高锰酸钾预氧化强化混凝去除绿藻的研究

以小球藻为对象,研究不同高锰酸钾投加量下小球藻胞外有机物分子量的分布、Zeta电位和胞外有机物浓度变化,并观察细胞结构,探讨预氧化强化混凝的机理.研究发现,当高锰酸钾浓度≤2 mg·L-1时,氧化前后藻液中的有机物组成基本不变,胞外分泌物(EOM)部分被氧化;在预氧化初期,EOM在高锰酸钾诱导下释放,胞外有机物浓度升高;藻的表面电位先下降后上升,藻活性由于高锰酸钾氧化受到抑制,但藻细胞结构保持完整,氧化后生成的MnO2附着在藻细胞表面,增加了藻细胞的比重,有利于后续的混凝沉降除藻.高锰酸钾浓度≥3 mg·L-1时,细胞壁被破坏,藻液中出现大分子的有机物,胞外有机物浓度上升,Zeta电位下降,这些都不利于后续的混凝除藻.结果表明,当高锰酸钾投加量为2 mg·L-1,预氧化1h后,PAC投加量为40 mg.L-1时,除藻效率达到92％,去除效果远好于直接混凝除藻.     

高锰酸钾预氧化对藻活性和胞内外有机物的影响

以实验室纯培养的铜绿微囊藻为研究对象,针对不同生长期藻的特性,采用高锰酸钾预氧化剂,研究投加量对铜绿微囊藻胞内、外有机物DOC浓度的影响;高锰酸钾氧化后铜绿微囊藻细胞及其活性的变化;预氧化对以聚合氯化铝(PAC)作为混凝剂的混凝工艺去除不同生长期铜绿微囊藻的影响.结果表明.低浓度的高锰酸钾对藻细胞光合作用有一定的抑制作用,高浓度(≥10mg/L)的高锰酸钾预氧化会使藻细胞失活并释放大量胞内有机物.当高锰酸钾投加量为2mg/L时,投加30mg/L PAC,第9d、21d、28d、36d培养期的藻去除率分别为81%、99%、58%、35%;在不同高锰酸钾投加量下,第21d(对数期)的藻液,采用高锰酸钾预氧化强化混凝除藻效果最好,其原因可能与不同生长期胞外有机物(EOM)浓度及组分不同有关.藻处于衰亡前期和衰亡后期EOM含量显著增大,过高浓度的EOM影响了氧化剂的氧化效率,使得预氧化效果不明显.稳定期和对数期藻液中EOM含量较低,此时氧化剂与藻细胞接触,易刺激藻细胞分泌物质,而一定浓度的EOM可以起到助凝的作用,使得预氧化后强化混凝效果良好.高锰酸钾还原产物是水合Mn O2,会促进混凝并可以附着在藻细胞表面提高藻细胞沉降性.     

预压力混凝沉淀除藻工艺中DOC变化规律研究

为了探讨预压力混凝沉淀除藻工艺是否会使藻细胞破裂,导致水中溶解性有机物(DOC)增加,进而优化压力作用方式,得到安全、高效的预压力除藻工艺,实验研究了预压力、预氧化技术处理含藻水时DOC的变化,以及水中相对分子质量分布,并研究了混凝沉淀后藻类、浊度、DOC的去除效果.结果表明,在0.5~0.8 MPa压力作用后,水中DOC没有增加,反而减少,且有机物相对分子质量减小.而高锰酸钾与次氯酸钠预氧化均会导致DOC增加,相对分子质量分布没有明显变化.预压力混凝沉淀后藻类去除率96.23%;DOC去除率29.11%,高于预氧化混凝沉淀工艺10%~30%.     

