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通州聚合硅酸铝铁与聚合氯化铝混凝除藻效果对比

时间:2021-02-11 20:40:22 来源: 点击:23672次

 通州聚合硅酸铝铁与聚合氯化铝混凝除藻比较研究针对武汉市莲花湖湖水,采用通州聚合硅酸铝铁(PAFSC)和聚合氯化铝(PAC)进行混凝实验,比较了两种混凝剂的混凝效果及原水处理前后藻类群落变化。

主要结论如下:

(1)无论在低投加量还是在高 投加量时,PAFSC 的除藻、除浊效果均明显优于PAC。通州聚合硅酸铝铁与聚合氯化铝投加量增加时,两 种混凝剂对原水Chl-a 和浊度的去除率均呈现先迅速上升再趋于平缓的过程;

(2)PAFSC 在去除藻类细 胞、浊度方面均优于PAC;(3)PAFSC 混凝处理微囊藻为主体的水华原水时,其效果比PAC 更好。文 章研究后表明:PAFSC 是一种新型混凝剂,其混凝效果明显优于PAC,当水体以微型藻为主时, 可使用PAFSC 替代PAC,能提高混凝效果。 [关键词]通州聚合硅酸铝铁;聚合氯化铝;烧杯实验;藻类群落结构;混凝除藻机理 有害“藻华”的频繁暴发和由此产生的藻毒素污染等,使治理藻类污染成为当今国内外努力探索的 一大难题 [1-2] 。

混凝处理法是常见应急除藻技术。聚合氯化铝(PAC)是目前水处理中被广泛应用的混凝 剂之一,其混凝效果优于常用无机混凝 。通州聚合硅酸铝铁(PAFSC)是一种新型无机高分子混凝剂,具有混凝效果好、沉降速度快和稳定性好等优点。PAFSC 用于处理造纸废水 等诸多方面已有研究,但在混凝除藻方面未见涉及。文章采用PAFSC PAC对水华原水进 行混凝处理,从叶绿素 和浊度处理率两方面比较了两种混凝剂的除藻性能,并研究了原水处理前后藻类群落的变化。 材料与方法1.1 实验材料 1.1.1 试剂 NaOH,HCl,丙酮等均为分析纯;聚合氯化铝(PAC),Al 含量为15.6%,盐基度B=1.4(青岛 钰泉环保有限公司);聚合硅酸铝铁(PAFSC),Si/Al/Fe 摩尔比:2104, 度7.5 %(实验室制备)。 1.1.2 原水水样节 武汉市莲花湖湖水 莲花湖是一个典型城市浅水湖泊,因湖体较小,自净能力较差,目前水质已降 为类,近年来夏秋季经常暴发蓝藻水华。 1.1.3 分析仪器 722型光栅分光光度计(北京光学仪器厂),ZR-326混凝实验搅拌机(), XSP-02MA 生物显微镜。

