強化絮凝去除藻胞內物與控制消毒副產(chǎn)物的形態(tài)作用機制.pdf

1、藻類的大量繁殖是水體富營養(yǎng)化的主要特征,而水源水藻類的過度繁殖,給飲用水的處理過程帶來諸多危害,其主要的影響就是藻細胞以及藻胞內物對混凝過程的干擾和抑制作用。因此,有效控制藻及藻胞內物的釋放是飲用水處理工藝的熱點問題。
　　本論文依托國家自然科學基金項目(課題號51078345)“藻類胞內代謝物與凈水劑形態(tài)匹配機制及強化凝聚吸附去除原理”以及國家重點實驗室基金(課題號:09Y09ESPCR)“藻類胞內代謝物與凈水劑形態(tài)匹配機制及強

2、化凝聚吸附去除原理”,結合國內外相關領域的研究成果,研究藻類胞內代謝物與鋁系混凝劑的形態(tài)匹配機制,旨在研究混凝過程中藻胞內代謝物對混凝的影響,對胞內代謝物的有效去除以及對消毒副產(chǎn)物的生成勢研究。取得研究成果如下:
　　(1)以Al2(SO4)3為絮凝劑,投加FeCl3與KMnO4進行預氧化除藻。結果表明,在單獨投加Al2(SO4)3時,鋁投量為20mg/L時達到最大值,OD680和Uv254的去除率分別是90％、84%。復配投加F

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

4、O4)3在混凝過程中優(yōu)先去除OD680等大分子物質,實驗結果表明,DOC比Uv254更較易去除,且在pH=6.5時,混凝效果最好。大于10w的級分去除率最高,且被優(yōu)先去除。對大于10w級分而言,在pH=7.5時,對DOC、UV254去除率分別最高可達50%、86%。鋁鹽與藻胞內物有明顯的絡合反應發(fā)生,不同分子量大小的藻胞內物與鋁鹽絡合過程中,對熒光強度影響顯著,且有明顯區(qū)別。
　　(3)絮凝劑形態(tài)對藻胞內物的混凝效果有重要影響。在

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

6、l-1,但對于親水性DOC而言,PACl-2去除效果最優(yōu)。
　　(4)混凝反應之后的殘留鋁濃度水平與絮凝劑種類、投量和體系pH值有關。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,在pH=6-7弱酸性條件下具有最佳的混凝效果。在pH=6.5時,三種絮凝劑殘留鋁濃度最低。通過優(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、時間不同,對三鹵甲烷(THMs)生成總量有顯著影響。單獨前加氯后,THMs的總量在30min時達到最大值。轉化為氯胺消毒后,當前加氯時間為5min時,THMs生成總量最少。前加氯為15min時,鹵乙酸(HAAs)生成總量最高。轉化為氯胺消毒后,當前加氯時間為5min時,HAAs生成總量最少。在pH=6.46,單獨氯消毒(20mg/L)時,在溴離子濃度為200μg/L時,三溴甲烷的生成量達到最大值為1.63μmol/L。在pH=7條件下,