【摘要】：藍藻胞外聚合物(extracellular polymeric substance,EPS)有機含量高,游離態(tài)藍藻EPS因其大量釋放和不易去除更成為水源水中的一項重要污染源。本研究針對水華水體普遍存在的游離態(tài)藍藻EPS有機污染,以飲用水水質(zhì)安全分析為目標,主要關注并分析了不同環(huán)境條件下游離態(tài)藍藻EPS的自然分泌及釋放規(guī)律,以探究游離態(tài)藍藻EPS對水源水的污染特性;并對比考察了不同預氧化處理對游離態(tài)藍藻EPS的降解調(diào)控效果,同時探究了混凝、沉淀、過濾、消毒系列常規(guī)物化處理工藝對游離態(tài)藍藻EPS的截留去除效果,以評估飲用水處理工藝出水中殘留游離態(tài)藍藻EPS的潛在可能,優(yōu)選出基于游離態(tài)藍藻EPS降解去除和污染調(diào)控的飲用水處理工藝方法。本課題的研究內(nèi)容如下:(1)研究了不同pH值、溫度、光照及攪拌強度條件下,游離態(tài)藍藻EPS在水源水中的釋放規(guī)律。在中性pH范圍內(nèi),游離態(tài)藍藻EPS會隨pH的升高而逐漸增產(chǎn),且最適宜藍藻EPS形成和分泌的pH值為7-8,酸性條件比堿性條件更有利于多糖組分的分泌,但也更易導致藻細胞破損;游離態(tài)藍藻EPS對光照具有趨向分泌現(xiàn)象,無光條件下,游離態(tài)藍藻EPS的產(chǎn)生分泌水平較低,有光條件較無光條件更有利于游離態(tài)藍藻EPS的形成分泌,然而光照強度的略微差別對藍藻EPS分泌量的影響區(qū)別不大;在光照一定的情況下,25℃最有利于藍藻EPS的形成和分泌釋放,高溫和低溫都對游離態(tài)藍藻EPS的形成分泌具有抑制作用,低溫100C條件比高溫40℃條件對其抑制效果更為顯著;攪拌作用力對游離態(tài)藍藻EPS形成及分泌的影響并不顯著,總體來說,高速攪拌相對于低速攪拌更能刺激藍藻EPS的分泌及釋放量。(2)選用KMnO4和NaClO預氧化劑,研究了不同預氧化條件對游離態(tài)藍藻EPS的降解去除效果。結果表明,KMnO4和NaClO均對游離態(tài)藍藻EPS具有明顯的降解調(diào)控作用,且降解調(diào)控效果隨著預氧化劑量的增加而提高。然而兩種預氧化劑的氧化效果具有明顯差別,相同劑量條件下NaClO的氧化強度高于KMnO4,其對藻細胞的破損強度也較大。KMnO4和NaClO對于游離態(tài)藍藻EPS組分結構的優(yōu)先降解規(guī)律并不一致,但其對游離態(tài)藍藻EPS分子量分布表現(xiàn)出比較一致的規(guī)律,都有降解大分子鏈至小分子物質(zhì)的趨勢。通過綜合考量,對藍藻EPS和藻細胞共同存在的含藻水體采用KMnO4預氧化是更為安全有效的預處理方式。