 1.2 实验方法 向原水中分别投加一定量的混凝剂,进行烧杯实验。分别测定原水处理前后的叶绿素 含量和浊度,从这两个方面比较PAFSC 与PAC 的除藻效果,并通过镜检分析原水处理前后藻类群落变化 :参照《湖泊生态调查观测与分析》测定。(2)浊度的测定 :参照《水和废水检测分析方法(第四版)》测定。(3)烧杯实验:在800 mL 烧杯中加入原水500 mL,加入一定量混凝剂,用ZR-326 混凝实验搅拌机 搅拌,快速(100 r/min)搅拌3 min,然后慢速(30 r/min)搅拌20 cm处取样,测定样品的Chl-a 的含量和浊度。 结果与讨论2.1 两种混凝剂除藻效果与分析 经测定,原水Chl-a 含量为0.285 mg/L,浊度为29NTU。 两种混凝剂投加量与叶绿素a、浊度去除率的关系见图1 4060 80 100 1012 混凝剂投加量/(mgL -1 PACPAFSC 混凝剂投加量与叶绿素a去除率关系 可知,随着投加量增加,两种混凝剂对原水Chl-a和浊度的去除率均呈现先迅速上升 再趋于平缓的过程。无论在低投加量还是在高投加量时,PAFSC 的除藻、除浊效果均明显优于PAC。 PAFSC mg/L时Chl-a 和浊度去除率均基本达到更高值,分别为94.1 %、90.1 当PAC投加量为10.0 mg/L 时Chl-a 和浊度去除率才分别达到88.3 %、86.2 %。实验表明:两种混 凝剂过量投加时,Chl-a、浊度去除率均会趋于平稳;PAFSC 聚合物分子长度和分子量均高于 PAC, 故在聚合物桥联、网捕去除藻类细胞、浊度物质能力方面,PAFSC 强于PAC。 2.2 投加混凝剂对藻类群落的影响与分析 原水中检出浮游藻类6 门25 属35 种,其中绿藻门10 属14 种,蓝藻门10 属13 种。藻类优势种为蓝藻门的铜绿微囊藻、不定微囊藻,裸藻门的尾裸藻。蓝藻门在数量上占优势,局部形成蓝藻水华。 原水经PAFSC 混凝处理之后,水样中检出的藻类有尖细栅藻、弯曲栅藻、微小色球藻、小形色球 藻;原水经PAC 混凝处理之后,水样中检出的藻类有尖细栅藻、弯曲栅藻、微小色球藻、小形色球藻、 单角盘星藻、铜绿微囊藻、不定微囊藻、水华微囊藻、啮蚀隐藻、卵形隐藻。实验证明PAFSC 和PAC 对藻类优势的处理效果差异较大,经PAFSC 处理后3 种藻类优势种均被去除,而经PAC 处理后还有 种藻类优势种未能去除,即铜绿微囊藻和不定微囊藻。混凝处理以微囊藻为主体的水华原水,PAFSC的效果比PAC 更好。 为比较两种混凝剂对不同级别藻类的处理效果,将不同级别藻类进行归类比较,见表1。 两种混凝剂对不同级别藻类的处理比较类别 原水 PPFS 混凝处理后 PAC 混凝处理后 尺寸/m 1011 1012 服务有机硅氟行业开创信息传播新天地 106技术研究 可知,原水中10~50m和大于150 m尺寸的藻类数多,都为12 种,隶属于10 门;其次是50~150m尺寸的藻类,有11 种,隶属于10 门;而小于10m尺寸的 藻类数为0。原水经PAFSC、PAC 混凝处理之后,大于150 m尺寸的藻类均会消失掉;PAFSC混凝 处理之后,50~150 m尺寸的藻类仅有1 种,10~50m尺寸的藻类有1 种;PAC混凝处理之后,50~150 m尺寸的藻类有1 种,10~50m尺寸的藻类有2 通过对原水处理前后藻类群落变化的研究,可得出以下几点:

(1)PAC对于铜绿微囊藻和不定微囊 藻的混凝处理效果明显不及 PAFSC,投加混凝剂处理以微囊藻为主体的水华原水时,PAFSC PAC的混凝处理效果更好;

(2)PAFSC 和PAC 对大于150 m的藻类处理效果均相当明显,处理后水样中 未检出;

(3)PAFSC 对10~50 m和50~150 m的藻类处理效果优于PAC,这与PAFSC 聚合物的 分子长度和分子量均高于PAC,聚合物桥联和网捕去除藻类细胞能力强于PAC 有关。实验证明PAFSC 对于小型化藻类水样处理效果强于PAC。 结论(1)针对武汉市莲花湖湖水,采用烧杯实验分析得出:无论在低投加量还是在高投加量时,PAFSC 的除藻、除浊效果均明显优于PAC。聚合硅酸铝铁与聚合氯化铝投加量增加时,两种混凝剂对原水Chl-a 和浊度的去除率均呈现先迅速上升再趋于平缓的过程。 

(2)PAFSC 聚合物的分子长度和分子量均高于 PAC,聚合物桥联和网捕去除藻类细胞、浊度和色 度物质能力方面,PAFSC 强于PAC。

 (3)投加混凝剂处理以微囊藻为主体的水华原水时,PAFSC 比PAC 的混凝处理效果更好。 (4)PAFSC 和PAC 对大于150 m的藻类处理效果相当,PAFSC 对于小于150 m的藻类,其处 理效果明显优于而PAC。故当水体以微型藻类为主时,可以考虑使用PAFSC 以替代PAC,以提高混 凝效果

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