【摘要】：近年來(lái),我國(guó)飲用水源水污染問(wèn)題逐漸加劇,湖庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象嚴(yán)重,使得藍(lán)藻水華頻發(fā),影響群眾供水安全。因此,研究卓效、經(jīng)濟(jì)的除藻技術(shù)十分迫切。本課題以傳統(tǒng)混凝工藝為基礎(chǔ),研究了鹽酸改性粉煤灰(Hydrochloric acid modified fly ash,FA-HCl)強(qiáng)化混凝除藻效果,主要考察了投加量、藻密度、胞外分泌物(EOM)、沉降時(shí)間、藻類生長(zhǎng)期等因素對(duì)其除藻效果的影響,優(yōu)化其除藻條件,分析其除藻機(jī)理,得到以下研究結(jié)論:(1)以水華微囊藻懸液為對(duì)象,選用不同方法對(duì)粉煤灰改性,開(kāi)展了粉煤灰除藻改性方法的篩選研究。實(shí)驗(yàn)表明,單獨(dú)粉煤灰的藻去除率在10%~15%;對(duì)比不同的方法改性后粉煤灰除藻效果:鹽酸硫酸高溫超聲波NaOH,其中鹽酸溶液濃度為15.0%,投加量為90 mg/L,FA-HCl的藻去除率達(dá)到最佳,藻密度、濁度和Chl-a去除率分別為100%、98.87%和100%。(2)分析FA-HCl強(qiáng)化混凝除藻效果研究發(fā)現(xiàn),投加量為80 mg/L,藻密度A_(680)≈0.1時(shí),FA-HCl的藻去除率達(dá)到93%以上;在此條件下,沉降時(shí)間為40 min時(shí),藻密度、濁度和Chl-a去除率分別為97.67%、97.89%和100%。藻類由遲緩期生長(zhǎng)至衰亡后期時(shí),DOC值由10.02 mg/L增長(zhǎng)至85.91 mg/L;當(dāng)投加量一定時(shí),對(duì)比不同生長(zhǎng)期藻去除率發(fā)現(xiàn),對(duì)數(shù)期藻去除率達(dá)到最大值,藻密度、濁度和Chl-a去除率分別為97.09%、98.67%和100%;衰亡期藻去除率下降至40%左右,表明較少的EOM可以極大的促進(jìn)混凝,過(guò)量的EOM會(huì)阻礙混凝。(3)由響應(yīng)面分析方法(Response Surface Methodology,RSM)發(fā)現(xiàn),FA-HCl強(qiáng)化混凝除藻最優(yōu)工藝條件:投加量、沉降時(shí)間和EOM分別為113 mg/L、50 min、11 mg/L,其中UV_(254)模型顯著性影響因子依次為:FA-HCl投加量沉降時(shí)間EOM,Chl-a模型顯著性影響因子依次為FA-HCl投加量EOM沉降時(shí)間。(4)分析FA-HCl混凝除藻機(jī)理發(fā)現(xiàn),酸改性后粉煤灰表面空洞增大,增加了其比表面積;對(duì)藻絮體形態(tài)分析表明,FA-HCl除藻生成藻絮體較粉煤灰大且密實(shí),且有粘結(jié)、團(tuán)聚現(xiàn)象;對(duì)Zeta電位分析表明,處于衰亡期前藻細(xì)胞混凝過(guò)程中有明顯壓縮雙電層現(xiàn)象;生長(zhǎng)至衰亡期后藻細(xì)胞表面分泌大量的EOM,使得藻液中電負(fù)性越強(qiáng),在相同改性粉煤灰投加量下,過(guò)量的EOM抑制了絮凝作用,使得混凝劑除藻效果降低。
【圖文】：

第一章 緒 論1.1 水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)狀及危害1.1.1 水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)狀近年來(lái)，由于過(guò)量的N、P、K 等元素排放至環(huán)境水體中，以致藍(lán)藻等浮游生物的過(guò)度滋生，水質(zhì)不斷惡化，造成水生生物的大量死亡，這種現(xiàn)象稱之為富營(yíng)養(yǎng)化（Eutrophication）[1]。由于在富營(yíng)養(yǎng)化水溶液中不相同藻種的顏色各異，故其在水面上出現(xiàn)顏色有所差異。海水中的富營(yíng)養(yǎng)化被稱為“赤潮”或“紅潮”（Red tide），而在湖庫(kù)中被稱為“水華”（Algal bloom）。跟據(jù)《2016 年中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)》調(diào)查數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)[2]，2016 年，，在我國(guó)地表水 1940 個(gè)評(píng)價(jià)、考核、排名斷面里面，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ和劣Ⅴ類水質(zhì)分別占 2.4%、37.5%、27.9%、16.8%、6.9%和 8.6%。我國(guó)重要湖泊及水庫(kù)的綜合富營(yíng)養(yǎng)狀況分析（主要水質(zhì)污染指標(biāo)為NH4+-N、TP、COD 和 BOD5）分別見(jiàn)圖1.1 和圖1.2[2]。由此表明，我國(guó)環(huán)境水體的富營(yíng)養(yǎng)化狀況逐漸加劇。

圖1.2 2016 年我國(guó)重要水庫(kù)的綜合營(yíng)養(yǎng)狀況分析由于環(huán)境水體的富營(yíng)養(yǎng)化狀況嚴(yán)峻，致使我國(guó)湖庫(kù)中水華的頻繁爆發(fā)[3]。近年來(lái)，我國(guó)頻繁爆發(fā)重大水華事件見(jiàn)表 1.1[4]。由此可知，水華的突發(fā)已嚴(yán)峻威脅到群眾的生活和社會(huì)的穩(wěn)定，為確保群眾用水的安全，保護(hù)飲用水源水的供水安全已成為我國(guó)生態(tài)環(huán)境工作中的重中之重，從而降低水體富營(yíng)養(yǎng)化，防止飲用水源水中藻類的過(guò)度繁殖，已成為現(xiàn)階段亟需解決的難題。表1.1 我國(guó)近年來(lái)重大水華事件時(shí)間 地點(diǎn) 名稱 影響與危害2005.7 南京，玄武湖 藍(lán)藻 散發(fā)嗅味，嚴(yán)重影響湖內(nèi)景觀2007.6 無(wú)錫，太湖 藍(lán)藻 主要自來(lái)水廠停產(chǎn)，群眾飲水受阻2008.2 湖北，漢江 硅藻 部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)的自來(lái)水廠停產(chǎn)，群眾飲水受阻2009.6 安徽，巢湖 藍(lán)藻 湖內(nèi)大量藍(lán)藻集聚，影響水廠供水安全2009.8 武漢，官橋湖 藍(lán)藻 湖水渾濁，散發(fā)出腥臭味
【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】：2018
【分類號(hào)】：TU991.2

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本文編號(hào)：2601036