聚合氯化铝对粘土矿物助凝除藻效果
藻类污染引起的水质恶化已经成为影响饮用水安全的重要问题之一。在饮用水处理中,大量存在的藻细胞不仅会增加药耗,堵塞滤池,严重时还会使出水具有异味并生成消毒副产物。混凝是饮用水处理中的的常规单元,能有效去除水中的悬浮物、藻类和腐植质等有机物。本论文以地表水中常见的淡水蓝藻-铜绿微囊藻为研究对象,考察了聚合氯化铝(PAC)对铜绿微囊藻的混凝去除效果,并从混凝工艺条件、水质条件等方面探讨了混凝除藻效果的影响因素,在此基础上研究了粘土矿物助凝除藻的效果。论文取得了以下结果:
(1)混凝剂PAC投加量随铜绿微囊藻初始浓度的升高而增加。当铜绿微囊藻浓度OD680 nm=0.060时,投加20 mg/L PAC混凝后静置沉淀30 min,可使剩余浊度降至0.80 NTU,叶绿素a (Chla)去除率达到84.0%,残余铝浓度低于限定值0.2 mg/L。pH在7 8的范围内混凝除藻率在84.0%以上,效果相对最好。投加1.0 mg/L KMnO4预氧化能使铜绿微囊藻的去除率提高近8.0%,但当KMnO4用量>0.5 mg/L或与藻细胞接触时间>30 min时,水样的浊度增大,除藻率降低。
(2)水中共存阴离子对混凝除藻均有一定的抑制作用,具体表现为:Cl-、H2PO4-、SO42-和HCO3-分别使除藻率相对降低了47.6%、23.6%、31.7%和50.2%;NO3-和F-对混凝除藻的影响较小。腐植酸(HA)和阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)对混凝除藻的抑制作用随浓度的增加先增加后降低,当HA和CTMAB的浓度分别为6 mg/L和5 mg/L时,分别使除藻率相对降低了51.4%和21.8%,但两者浓度较高(10 mg/L)时均对混凝除藻表现出促进作用。阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)和非离子表面活性剂曲拉通X-100(Triton X-100)对混凝除藻的影响极小。
(3)高岭土、膨润土、海泡石和硅藻土等粘土矿物能有效促进铜绿微囊藻的混凝去除,其中海泡石助凝的效果最好,20 mg/L海泡石可使除藻率由84.0%提高到91.6%。粘土矿物能显著降低水样的残余铝量,但增加了水样浊度。不同的水质条件下,投加海泡石和高岭土均能一定程度上提高除藻率。当水中分别存在Cl-,H2PO4-,SO42-,HCO3-,HA以及CTMAB时,30 mg/L海泡石可使除藻率提高1.7% 10.9%,30 mg/L高岭土可使除藻率提高3.0% 14.3%。
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