強(qiáng)化絮凝去除藻胞內(nèi)物與控制消毒副產(chǎn)物的形態(tài)作用機(jī)制.pdf

1、藻類(lèi)的大量繁殖是水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要特征,而水源水藻類(lèi)的過(guò)度繁殖,給飲用水的處理過(guò)程帶來(lái)諸多危害,其主要的影響就是藻細(xì)胞以及藻胞內(nèi)物對(duì)混凝過(guò)程的干擾和抑制作用。因此,有效控制藻及藻胞內(nèi)物的釋放是飲用水處理工藝的熱點(diǎn)問(wèn)題。
　　本論文依托國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(課題號(hào)51078345)“藻類(lèi)胞內(nèi)代謝物與凈水劑形態(tài)匹配機(jī)制及強(qiáng)化凝聚吸附去除原理”以及國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金(課題號(hào):09Y09ESPCR)“藻類(lèi)胞內(nèi)代謝物與凈水劑形態(tài)匹配機(jī)制及強(qiáng)

2、化凝聚吸附去除原理”,結(jié)合國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的研究成果,研究藻類(lèi)胞內(nèi)代謝物與鋁系混凝劑的形態(tài)匹配機(jī)制,旨在研究混凝過(guò)程中藻胞內(nèi)代謝物對(duì)混凝的影響,對(duì)胞內(nèi)代謝物的有效去除以及對(duì)消毒副產(chǎn)物的生成勢(shì)研究。取得研究成果如下:
　　(1)以Al2(SO4)3為絮凝劑,投加FeCl3與KMnO4進(jìn)行預(yù)氧化除藻。結(jié)果表明,在單獨(dú)投加Al2(SO4)3時(shí),鋁投量為20mg/L時(shí)達(dá)到最大值,OD680和Uv254的去除率分別是90％、84%。復(fù)配投加F

3、eCl3和KMnO4,對(duì)OD680和Uv254的去除率優(yōu)于單獨(dú)投加Al2(SO4)3、單獨(dú)投加FeCl3與Al2(SO4)3和單獨(dú)投加KMnO4與Al2(SO4)3,且對(duì)藻類(lèi)去除效率的最佳配比方案1.0mg/L FeCl3+0.4mg/L KMnO4。
　　(2)Al2(SO4)3混凝去除藻胞內(nèi)物。在鋁投量最大時(shí)(5mg/L)時(shí),DOC、Uv254、OD680的去除率達(dá)到最大值,分別為38.6%、51.3%,99.6%。Al2(S

4、O4)3在混凝過(guò)程中優(yōu)先去除OD680等大分子物質(zhì),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,DOC比Uv254更較易去除,且在pH=6.5時(shí),混凝效果最好。大于10w的級(jí)分去除率最高,且被優(yōu)先去除。對(duì)大于10w級(jí)分而言,在pH=7.5時(shí),對(duì)DOC、UV254去除率分別最高可達(dá)50%、86%。鋁鹽與藻胞內(nèi)物有明顯的絡(luò)合反應(yīng)發(fā)生,不同分子量大小的藻胞內(nèi)物與鋁鹽絡(luò)合過(guò)程中,對(duì)熒光強(qiáng)度影響顯著,且有明顯區(qū)別。
　　(3)絮凝劑形態(tài)對(duì)藻胞內(nèi)物的混凝效果有重要影響。在

5、鋁投量較低范圍內(nèi)時(shí),Alb的含量最高PACl-2與AlCl3和PACl-1相比較,對(duì)DOC、濁度與OD680的去除率較高。而PACl-1對(duì)Uv254的去除率明顯高于AlCl3和PACl-2。大于10w級(jí)分中,PACl-2對(duì)Uv254的去除率明顯高于AlCl3和PACl-1,而在3w-10w和5k-3w的級(jí)分中,Uv254的去除率是PACl-1較優(yōu)于AlCl3和PACl-2。AlCl3對(duì)疏水性DOC去除總量的貢獻(xiàn)率優(yōu)于PACl-2和PAC

6、l-1,但對(duì)于親水性DOC而言,PACl-2去除效果最優(yōu)。
　　(4)混凝反應(yīng)之后的殘留鋁濃度水平與絮凝劑種類(lèi)、投量和體系pH值有關(guān)。PACl-2具有較優(yōu)的除濁效果,但AlCl3和PACl-1去除DOC效果優(yōu)于PACl-2;三種絮凝劑投量為2mg/L時(shí),在pH=6-7弱酸性條件下具有最佳的混凝效果。在pH=6.5時(shí),三種絮凝劑殘留鋁濃度最低。通過(guò)優(yōu)化絮凝劑形態(tài)比例和體系pH值可以有效控制出水殘留鋁濃度水平。
　　(5)前加氯

7、時(shí)間不同,對(duì)三鹵甲烷(THMs)生成總量有顯著影響。單獨(dú)前加氯后,THMs的總量在30min時(shí)達(dá)到最大值。轉(zhuǎn)化為氯胺消毒后,當(dāng)前加氯時(shí)間為5min時(shí),THMs生成總量最少。前加氯為15min時(shí),鹵乙酸(HAAs)生成總量最高。轉(zhuǎn)化為氯胺消毒后,當(dāng)前加氯時(shí)間為5min時(shí),HAAs生成總量最少。在pH=6.46,單獨(dú)氯消毒(20mg/L)時(shí),在溴離子濃度為200μg/L時(shí),三溴甲烷的生成量達(dá)到最大值為1.63μmol/L。在pH=7條件下,