预氯化对铝盐混凝铜绿微囊藻过程中溶解性有机物和残余铝的影响

以铜绿微囊藻为对象,研究了预氯化过程中藻胞内代谢物释放及铝盐混凝除藻过程中残留铝的变化规律.结果表明,氯投量对胞内物质释放量和释放有机物特征有重要影响.与未投加氯的对照体系相比,在较低氯投量时(1~2 mg·L-1),水中有机物浓度升高26%~31%,UV254值升高46%~49%,且有机物主要为中等分子量(2191、2830和3168 Da)和高芳香度的有机物.增大氯投量至3~4 mg·L-1,水中有机物浓度和UV254值有所下降;就不同分子量有机物而言,大分子量有机物(16304 Da)浓度升高而中等分子量有机物(2830、3168和6163 Da)浓度下降,且出现少量小分子量有机物(180 Da).分子量较大或芳香度较高的溶解性有机物在铝盐混凝中可被优先去除.释放到水中的蛋白质能与铝盐形成可溶性蛋白质-混凝剂复合物,从而导致出水铝浓度升高,但增大铝投量可在一定程度上降低残留铝浓度.     

臭氧预氧化对藻细胞及胞外分泌物消毒副产物生成势的影响

以处于对数生长期后期的悦目颤藻为研究对象,研究了藻细胞及胞外分泌物对氯化消毒副产物生成势(DBPFP)的贡献,以及臭氧预氧化对DBPFP的影响规律,即不同臭氧投量及预氧化时间对DBPFP的影响,并探讨臭氧预氧化控制消毒副产物生成势的原因.研究表明,藻细胞和胞外分泌物的三卤甲烷类副产物都主要是氯仿和一溴二氯甲烷,卤乙酸类副产物都主要是二氯乙酸和三氯乙酸.颤藻细胞和其EOM本身及经臭氧预氧化混凝后形成卤乙酸的能力基本都高于形成三卤甲烷的能力,在实际含藻水的处理中,应该更加重视对卤乙酸的控制.臭氧预氧化可以降低胞外分泌物形成氯化消毒副产物(DBP)的能力,且随着反应时间延长,DBPFP降低越多.在本试验条件下,0.975 mg/L臭氧预氧化10min后混凝,可比单纯混凝降低胞外分泌物DBPFP 31%,其中HAAFP降低52.6%,而THMFP却升高12.5%,可见臭氧预氧化控制胞外分泌物DBPFP主要原因是其可以很好地控制卤乙酸生成势.同时臭氧预氧化会使含藻细胞水样的DBPFP大幅度升高,且随着氧化时间延长,各种氯化消毒副产物生成势几乎呈线性增加.在实际水处理中,应在去除藻细胞之后再进行臭氧氧化以控制DBPFP.     

压力强化混凝除藻工艺中藻毒素安全性研究

为了研究预压力强化混凝沉淀蓝藻水处理工艺中,外加压力是否会引起藻细胞破裂,导致细胞内藻毒素泄漏到水体中,影响供水安全,实验对比研究了预压力和预氧化含藻水后藻毒素浓度的变化,以及预压力混凝沉淀和预氧化混凝沉淀除藻工艺中藻毒素浓度的变化和藻类去除效果.结果表明,含藻水经0.4~0.8 MPa压力加压后,水中藻毒素浓度没有增加,而次氯酸钠预氧化后水中藻毒素浓度大幅度增加.在0.5~0.8 MPa压力范围内,加压后混凝沉淀取得了较好的除藻除浊效果,蓝藻去除率达到90%~93.5%,浊度1.23~1.95 NTU,而次氯酸钠预氧化混凝沉淀后,蓝藻去除率56.2%~78.8%,浊度8.01~10.7 NTU,说明压力强化混凝沉淀除藻工艺是安全有效的.     

高铁酸钾对水中藻类及其次生嗅味污染物二甲基三硫醚同步去除研究

模拟高藻期碱性水源水,采用高铁酸钾对水中以颤藻和二甲基三硫醚为代表的藻类及微量嗅味污染物进行同步控制研究.在高铁酸钾与聚合氯化铁(PFC)单独混凝对藻类的控制效果对比的基础上,展开了高铁酸钾与高锰酸钾预氧化-PFC联用方法对藻类及嗅味污染物的控制效果对比,探讨了pH、预氧化时间和浊度等条件对控制效果的影响.结果表明,PFC单独混凝除藻率最高为90.6%,以Fe计的等量投加条件下,高铁酸钾控藻效果较PFC混凝好,除藻率可达92.4%.高锰酸钾对PFC具有强化混凝效果,可明显提高除藻率(94.5%).高铁酸钾较高锰酸钾预氧化对二甲基三硫醚的去除效果理想,且氧化时间大大缩短,高铁酸钾氧化时间1 min可去除92.5%二甲基三硫醚,高于高锰酸钾预氧化10 min后达到的去除率(74.6%).     

