pafcpdm复合混凝剂强化混凝除藻性能研究(附件)
目 录
1 绪论 1
1.1 藻类的危害 1
1.2 常用除藻方法简介 1
1.3 复合混凝剂简介 2
1.4 研究的内容及意义 3
2 混凝剂的制备及表征 4
2.1 实验仪器及药品 5
2.2 聚合氯化铝铁（PAFC）的制备 6
2.3 聚合氯化铝铁聚二甲基二烯丙基氯化铵（PAFCPDM）复合混凝剂的制备 6
2.4 复合混凝剂的表征 6
2.5 结果与讨论 6
3 复合混凝剂强化除藻性能的研究 8
3.1 实验仪器及药品 8
3.2 藻的培养及模拟水样的配制 9
3.3 PAFCPDM复合混凝剂复配比对除藻降浊效果的影响 12
3.4 PAFCPDM复合混凝剂投加量对除藻降浊效果的影响 13
3.5 水样初始pH对除藻降浊效果的影响 14
3. *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: &351916072&
6 搅拌时间对除藻降浊效果的影响 15
3.7 沉淀时间对除藻降浊效果的影响 16
3.8 本章小结 17
结论 19
致谢 21
参 考 文 献 22
1 绪论
1.1 藻类的危害
藻类是原生生物界一类真核生物（有些也为原核生物，如蓝藻门的藻类），是一种能够进行光合作用的植物体无根，茎，叶分化的单细胞低等微生物，其分布广，种类多，适应性强，能在各种环境下生存[1~3]。
当水体中植物营养元素过多时，水体中藻类等水生植物大量繁殖，导致“水华”的发生，其危害概括如下：
（1）水体中藻类数量的急剧增长，水面被覆盖，阳光难以穿透，影响水生植物的光合作用。同时，藻类大量死亡后在水体中进行好氧分解，致使水体中溶解氧（DO）的下降，导致水质变差，并伴有恶臭气味[4]。
（2）水体中DO含量的下降影响水生动物的生存，藻类死亡所释放的藻毒素也会对水生动物产生危害，致使水生动物死亡，破坏生态平衡[5]。
（3）水体中藻类代谢及藻体破裂后都会释放出藻毒素，并通过食物链影响人类健康，特别是蓝藻的某品系或种产生的次生代谢产物微嚢藻毒素能损害肝脏，具有致癌效应，对人类健康存在重大威胁[6]。
1.2 常用除藻方法简介
当水体中藻类含量超标时，需要通过除藻来改善水体质量。目前水体除藻方法常用的有过滤法、气浮法，臭氧氧化法和混凝法等[7]。
（1）过滤法
对于水体中体积较大的藻类，一般采用机械过滤的方法，该方法操作简单，效果明显。对于低浊高藻可采用微滤机除藻，藻类去除率可达到70%。根据上海自来水公司的研究表明，滤网对于藻类的去除效果比混凝法明显，但对于色度，浊度的去除却远不及混凝法。
（2）气浮法
气浮法除藻主要是向水体中通入大量分散的，微小的气泡，使水体中藻类与气泡絮粒等粘合，形成比重小于水的浮渣，并借助浮力聚集在水体表面，从而达到固液分离的效果。气浮法是一种快速，高效的固液分离技术。相比于其他除藻方式，气浮法的除藻效率高，藻毒素释放量少。武汉东湖团山水厂研究表明，东湖水体中藻密度在高峰时达到5亿每升，经气浮处理后藻类去除率可达90%。可见气浮法除藻效率较高，然而气浮法操作环境较差，常伴有恶臭气味，同时浮渣处理较为困难[8~10]。
（3）臭氧氧化法
臭氧除藻即向水体中通入臭氧，可以去除水体中的藻类及浊度，同时臭氧具有强氧化性，也可以消除藻类外泄物的藻毒素和臭味，从而达到良好的效果。但是臭氧除藻法也有弊端，除藻的同时会产生有机副产物溴酸盐[11~12]。
（4）混凝法
混凝法主要是通过向水体中加入适量的混凝剂，借助动力学搅拌，使水体中的藻类与混凝剂或混凝剂分解产物聚集结合形成体积较大的絮凝体即矾花，其比重较大，发生自然沉淀，在沉淀过程中还会不断吸附藻类，使矾花的体积进一步增大，矾花加速下沉，最终达到除藻降浊的效果。强化混凝是指对于不同污染特性的水体，采用不同复配比的复合混凝剂，同时通过调节pH等作用条件，改善混凝剂对水体的除藻降浊性能[13~14]。
混凝法的作用机理可概括如下：
①吸附架桥：水体中的混凝剂，通过静电引力、范德华引力和氢键等，与水体中的其他杂质吸附在一起，聚集形成絮凝体共同沉降（俗称矾花）[15]。
②网捕作用：混凝剂加入水体中后，在水体中形成絮凝体，絮体呈现网状结构，其表面积大结构疏松，吸附力较强，在水体中会吸附其他粒子，增加自身比重，加速下沉[16]。
③压缩双电层：向水体中投加带有电荷混凝剂，使水体中的反离子浓度增加，减小扩散层的厚度，使ζ电位降低，沉降速度加快[17]。
④电性中和：溶解在水体中的混凝剂在一定条件下分解和水解，生成带电离子，这些带电离子不但能压缩双电层，而且能够从胶核外围的反离子层到达固液界面，与电位离子电性中和，使ψ电位降低，ζ电位也随之减小，从而使胶粒脱稳[18]。
以上为混凝法的四个主要作用机理，在实际过程中往往是多个作用协同发生，从而达到除藻的效果。
1.3 复合混凝剂简介
生活用水、生活污水，工业用水及工业污水的处理过程广泛采用混凝法，该方法成本低，操作简单，能够适应各类水体。投入水体中的混凝剂或混凝剂分解产物聚集结合形成体积较大的聚集颗粒物，其比重大于水，发生自然沉淀，在沉淀过程中还会不断吸附藻类，体积越大，下沉速度越快，最终达到除藻的效果。目前常用的混凝剂包括无机混凝剂，有机混凝剂和复合混凝剂，且不同混凝剂对于不同目标水样的处理效果也不同[19]。
无机混凝剂包括铝盐和铁盐等。聚合氯化铝铁（PAFC）是通过铝盐和铁盐复合共聚形成新型结构的无机复合型高分子混凝剂，集铝盐与铁盐混凝剂的优点于一体，是聚铝和聚铁良好的替代品[20~22]。但当PAFC单独作用于含藻微污染原水时，其混凝除藻效果最高只能达到80%左右[23]。
有机混凝剂包括聚丙烯酰胺或含氨基的聚合物等。聚二甲基二烯丙基氯化铵（PDM）是一种水溶性阳离子聚合物，是二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）的均聚物，呈白色粉末状，其抗酸碱能力较强、正电性强、所带电荷密度高，高效无毒，应用于常规水体时安全可靠。然而PDM单独使用时效果较差，通常和其他混凝剂同时使用，加入PDM后的复合混凝剂正电性较强，吸附能力有所提升，加入PDM后的复合混凝剂的用量会有所降低[24~26]。
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