殼聚糖季銨鹽復(fù)合河沙及其組合化感物質(zhì)對(duì)銅綠微囊藻的去除研究.pdf

1、水體富營(yíng)養(yǎng)化問題仍然是目前一些江河、湖泊所面對(duì)的主要環(huán)境問題之一，在適宜的條件下，富營(yíng)養(yǎng)化的江河、湖泊就有可能爆發(fā)水華。藻類的大量繁殖不僅會(huì)產(chǎn)生難聞的氣味，而且還會(huì)向水體中釋放毒素，對(duì)水生生物的生存和人類健康產(chǎn)生危害。因此，尋找高效、環(huán)保的應(yīng)急降藻、控藻技術(shù)顯得尤為迫切。已有研究表明，殼聚糖改性河沙對(duì)銅綠微囊藻具有較好的去除效果，且生態(tài)安全性較好。但由于殼聚糖不溶于水，僅溶于稀酸，導(dǎo)致其在施用過程中很不方便，且殼聚糖屬于弱電荷型有機(jī)高分

2、子絮凝劑，其對(duì)藻細(xì)胞的絮凝性能很難再一步提高，這些限制了殼聚糖的實(shí)際運(yùn)用。因此本文通過對(duì)殼聚糖進(jìn)行季銨化改性，改善殼聚糖的水溶性的同時(shí)引入特定基團(tuán)季銨根，加強(qiáng)了其正電荷性，進(jìn)一步強(qiáng)化了殼聚糖的絮凝性能，從而提高殼聚糖的實(shí)用性。
　　本文采用2,3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨（GTA）在異丙醇介質(zhì)中與殼聚糖（CTS）進(jìn)行反應(yīng)，對(duì)殼聚糖進(jìn)行了季銨化改性，制備了殼聚糖季銨鹽（HTCC）。通過紅外光譜分析發(fā)現(xiàn)，殼聚糖分子中的-NH2發(fā)生了取代，

3、有效合成了殼聚糖季銨鹽（HTCC）。通過改變GTA與CTS的質(zhì)量比，制得三種不同取代度的HTCC，隨著取代度的增加，HTCC的水溶性也越好，且絮凝性能也逐漸增強(qiáng)。試驗(yàn)結(jié)果表明，取代度為94.6%的HTCC復(fù)合河沙對(duì)銅綠微囊藻具有非常好的去除效果，在室溫、藻密度為69.5?10個(gè)/mL和HTCC復(fù)合河沙的最佳投加量（7.5mg/L HTCC、0.5g/L河沙）下，1h后的降藻率可達(dá)99%以上。
　　為了在降藻后能夠有一個(gè)良好的控藻效

4、果，向 HTCC復(fù)合河沙懸濁液中加入化感物質(zhì)，利用化感物質(zhì)的化感作用抑制降藻后新藻的生長(zhǎng)。試驗(yàn)首先比較了三種酚酸類化感物質(zhì)（對(duì)羥基苯甲酸、鄰苯二酚、沒食子酸）單獨(dú)對(duì)銅綠微囊藻生長(zhǎng)抑制效果，結(jié)果表明三種化感物質(zhì)對(duì)銅綠微囊藻的生長(zhǎng)均有較好的抑制效果，且都呈現(xiàn)出較為明顯的劑量關(guān)系。三種物質(zhì)對(duì)銅綠微囊藻的生長(zhǎng)的72hEC50值由大到小依次為：對(duì)羥基苯甲酸49.66mg/L>沒食子酸15.50mg/L>鄰苯二酚2.73mg/L；隨后采取半致死劑量

5、指數(shù)法，評(píng)價(jià)了這3種化感物質(zhì)對(duì)銅綠微囊藻的聯(lián)合抑制效果，結(jié)果表明鄰苯二酚與沒食子酸和對(duì)羥基苯甲酸聯(lián)合作用均表現(xiàn)為加和作用，而沒食子酸與對(duì)羥基苯甲酸聯(lián)合作用則表現(xiàn)為拮抗作用。因此將鄰苯二酚和沒食子酸加入到 HTCC復(fù)合河沙懸濁液中，考查降藻后的兩種化感物質(zhì)的聯(lián)合化感作用對(duì)降藻后新藻生長(zhǎng)的抑制，試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)鄰苯二酚和沒食子酸的加入量為1.36mg/L和7.75mg/L時(shí)，抑藻率在降藻后6d達(dá)到最高，為76.3%。
　　HTCC復(fù)合

6、河沙絮凝除藻效果影響因素試驗(yàn)表明，HTCC用量、藻密度及生長(zhǎng)周期對(duì)降藻率影響較為明顯，HTCC復(fù)合河沙適宜在對(duì)數(shù)期藻密度為69.5?10個(gè)/mL時(shí)投加，此時(shí)HTCC復(fù)合河沙最優(yōu)投加量為7.5mg/L HTCC+0.5g/L河沙，值得注意的是，HTCC相比殼聚糖具有較寬的酸堿度適用范圍，在pH值7~12范圍內(nèi)均有不錯(cuò)的去除效果；溫度對(duì) HTCC絮凝能力影響較小，在室溫下施用即可；河沙用量及粒徑對(duì)降藻效果也沒有較大影響，實(shí)際過程中采用去除較

7、大顆粒的原沙即可達(dá)到沉藻的效果。
　　最后通過外加電解質(zhì)對(duì) HTCC復(fù)合河沙除藻效果影響試驗(yàn)以及降藻前后藻絮體的Zeta電位分析，初步分析了HTCC復(fù)合河沙降藻的機(jī)理，認(rèn)為吸附架橋和電中和作用是HTCC復(fù)合河沙絮凝降藻的主要機(jī)理。
　　經(jīng)過季銨化改性后殼聚糖的水溶性及絮凝性能均得到了很大的提高，其對(duì)銅綠微囊藻具有良好的的去除效果。向殼聚糖季銨鹽復(fù)合河沙懸濁液中加入化感物質(zhì)可以有效的抑制新藻的生長(zhǎng)，在降藻后達(dá)到一個(gè)較好的控藻效