水的膜污染主要是形成了外部阻力,表面滤饼层的形成是抑制水样通过超滤膜的主要原因,而对于衰亡期高藻水主要是形成了不可逆内部污染。