(3)研究了游離態(tài)藍藻EPS在混凝、沉淀、過濾、消毒系列飲用水常規(guī)物化處理過程中的截留去除效果�；炷に噷τ坞x態(tài)藍藻EPS的去除效率隨混凝劑投加量的增加而有所提高,然而原水直接混凝沉淀時,藍藻EPS最優(yōu)去除率受到一定限制,相較而言預氧化后強化混凝對藍藻EPS的去除效率明顯增高;過濾前后含藻水中EPS的去除效率比無藻水中EPS的去除效率略高,是由于含藻水中部分藍藻EPS粘附于殘存藻細胞表面被共同截留去除;消毒工藝對游離態(tài)藍藻EPS具有明顯的去除效果,原理與預氧化降解機理相同。整體來看,預氧化+混凝沉淀+過濾+消毒工藝體系比直接混凝沉淀+過濾+消毒工藝體系去除游離態(tài)藍藻EPS效果更好。且對于含藻水EPS的處理,2.0mg/LKMnO4預氧化+40mg/L PAC混凝沉淀+過濾+1.5mg/LNaClO消毒工藝效果最優(yōu)。
【學位授予單位】：揚州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TU991.2
【圖文】：

相對而言，堿性條件下藍藻ＥＰＳ釋放量的增加有更多的可能性，有可能是細胞在刺逡逑激性的生存條件中產(chǎn)生的應激性分泌［１２６’邋｜３９］與長時間的生長環(huán)境中衰亡破裂的共同作用導逡逑致的結果。對比圖２－１中多糖組分含量可以看出，藍藻ＥＰＳ中多糖組分含量的變化與其逡逑ＥＰＳ分泌釋放量的變化趨勢并不一致。ＥＰＳ中多糖組分含量隨ｐＨ升高而降低，在強酸性逡逑條件下含量最高（６７．０％－７１．０％），而在強堿性條件下含量最低（５１．２％－５２．９％）。這說明藍逡逑藻ＥＰＳ的刺激分泌并不意味著其胞外多糖的刺激產(chǎn)生，有可能由其他有機或無機組分占據(jù)逡逑更多的ＥＰＳ刺激量。逡逑１００１逡逑．畫Ｉｄ逡逑Ｊ邋８０－邐Ｔ邐§邋Ｃ￣￣４ｄ逡逑３邋６０－邐ｉ邐Ｉ邐｝邋ｅ邋多糖逡逑．一邐６７．０％邐＾邐由邐￥邐ｘ＼邐爻逡逑茲邐＞§邋§＇６９．０％邐ｔ邐＾邐：交邐ｒ：邋§．邋５２．３／0逡逑饗４０－邐由邐＿邐灸邐ｉ邐４夕逡逑笑邋２０－邋Ｐｋ邋，邋痛邋６２．２％邐５１．２％々逡逑０邋ｊ邐灥圈邋Ａｍ邋成：．＿邋ｉｍ邋ｘｉ；Ｉ逡逑３４５６７８９邐１０逡逑ｐＨ值逡逑圖２－１不同初始ｐＨ條件下ＥＰＳ、多糖的含量變化逡逑通過圖２－２ａ中不同培養(yǎng)周期下多糖組分含量隨ｐＨ的變化趨勢進一步分析，ＰＨ＝３條逡逑件下多糖含量急劇增高，且在２天后基本增至最高值。ＰＨ＝４條件下多糖含量在１天內(nèi)仍逡逑表現(xiàn)出比其他高ｐＨ體系更高的值，但隨培養(yǎng)時間的延長，其分泌增量并不明顯。ｐＨ＝５－１０逡逑條件下多糖含量在１天后的測定值基本一致

