發(fā)布時(shí)間：2020-07-08 00:56

【摘要】：氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)大量排入湖泊水庫(kù),造成水體富營(yíng)養(yǎng)化,藍(lán)藻等藻類迅速繁殖,使水質(zhì)惡化,進(jìn)而影響飲用水供水安全,威脅人類健康。粘土絮凝法是一種安全高效且被認(rèn)為是較具潛力的藻類去除方法。本文以藍(lán)藻中的水華微囊藻為研究對(duì)象,采用聚二甲基二烯丙基氯化銨(PDM)改性伊利石絮凝除藻,考察了粒徑、投加量、復(fù)合比、初始pH值、藻類生長(zhǎng)期、胞外分泌物(EOM)、攪拌時(shí)間、靜沉?xí)r間等因素對(duì)除藻效果的影響;通過(guò)對(duì)生長(zhǎng)期、投加量、復(fù)合比和靜沉?xí)r間等因素進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)分析,優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件,并與實(shí)際水體中藻的去除效果相比較,分析實(shí)際應(yīng)用的可行性;從伊利石改性前后的表征、藻絮體形態(tài)和Zeta電位分析等方面揭示PDM改性伊利石除藻機(jī)理。得出主要結(jié)論如下:(1)單獨(dú)伊利石除藻效果表明,伊利石對(duì)藻的去除率僅約5%。分別采用高溫、超聲波、鹽酸、氫氧化鈉、硫酸亞鐵以及PDM對(duì)伊利石進(jìn)行改性,結(jié)果表明,PDM改性伊利石的處理效果最優(yōu),濁度、藻密度、葉綠素a(Chl-a)的去除率分別為93.96%、96.84%、98.27%。故選用PDM作改性劑對(duì)伊利石進(jìn)行改性。(2)研究單獨(dú)PDM對(duì)藻的處理效果,結(jié)果表明,PDM投加量為2.6 mg/L時(shí),濁度、藻密度、Chl-a的去除率分別為89.91%、93.89%、95.45%,且對(duì)水體pH的適應(yīng)性也較好;但所得絮體較松散且易上浮。(3)通過(guò)不同因素對(duì)PDM改性伊利石除藻效果影響研究表明,PDM改性伊利石粒徑80目、投加量25mg/L、復(fù)合比1:15、藻液初始pH值7~8、藻生長(zhǎng)期為對(duì)數(shù)期時(shí),濁度、藻密度、Chl-a、UV_(254)、DOC的去除率分別為95.96%、99.34%、100%、84.21%、50.32%,所得絮體大且密實(shí),抗擾動(dòng)能力強(qiáng)。達(dá)到最佳處理效果時(shí),未移除EOM和移除EOM時(shí)PDM改性伊利石的投加量分別為25 mg/L、12 mg/L,EOM會(huì)減少絮凝劑的有效投加量。EOM在低濃度(DOC20 mL)下可發(fā)揮高分子的架橋作用從而利于絮體凝聚,在高濃度(DOC60 mL)下由于EOM的電負(fù)性過(guò)強(qiáng)從而阻礙絮凝。在此基礎(chǔ)上當(dāng)攪拌時(shí)間15min,靜沉?xí)r間40min時(shí),濁度、藻密度、Chl-a去除率分別為95.98%、98.77%、99.87%。(4)正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,藻類生長(zhǎng)期、投加量、復(fù)合比、靜沉?xí)r間對(duì)除藻效果的影響均較小,PDM改性伊利石除藻效果穩(wěn)定性好。最佳除藻工藝條件為對(duì)數(shù)期、投加量25mg/L、復(fù)合比1:15、靜沉40min,此時(shí)濁度、藻密度、Chl-a、UV_(254)去除率分別為96.06%、99.75%、100%、86.03%。PDM改性伊利石處理實(shí)際水體中的藻類時(shí),投加量為45 mg/L時(shí)四者去除率分別達(dá)到92.70%、94.17%、98.50%、81.67%,故PDM改性伊利石在實(shí)際藻污染處理中同樣有較好的應(yīng)用價(jià)值。(5)對(duì)PDM改性伊利石絮凝除藻進(jìn)行機(jī)理分析。伊利石改性前后的表征結(jié)果表明,經(jīng)PDM改性后,伊利石表面結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化,比表面積增大。藻絮體形態(tài)分析表明,PDM改性伊利石將絮體凝結(jié)成團(tuán),呈球狀;PDM的架橋與伊利石的網(wǎng)捕作用將絮體粘結(jié)在一起,得到以伊利石為凝結(jié)核心的藻絮體,絮體粒徑增大,水?dāng)_穩(wěn)定性增強(qiáng)。Zeta電位結(jié)果表明,水體pH值8條件下,PDM改變伊利石的Zeta電位為正,與帶負(fù)電荷的藻細(xì)胞電性中和,使藻細(xì)胞脫穩(wěn)而相互碰撞,聚集沉降。PDM改性伊利石絮凝除藻主要機(jī)理為電性中和、架橋和網(wǎng)捕作用。
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：X524
【圖文】：

伊利石實(shí)物圖

53]，具有一定的比表面積與離子交換量。伊利石的化學(xué)組成成分見(jiàn)表1.1，其層結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1.2。圖1.2 伊利石層結(jié)構(gòu)圖[54]表1.1 伊利石原礦的化學(xué)成分分析礦石 SiO2Al2O3Fe2O3TiO2K2O Na2O Cu Mu H2O含量/% 63.05 17.34 3.90 0.98 7.45 0.04 0.00126 0.014 4.28伊利石具有安全無(wú)毒、廉價(jià)易得、儲(chǔ)量豐富的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于改善陶瓷、制備塑膠、制造高級(jí)紙張、生產(chǎn)化肥、改進(jìn)建筑材料和農(nóng)牧業(yè)等領(lǐng)域。在水處理中，由于其粒徑小、比表面積大和膠體性質(zhì)，可作為吸附劑使用，具有較好的發(fā)展前景[55]。1.3.2 伊利石在水處理中的應(yīng)用伊利石的研究主要體現(xiàn)在改善陶瓷、塑膠和建筑材料性能方面[56]，近年來(lái)在水處理中的應(yīng)用也日益增多。改性后的伊利石離子交換能力增強(qiáng)，層間結(jié)構(gòu)和表面結(jié)構(gòu)發(fā)生變化[57]，吸附性能增強(qiáng)，在水處理中取得了較好的成果。張燦梅、黃曉東等[58,59]通過(guò)利用天然殼聚糖對(duì)伊利石進(jìn)行改性，分別用以清除水體中酸性大紅 3R 和日落黃。伊利石的表征結(jié)果顯示

[64]。圖1.3PDM 結(jié)構(gòu)圖PDM 使用時(shí)溶解時(shí)間短，具有較強(qiáng)的殺菌能力和較高的正電荷密度的特點(diǎn)，并且受水體 pH 影響較小，因此在污水凈化、石油開(kāi)采、采挖礦石、工業(yè)造紙和紡織印染等領(lǐng)域具有較好的運(yùn)用[65]。1.4.2 PDM 在水處理中的應(yīng)用PDM 作為一種新型的水處理絮凝劑，具有無(wú)毒無(wú)污染的特點(diǎn)，是第一個(gè)通過(guò)美國(guó)公共衛(wèi)生署（FDA）批準(zhǔn)的可以用于飲用水生產(chǎn)的有機(jī)化合物[66]，常被美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家用于水源水污染處理[67]。近年來(lái)，PDM 在國(guó)內(nèi)的發(fā)展也較為迅速，并取得了較好的水

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號(hào)：2745861