单过硫酸氢钾强化混凝处理高藻水试验研究

发布时间：2020-07-21 19:53

【摘要】：人类活动的影响导致全球水体富营养化现象日益加剧,藻类在春夏季大量繁殖。藻类的爆发使得水源水体散发腥臭味,且在水厂常规水处理工艺中容易堵塞滤池增加工艺运行负荷,某些藻类产生的藻毒素以及其代谢产物严重威胁了人类饮水卫生安全。本课题为解决水源水体藻类的大量繁殖对常规水处理工艺带来问题,以不增加新的构筑物、不破碎藻细胞结构、保障出水卫生安全为前提,通过复合单过硫酸氢钾来强化常规混凝工艺。主要对单过硫酸氢钾复合盐(PMS)、以单过硫酸氢钾为主要成份的消毒剂(PMSO)与聚合氯化铝复合药剂的强化混凝处理高藻水体的效果进行研究。PMS与聚合氯化铝复合药剂的强化混凝处理铜绿微囊藻溶液的模拟试验研究表明:PMS的投加使聚合氯化铝混凝后的藻去除率从48.6%提升至97.1%,藻去除效果提升明显。通过对复合药剂强化混凝藻去除率影响因素分析得出:水体主要背景成份中,pH值、腐殖酸浓度对强化混凝影响效果明显,无机离子如碳酸根/重碳酸根(CO_3~(2-)/HCO_3~-)和氯离子(Cl~-)浓度基本不影响强化混凝效果,藻去除率随pH值的增大藻去除率下降、随腐殖酸浓度升高藻去除率降低。投加甲醇和叔丁醇对HO·和SO_4~-·自由基捕获不影响强化混凝藻去除率,表明PMS可利用自身氧化性使藻细胞氧化失活。PMS处理铜绿微囊藻溶液对藻毒素释放降解试验研究表明:PMS能够快速高效降解铜绿微囊藻释放到水体中的藻毒素,而且不会造成藻细胞破碎。对PMS氧化后的藻细胞溶液进行超声完全破碎,对比破碎前和破碎后的溶液中藻毒素含量可以看出:铜绿微囊藻胞内物质在PMS的氧化下并没有释放进入水体,PMS作为温和氧化剂使藻细胞失活但并不破坏细胞结构,确保了工艺出水的安全性。PMSO与聚合氯化铝的强化混凝对比PMSO与聚合硫酸铝的强化混凝对比试验表明:PMSO与聚合氯化铝的强化混凝对藻和COD_(Mn)的去除效果更好;PMSO与聚合氯化铝复合药剂的强化混凝处理高藻人工湖水体的现场实验研究表明:PMSO与聚合氯化铝在最佳复合配比1:3,最佳投加量50mg/L条件下,藻去除率高达93.2%,COD_(Mn)去除率达到61.0%,对比单独投加50mg/L聚合氯化铝的常规混凝藻去除率提升了50.9%,COD_(Mn)去除率提升了20.7%;PMSO与聚合氯化铝复合药剂的强化混凝处理高藻水库水体的现场实验研究表明:PMSO与聚合氯化铝在最佳复合配比1:2,最佳投加量40mg/L条件下,藻去除率高达97.9%,COD_(Mn)去除率达到38.8%,对比单独投加40mg/L聚合氯化铝的常规混凝藻去除率提升了54%,COD_(Mn)去除率提升了17.1%;结果表明单过硫酸氢钾强化混凝应用在实际水体中也能有效去除高藻水体中的藻类,单过硫酸氢钾的投加对常规混凝除藻提升效果明显。利用强化混凝处理不同季节水库水试验研究表明:随着水体藻细胞含量的上升,强化混凝的藻去除率和COD_(Mn)去除率都会下降,要想保持藻去除率和COD_(Mn)去除率不变,当藻含量上升时,可以增大PMSO与聚合氯化铝的复合配比或者提升复合药剂的投加量。
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU991.2
【图文】：

分子结构式

活化释放出能力更强的 SO4 -自由基。随着科学技术盐活化产生 SO4 -自由基的高级氧化技术受到广泛水及土壤中的有机物污染物。与性质一硫酸盐和过二硫酸盐两种，过硫酸盐属于 H2O2取代形成的就是过一硫酸盐，H2O2上的两个 H 被一硫酸氢钾 KHSO5（PMS）为代表，本身电势电位其结构如图 1-1 所示。Oxone 是由 KHSO5、KHSO的一种商品形式，呈白色颗粒状的粉末，性质稳定， PMS 药剂。

分子结构图,分子结构

图 2-2 PDS 的分子结构本身都具有高电势电位都有一定的氧化性，但当并不明显。当它们被活化生成 SO4 -自由基时就能DS 相比，结构上不对称，因此更容易被激发和活出了用 Co2+离子催化 PMS 使其活化[55]。最早一直局限于生物化学领域，近几年才被广泛应活化和应用一般有一下几种：热能、紫外、超声等能量激发的方式使其过氧键断热诱导活化 PDS 产生的 SO4 -和 OH 可以氧化降

投加量

图 3.1 PAC 不同投加量下 0D680值囊藻细胞浓度为 1×106个/mL，OD680=0.107，在 PAC 投 0.105，可以看出 10mg/L PAC 的投加量没有显著的混凝 10mg/L 的 PAC 混凝搅拌后不能形成稳定絮体；PAC 投4，藻去除率 39.0%；当 PAC 投加量为 30mg/L 时，OD68当 PAC 投加量为 40mg/L 时，OD680值为 0.008，藻去除着 PAC 投加量的增加而增大。（PAC）通式表示为 Alm(OH)n(H2O)x，是由一些二铝和氢的无机高分子絮凝剂。天然水体中的藻一般呈胶体颗粒：PAC 对水中污染物的絮凝作用是 Al3+铝盐的水解-聚合扫和吸附架桥作用生成颗粒絮体而形成的。在电性中和散层减小，颗粒间的相互作用减弱，产生微弱絮凝，随被中和，扩散层厚度直至近于零，絮凝剂投加量的提升

【参考文献】