相對而言，堿性條件下藍藻ＥＰＳ釋放量的增加有更多的可能性，有可能是細胞在刺逡逑激性的生存條件中產(chǎn)生的應激性分泌［１２６’邋｜３９］與長時間的生長環(huán)境中衰亡破裂的共同作用導逡逑致的結果。對比圖２－１中多糖組分含量可以看出，藍藻ＥＰＳ中多糖組分含量的變化與其逡逑ＥＰＳ分泌釋放量的變化趨勢并不一致。ＥＰＳ中多糖組分含量隨ｐＨ升高而降低，在強酸性逡逑條件下含量最高（６７．０％－７１．０％），而在強堿性條件下含量最低（５１．２％－５２．９％）。這說明藍逡逑藻ＥＰＳ的刺激分泌并不意味著其胞外多糖的刺激產(chǎn)生，有可能由其他有機或無機組分占據(jù)逡逑更多的ＥＰＳ刺激量。逡逑１００１逡逑．畫Ｉｄ逡逑Ｊ邋８０－邐Ｔ邐§邋Ｃ￣￣４ｄ逡逑３邋６０－邐ｉ邐Ｉ邐｝邋ｅ邋多糖逡逑．一邐６７．０％邐＾邐由邐￥邐ｘ＼邐爻逡逑茲邐＞§邋§＇６９．０％邐ｔ邐＾邐：交邐ｒ：邋§．邋５２．３／0逡逑饗４０－邐由邐＿邐灸邐ｉ邐４夕逡逑笑邋２０－邋Ｐｋ邋，邋痛邋６２．２％邐５１．２％々逡逑０邋ｊ邐灥圈邋Ａｍ邋成：．＿邋ｉｍ邋ｘｉ；Ｉ逡逑３４５６７８９邐１０逡逑ｐＨ值逡逑圖２－１不同初始ｐＨ條件下ＥＰＳ、多糖的含量變化逡逑通過圖２－２ａ中不同培養(yǎng)周期下多糖組分含量隨ｐＨ的變化趨勢進一步分析，ＰＨ＝３條逡逑件下多糖含量急劇增高，且在２天后基本增至最高值。ＰＨ＝４條件下多糖含量在１天內(nèi)仍逡逑表現(xiàn)出比其他高ｐＨ體系更高的值，但隨培養(yǎng)時間的延長，其分泌增量并不明顯。ｐＨ＝５－１０逡逑條件下多糖含量在１天后的測定值基本一致

２１＿逡逑ｐＨ體系相比（圖２－１），邋ｐＨ＝４條件下藍藻細胞在長時間的酸度作用下，藍藻ＥＰＳ出現(xiàn)了趨逡逑于ｐＨ＝３體系分泌量一致的現(xiàn)象，說明長時間的較強酸刺激仍會產(chǎn)生藍藻ＥＰＳ的大量分泌，逡逑這可能是該ｐＨ條件持續(xù)作用下藍藻細胞不宜維持生存而破裂，大量釋放胞內(nèi)物質(zhì)所致。逡逑而堿性條件下（ｐＨ＝９－１０）藍藻ＥＰＳ及多糖分泌量較未校準ｐＨ體系有所下降，這可能是逡逑堿性條件的持續(xù)作用對藍藻細胞的生長產(chǎn)生了一定程度的抑制所致。圖２－３進一步顯示出，逡逑藍藻ＥＰＳ的刺激分泌并不意味著其胞外多糖的刺激產(chǎn)生，ＥＰＳ中多糖組分含量仍表現(xiàn)出隨逡逑ｐＨ升高而降低，且在強酸性條件下含量最高（６９．７％－７１．０％），而在強堿性條件下含量最低逡逑（４８．５％－５５．７％）0逡逑８０邋ｎ邐邐逡逑WＩｄ逡逑＾邐ｉ邋１邐Ｔ邐Ｍ４ｄ逡逑６０－邋７邋丨〈。於邐＿邐肉邋＿邋南邋１０ｄ逡逑＂Ｓｂ邐１＾６９．７％邋＾邐自矣邋矣邋矣６多糖逡逑Ｓ邐Ｉ邋．邋Ｉ邋，邋Ｉ邋Ｉ邋＼邐卜８５％逡逑２３邋ｊ邋Ｂ邋１１邋ｉ６２ｉ邋ｉｆｃ邋ｉｌｒｌｉ逡逑Ｕ邐Ｉ邐ｉ邐ｉ邐邐Ｉ邐ｉ邐Ｉ邐Ｉ逡逑３４５６７８９邐１０逡逑ｐＨ值逡逑圖２－３不同持續(xù)ｐＨ作用下水體ＥＰＳ、多糖含量變化逡逑此外

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本文編號：2759755