功能復(fù)配材料去除淡水藻華的研究.pdf

1、水體富營養(yǎng)化的極端表現(xiàn)——“藻華”已經(jīng)成為全球矚目的環(huán)境災(zāi)害。過量繁殖的藻類嚴(yán)重惡化了水質(zhì)，影響了水體的生態(tài)、漁業(yè)、景觀等功能，甚至威脅到飲用水的安全。研究和開發(fā)安全、高效、廉價(jià)的藻華控制技術(shù)不僅在國際上具有重要的科學(xué)意義，而且也是我國目前丞待解決的重大環(huán)境問題之一。
　　 本論文從湖泊富營養(yǎng)化治理的速效與長效、應(yīng)急與治本的角度出發(fā)，創(chuàng)制一種對淡水藻華有強(qiáng)絮凝作用的功能復(fù)配材料，集成先進(jìn)的磁分離技術(shù)快速地將藻華移出水體，徹底地避

2、免了二次污染的可能性，為淡水藻華的治理提供了一種全新的思路。同時(shí)，不斷優(yōu)化功能復(fù)配材料的生產(chǎn)工藝，降低成本、提高效能，展開功能復(fù)配材料去除淡水藻華的效果與機(jī)理研究，主要研究結(jié)果如下：
　　 1.功能復(fù)配材料去除淡水藻華的效果研究
　　 (1)在1.6mg/L殼聚糖與4mg/L Fe3O4最佳復(fù)配時(shí)，通過0.5T的磁場分離，藻去除率達(dá)到99.94％，水體的濁度、COD、總N和總P含量分別下降了99.6％、85.0％、73.

3、9％和28.7％；殼聚糖復(fù)配Fe3O4除藻的效果要明顯優(yōu)于單加殼聚糖或Fe3O4，且快速攪拌下先投加Fe3O4再投加殼聚糖的絮凝效果最佳；殼聚糖復(fù)配Fe3O4在離子強(qiáng)度低(低含鹽量)的條件下具有更好的除藻效果，適合在淡水水體中應(yīng)用；pH7.0時(shí)，殼聚糖復(fù)配Fe3O4的除藻效果最好；一定范圍內(nèi)，殼聚糖復(fù)配Fe3O4的除藻率與藻細(xì)胞濃度成正比；殼聚糖天然、無毒、易于生物降解，對人體無害，也不會(huì)對環(huán)境造成二次污染；
　　 (2)以改性

4、粉煤灰完全替代殼聚糖，與Fe3O4復(fù)配制得磁性絮凝劑，以廢治廢，變廢為寶，大大降低了生產(chǎn)成本，具有顯著的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，對資源綜合利用、避免浪費(fèi)和環(huán)境污染具有重大意義；在磁性絮凝劑的最佳投加量為200mg/L時(shí)，通過0.5T的磁場分離可使Ch1-a的去除率達(dá)到100％，水體的濁度、COD、總N和總P含量分別下降了99.6％、93％、91％和94％；處理水對紫外-可見光的吸收大幅度減少且不再具備藻細(xì)胞生存的條件。
　　

5、 2.功能復(fù)配材料去除淡水藻華的機(jī)理探討
　　 (1)殼聚糖復(fù)配Fe3O4除藻的初步機(jī)理為：發(fā)揮了化學(xué)絮凝(殼聚糖)和磁分離(Fe3O4)的協(xié)同效應(yīng)。殼聚糖通過粘結(jié)架橋和電中和的雙重作用絮凝網(wǎng)捕帶負(fù)電的藻細(xì)胞，形成以Fe3O4為晶核的磁性絮體，在外磁場的作用下快速地將其從水體中分離；
　　 (2)磁性絮凝劑除藻的初步機(jī)理為：改性粉煤灰通過化學(xué)絮凝和物理吸附雙重作用于藻細(xì)胞，F(xiàn)e3O4為藻類等弱磁性物質(zhì)提供有效的吸附表面