PAC复合不同粒径粘土矿物强化混凝除藻性能研究

论文摘要

水藻爆发时对饮用水处理和水质造成的危害已引起人们的广泛关注,尤其是藻类繁殖造成水处理厂的滤池堵塞,一直是给水处理中难以解决的问题。目前供水处理厂净化水质应用最普遍的是以无机高分子絮凝剂聚合氯化铝（PAC）为主的混凝法。PAC对藻类具有良好的凝聚性能,并能形成大的絮体而导致沉淀,但所形成的絮体疏松,沉降性能较差,不能达到有效分离水藻的目的。近年Anderson,D.M在Nature上发表的一篇文章中指出:“天然矿物混凝法是最希望解决水藻污染的方法之一。”研究表明,天然矿物虽然能使藻类凝聚,但在投量小于60mg/L的情况下,形成的微小颗粒很难下沉。本研究将具有优良混凝性能的PAC与不同粒径食品助剂级天然矿物复合去除给水中的藻类,并对铝的形态进行了分析测定。实验证明,矿物与PAC复合后可明显增加絮体的密实度,加快其沉降速度,减少沉淀后絮体的体积,使沉淀后的絮体不再漂浮,从而可减少絮体进入滤池造成堵塞,达到有效分离水藻的目的,同时还能有效降低出水中铝的含量和TOC含量。铝形态的含量也发生一定变化,悬浮态铝含量增加,溶解态铝含量减少。控制稀释后藻液于680nm处的吸光度为0.030,取藻液1000ml在ZR4-6混凝试验搅拌机上进行混凝实验。研究表明,不同粒径矿物与PAC复合对藻类的去除效果有良好的规律性。在矿物粒径为160目,PAC和高岭土投加量分别12mg/L和24mg/L情况下,处理单一藻——颤藻效果最好,浊度和叶绿素a去除率达到98.2%和100%。而处理混合藻时所需要的PAC和高岭土的最佳投加量为14mg/L和24mg/L,浊度和叶绿素a去除率达到96.7%和98.3%。分析认为,高岭土的主要作用是增加水中悬浮颗粒的浓度,增大颗粒间的碰撞机会,并在快速搅拌过程中作为藻类细胞等悬浮颗粒的凝结核使形成的一级集团颗粒半径变小、密度变大,从而加快絮体沉降速度,减少沉淀后絮体体积。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 藻类污染现状及除藻研究进展
• 1.1.1 藻类简介
• 1.1.2 藻类污染现状及危害
• 1.1.3 含藻水的混凝特性
• 1.1.4 除藻研究进展
• 1.2 强化混凝技术
• 1.2.1 强化混凝的定义
• 1.2.2 混凝机理介绍
• 1.2.3 强化混凝的方法
• 1.2.4 影响混凝作用的因素
• 1.3 聚合氯化铝简介
• 1.3.1 聚合氯化铝
• 1.3.2 聚合氯化铝的混凝机理
• 1.3.3 聚合氯化铝的优缺点
• 1.4 天然粘土矿物及其在除藻中的应用
• 1.5 铝的危害及形态分析方法
• 1.5.1 铝的危害
• 1.5.2 铝形态分析方法
• 1.6 本论文研究内容及意义
• 1.6.1 研究的主要内容
• 1.6.2 本论文研究的意义
• 第二章 实验材料及实验方法
• 2.1 实验主要仪器及设备
• 2.2 实验主要试剂
• 2.3 实验材料的预处理
• 2.4 藻类的培养
• 2.4.1 单一藻——颤藻的培养
• 2.4.2 混合藻的培养
• 2.5 铝标准曲线的绘制
• 2.6 实验主要测定方法
• 第三章 处理单一藻——颤藻的实验研究
• 3.1 实验内容
• 3.2 实验方法
• 3.3 实验结果及讨论
• 3.3.1 实验环境的pH 值
• 3.3.2 筛选最佳矿物
• 3.3.3 PAC 和高岭土单独除藻投加量的确定
• 3.3.4 PAC 与高岭土复合絮凝除藻
• 3.3.5 絮凝沉降颤藻的显微观察
• 3.3.6 藻类初始浓度对药剂投量的影响
• 3.3.7 铝形态分析及含量测定
• 3.4 本章小结
• 第四章 处理混合藻的实验研究
• 4.1 实验内容
• 4.2 实验方法
• 4.3 实验结果及讨论
• 4.3.1 筛选最佳矿物
• 4.3.2 单加PAC 除藻投加量的确定
• 4.3.3 PAC 与高岭土复合絮凝除藻
• 4.3.4 藻类初始浓度对药剂投量的影响
• 4.3.5 铝形态分析及含量测定
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 附录1 PAC 产品质量分析
• 附录2 藻类培养液的配制
• 附录3 铝标准曲线的绘制
• 附录4 间接火焰原子吸收法测定铝含量
• 致谢
• 硕士期间发表的学术论文