预氧化对南方某水库中藻类控制效果的研究

发布时间：2020-08-03 14:24

【摘要】：近年来,由于社会的快速发展,导致水污染严重,再加上南方地区常年湿热,水体中的藻类大量繁殖,给水处理带来困难。本课题以假鱼腥藻(Pseudoanabaena sp.)和颤藻(Oscillatoria sp.)等蓝藻(Cyanobacteria sp.)为优势藻群的深圳石岩水库水样为研究对象,优选出高效、安全、经济的预氧化方式,并对紫外预处理和KMnO_4和ClO_2两种传统化学预氧化剂进行综合比较。高锰酸钾氧化实验表明,低浓度(0~1.5 mg·L~(-1))的高锰酸钾对藻细胞的灭杀效果并不明显。较高浓度(5 mg·L~(-1))高锰酸钾则对藻细胞结构有一定程度的破坏,藻细胞的总数减少了28%。高锰酸钾对藻细胞的生长繁殖有很好的抑制效果。研究发现,高锰酸钾能有效降低水中有机物的浓度,但也会氧化藻细胞使其释放胞内物质,投加1.5 mg·L~(-1)的高锰酸钾后胞外2-甲基异莰醇(2-MIB)与土臭素(GSM)浓度均有所升高。在高锰酸钾氧化过程中,胞外DOC和DOM荧光总量随氧化时间的延长均呈降低-升高-降低的趋势;5 mg·L~(-1)的高锰酸钾氧化10 min时就会引起芳香性蛋白质类物质和溶解性微生物代谢产物类物质的升高。高锰酸钾能够有效强化混凝去除藻类和有机物,聚合氯化铝(PAC)最优投加量为3 mg·L~(-1),高锰酸钾最优投加量为0.6 mg·L~(-1)。二氧化氯氧化实验表明,低浓度(0~1.5 mg·L~(-1))的二氧化氯对藻细胞的灭杀效果显著,但不足以使藻细胞破碎成碎片,因此1.5 mg·L~(-1)的二氧化氯氧化20min时,藻细胞的总数仅减少了13%。研究发现二氧化氯能够破坏藻细胞使其释放胞内物质,导致胞外溶解性有机物(DOC)浓度升高,胞外2-甲基异莰醇(2-MIB)与土臭素(GSM)浓度均有所升高。二氧化氯能有效抑制藻细胞的生长繁殖。另外二氧化氯能够有效强化混凝去除藻类和有机物,聚合氯化铝(PAC)最优投加量为3 mg·L~(-1),二氧化氯最优投加量为0.6 mg·L~(-1)。紫外预处理实验表明,紫外线通过破坏藻细胞的核酸物质来杀灭藻类,并且随着紫外剂量的增加,藻的灭活率增加,但藻细胞保持较好的完整性。紫外辐射会使部分藻细胞破裂释放胞内有机物,胞外DOC浓度升高,但紫外照射能够小幅度降低原水pH、浊度、COD_(Mn)、UV_(254)、氨氮,并且能有效去除嗅味物质,700 mJ/cm~2和1400 mJ/cm~2的紫外线预处理后,2-MIB的去除率分别为9.4%和18.5%,GSM的去除率分别为44.8%和63.3%。与高锰酸钾和二氧化氯相比,紫外线对藻类生长的抑制时间更长,经紫外照射后的藻大概在第7天生长繁殖速度加快。紫外预处理能够强化混凝沉淀,紫外剂量宜选用200 mJ/cm~2。三种不同预处理方式的每立方水成本从大到小依次为:200mJ/cm~2紫外预处理0.6 mg·L~(-1)ClO_20.6 mg·L~(-1) KMnO_4。二氧化氯费用最低,但会严重破坏藻细胞,使其释放胞内物质;紫外预处理对嗅味物质和藻生长繁殖的控制最好,但远高于化学氧化剂的运行费用。综合分析认为高锰酸钾预氧化的优化投加对此类水质适用性最高。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU991.2;X524
【图文】：

原理图,紫外线灭活,微生物,原理

紫外线灭活微生物原理

照片,藻细胞,显微镜下,照片

目浊度/（NTU）pHUV254/（cm-1）CODMn/（mg·L-1）藻类/(107cell·L-1)氨氮（mg·L值6.12~7.59 7.11~7.64 0.0863~0.1194 2.77~3.78 23.3~37.7 0.202~原水受水库之间的复合污染，原水藻密度常年达到 107cell·L-1以上，夏秋cell·L-1以上。优势藻群为假鱼腥藻、颤藻等蓝藻，约占总量的 50%～60%，图 2

流程图,预处理水,紫外,实验流程

水样经 0.45 μm 的滤膜过滤后，检测 DOC 以及 2-MIB 与 GSM 的含量,并进行光谱分析。紫外中试实验外预处理装置连接的是深圳长流陂水厂的入厂水。主体为一根 40 W 低压紫外及配套电控柜，接 220 V 电压，灯管长 85 cm，套管外径 23 cm、内径 20 cm。进水流量控制紫外剂量，紫外预处理水样流程图如图 2.1 所示，图 2.2 为紫外

【参考文献】