改性粘土在藍藻水華去除中的應(yīng)用研究.pdf

1、藻華在世界范圍的頻繁暴發(fā),給生態(tài)環(huán)境、人類健康、國民經(jīng)濟帶來了嚴重的影響。研究探索安全、高效的藻類水華防控方法,對水生生態(tài)安全及人類健康具有重要的實踐意義。
　　 本文以殼聚糖改性高嶺土為絮凝劑,對7種藍藻和2種綠藻進行絮凝實驗,研究了藻株形態(tài)對去除效果的影響及產(chǎn)生差異的原因;針對藻類氣囊和絮凝過程中形成的氣泡對除藻效果的影響,采用超聲波與改性粘土集成技術(shù)進行改進。實驗結(jié)果表明:
　　 殼聚糖改性高嶺土比聚合氯化鋁改性高

2、嶺土的絮凝除藻能力和抗擾動能力強。在藻液OD680為0.125、pH=6.5的條件下,使用32mg·L-1(2mg·L-1殼聚糖+30mg·L-1高嶺土)的殼聚糖改性高嶺土,能取得較好的絮凝除藻效果。殼聚糖改性粘土的最佳投加量與初始藻液的OD680、Chla和細胞密度之間的擬合方程分別為:y=324.6667x1-10.000;y=72.2230x2-6.8259;y=3.6074x3-9.2785,y為粘土最佳投加量(mg·L-1);

3、x1為藻液OD680值;X2為Chla(mg·L-1);x3為藻細胞濃度(108cells·L-1)。
　　 不同形態(tài)的藻株與殼聚糖改性高嶺土的結(jié)合能力不同,藻株外部形態(tài)比藻類細胞疏水性對除藻率的影響大。群體形態(tài)藻株＞單細胞形態(tài)藻株,螺旋形藻株＞直線型藻株,無膠被或薄膠被型藻株＞光滑厚膠被型藻株。絮凝后藻類的生理參數(shù)表明:與殼聚糖改性高嶺土絮凝后,絲狀形態(tài)的水華魚腥藻(HAB-969)和近親魚腥藻(HAB-3322)的光合作用受

4、到的影響最大,其次是單細胞形態(tài)銅綠微囊藻(HAB-657)和惠氏微囊藻(HAB-4367),而群體細胞形態(tài)惠氏微囊藻(HAB-130)和銅綠微囊藻(NIES-843)受到的影響最小。這暗示了在這些實驗藻株中,水華魚腥藻最適合于用改性粘土的方法去除,而群體形態(tài)的惠氏微囊藻則不適用該方法。
　　 在洱海原位圍隔內(nèi)實際應(yīng)用的效果比較明顯。在殼聚糖改性硅藻土的投加量為32mg·L-1的條件下,水體透明度在4h后能達到250cm,最大透明

5、度可保持52h。水體各層的Chla,TN、TP、CODMn在10min～2h內(nèi)快速降低,有效控藻時間為1～144h。殼聚糖改性硅藻土快速除藻能力較強。通過測定Chla相對去除率在288h內(nèi)的變化情況,得到殼聚糖改性硅藻土去除洱海藻類的動態(tài)擬合方程:y=9E-06x3-0.0033x2-0.0174x+92.051,R2=0.9476;y為Chla相對去除率,x為時間(h)。
　　 受絮凝聚集影響,藻類氣囊及絮體內(nèi)氣泡會使絮體發(fā)生

6、再懸浮。當使用超聲波和改性粘土集成技術(shù)后,藻類去除率明顯提高,尤其能明顯提高群體形態(tài)藻類的去除率,且絮體穩(wěn)定性比單一絮凝法的明顯增強。當在40kHz、160W超聲輻照2.5min條件下,銅綠微囊藻的氣囊去除率超過95％,但細胞活性不變,細胞壁保持完好,能防止藻細胞機械死亡所產(chǎn)生的毒素釋放,表明超聲波和改性粘土集成技術(shù)可能可以作為治理我國藍藻水華的一種有效方法。
　　 此外,根據(jù)絮凝后不同時期絮體垂直分布的變化,可將絮凝后的絮體動