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池塘水源藻类物质处理方法分析与研究
【关键词】 除藻   叶绿素a  泥沙  淀粉  明矾
【出   处】 2018年 1期
【收   录】 中国学术期刊网
【作   者】 胡琰1 张永丽1
【项   目】 暂不属于基金项目
【单   位】
【摘   要】 随着水体富营养化问题越来越严重,国家对农村饮用水水质的质量问题的逐渐重视,其最主要的污染物藻类的去除成为目前的关键。本文通过对池塘水源水质的分析,采用泥沙、明矾、淀粉等物质作为絮凝剂,根据不同配比进行组合,研究适合农村供水处理的最经济、最简便的有效方法。
正文
摘要:随着水体富营养化问题越来越严重,国家对农村饮用水水质的质量问题的逐渐重视,其最主要的污染物藻类的去除成为目前的关键。本文通过对池塘水源水质的分析,采用泥沙、明矾、淀粉等物质作为絮凝剂,根据不同配比进行组合,研究适合农村供水处理的最经济、最简便的有效方法。
关键字:除藻   叶绿素a  泥沙  淀粉  明矾
一、研究目的
    近年来,随着社会经济的迅猛发展,不合理的生活、生产方式导致了水域中氮(N)、磷(P)等营养盐类大量富集,致使水域富营养化日益严重。富营养化带来的直接危害就是藻类水华的产生。藻类在代谢过程中或藻体破裂后会释放藻毒素,而藻毒素中毒性最大的又属微囊藻毒素(MC)。MC的产生不仅破坏了水生生态系统的平衡,而且因其可特异性地作用于肝脏,引起肝脏的损伤,被认为是除肝炎病毒和黄曲霉毒素以外的环境中致原发性肝癌的重要原因。最近研究显示,MC还具有胚胎毒性、免疫功能损害等作用,微囊藻毒素毒性已严重威胁人类的健康。有关微囊藻毒素性质、毒理、毒性,在环境中的迁移、转化以及控制预防已引起全世界的普遍关注。
按照城乡统筹发展的思路,随着城乡一体化建设的进行,供水质量的不断提高,区域供水覆盖面积的不断扩大,农村地区也逐步享受和城市同等质量的生活用水。但是,在部分偏远农村地区,生活供水系统非常简单,尤其在取用池塘水作为水源时,很少采用专门针对藻类去除的处理工艺,这使得饮用水中藻类含量超标的几率增加,甚至个别地区直接以未经处理的池塘水作为饮用水,对人体健康造成极大隐患。由于农村地区生活环境习俗等原因,与池塘水体的直接接触频繁,容易导致池塘水质的变化,易诱发有害藻类繁殖,为了尽量减少池塘等水体内藻类对人体的负面影响,保障农村人群的身心健康,应给予农村地区池塘水等水体的藻类控制更多的重视。
二、实验条件及方法
  1. 原水水质
原水取自四川某山区池塘。池塘夏季昼夜温差大,深层水把丰富的氨、氮、磷及有机物带上表层。加之表层水一直被富营养化,在强烈的光照下,藻类大量繁殖。试验期间原水水质见下表:
 
表1            试验期间原水水质情况
项目 PH 叶绿素a(mg/L) COD(mg/L) 浊度
最小值 7.58 14.966 19.05 7
最大值 6.34 21.477 25.395 11
平均值 6.96 18.222 22.22 9
2.除藻方法选择
在众多除藻技术中,化学除藻虽然具有除藻速度快、效果明显的优点,但容易造成二次污染;生物除藻毒效用持久,无二次污染,但技术本身还有待完善成熟。物理除藻中的机械法,活性碳吸附法,微滤膜法虽然效果好,但工程量大、运作周期长、一次性投入成本较高。以上方法对于农村偏远地区供水处理将受到条件的制约。因此合理选择简单易行的处理方法更具有实际意义。本实验通过选择泥沙、淀粉、明矾这三种价格便宜的药剂根据不同配比进行组合,利用絮凝除藻原理,分析研究适合农村饮用水除藻的最经济简便的有效方法。
3.试验装置及检测仪器
仪器:抽滤装置(2XZ一0.5型旋片真空泵),过滤器,直径35 mm微孔滤膜0.45 m (混纤);小研钵(配套研杵);玻璃比色皿;台式医用离心机、10mL具塞刻度离心管;普通冰箱、9100可见光分光光度计、六联搅拌器。
药剂:淀粉、泥沙、明矾
4.试验方法
分别取原水1000ml,将泥沙、淀粉、明矾按照不同配比投加药,并在六联搅拌器中进行混凝沉淀。沉淀一小时后取上清液500ml进行过滤,然后将滤膜放入冰箱冷冻6-8小时后进行研磨提取叶绿素a,以90%的丙酮溶液为参比液,分别测出水样在波长13663、D750、13645、13630下的吸光度值。利用计算公式, a( g/L)=11.64(13663一D750)一2.16(D645一D750)+0.1(13630一D750),确定叶绿素a的大小。叶绿素a是水体藻含量的代表性指标,因此以水体中叶绿素a的去除率来反应藻类的去除情况。
另外对浊度、COD、PH也进行了测量。
三:试验结果与分析
  1. 除藻剂浓度对结果的影响
试验中混凝时间为15min,搅拌速度为500r/s。
1.1  明矾的除藻效果:
表2
明矾投加量(mg/L) 0 10 20 30 50 80 100
浊度(NTU) 7.68 3.13 1.76 1.1 0.82 0.71 0.64
COD值 19.05 8.204 11.156 11.568 5.028 6.343 5.446

图1  明矾的除藻效果如图
由图1可看出随着明矾投加量的增加,明矾对藻类去除率不断提高,20mg/L至40mg/L时明显增大,当投加量为40mg/L时达到峰值,之后随着投加量增大而有一定的回落,投加量为30mg/L以上时藻类去除率都在85%以上。而从浊度和COD来看,随着明矾投加量增加,浊度和COD不断降低,明矾投加量为20mg/L时浊度去除率为77.08%,浊度值为1.76,已达到国家水质标准。
藻类细胞比重接近于水,沉降性能很差,与混凝剂形成的含藻絮凝体沉速较慢,藻类表面带有负电荷,混凝剂对其脱稳效果较差,必须经过电荷中和后,才能达到脱稳,经沉淀过滤后被去除,而且藻类利用二氧化碳进行光合作用,使水体的PH偏碱性。明矾作为高分子混凝剂,分子结构庞大,带有较高的电荷,吸附力强,在偏碱的条件下,其水解产物有利于形成具有巨大表面积、能充分发挥架桥吸附和网捕作用的水解产物Al(OH),,因此对藻类有很强的卷扫、网捕作用,有利于混凝除藻。而且明矾使用量小,价格便宜,更加适合相对贫困的农村使用。
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