胞外分泌物和天然有机物对混凝的影响

分别研究了胞外分泌物(EOM)和天然有机物(NOM)对絮凝除藻及混凝除浊的影响.实验发现,EOM对混凝有利弊双重作用,它会阻碍絮凝剂的电中和作用,只有当改性壳聚糖投加0.2 mg.L-1时藻表面电位才开始由-40.6 mV下降到-14.7 mV.但它一旦结合絮凝剂后便成为助凝剂.除浊实验发现,适宜浓度的EOM(5.18 mg.L-1)能使浊度去除率达到峰值(96%),所以EOM能提高混凝效果.而NOM则对混凝只起负面影响,加入NOM后最佳除藻及除浊率分别下降11%和18%,且絮凝剂最佳投加量分别由0.35 mg.L-1和0.1 mg.L-1上升到0.7 mg.L-1和0.3 mg.L-1,所以实际混凝除藻时,合理地利用EOM同时去除NOM是减少混凝药剂、提高混凝效果的关键.     

化学预氧化耦合生物锰氧化对水中有机物的去除

在饮用水处理过程中,高锰酸钾与铁锰氧化物预氧化作为化学预氧化的典型工艺,能有效去除饮用水中有机物的污染,并控制消毒副产物(DBPs)的产生.但研究发现,这两种预氧化都会生成具有遗传毒性效应的Mn2+.为解决该问题,研究构想在化学预氧化后耦合生物锰氧化技术,通过生物作用将Mn2+转化为具有较强氧化吸附能力的生物锰氧化物,从而对水质进一步净化.在以天然有机物酪氨酸(Tyr)和人工合成有机物2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸(BP-4)为基质的模拟污染源水中,试验结果验证了上述构想.高锰酸钾或铁锰氧化物预氧化能够去除Tyr,但无法去除BP-4,并会产生Mn2+;在以锰氧化细菌Pseudomonas sp.QJX-1构建的生物体系中,Pseudomonas sp.QJX-1能利用Tyr进行生长并产生锰氧化,生成的生物锰氧化物能有效去除BP-4;在最优试验条件下,特定强度的高锰酸钾预氧化耦合生物锰氧化试验中Tyr、BP-4及Mn2+去除率分别为100%、50%和98.9%.     

紫外辐射对小球藻混凝效果作用途径探讨

针对藻类在常规水处理过程中难以被有效去除的现状,采用紫外辐射对藻类混凝过程进行强化处理.结果表明,随着紫外照射时间的增加,混凝后对藻细胞和浊度的去除均呈先上升后下降的趋势,并在照射50 min时达到最大值.PAC(聚合氯化铝)投加量为5 mg·L~(-1)时,照射样的除藻率和去浊率达到最大,分别比空白样高20.1%和18%左右.pH值在6~9范围内,紫外辐射强化混凝效果的变化较小.溶液pH=8、紫外照射50 min,混凝后的除藻率和去浊率分别达到了93.5%和90.6%.此时,藻细胞Zeta电位最大,同时释放出藻黏液,有利于混凝沉降.而当紫外照射超过60 min后,出现细胞膜破裂,胞内有机物渗出,使得溶液中的有机物浓度急剧上升,Zeta电位开始下降,不利于后续混凝的进行.     

高锰酸盐复合剂强化混凝对水中天然有机物的去除机制研究

利用流动电流、絮凝脉动颗粒检测技术、分子量分布及XAD树脂分类技术对高锰酸盐复合剂强化混凝去除水中天然有机物的机制进行了研究.结果表明,高锰酸盐复合剂提高了硫酸铝的混凝效果,投加0.75 mg/L高锰酸盐复合剂后,较单独投加硫酸铝对天然有机物的去除率可提高13个百分点.流动电流(SC)检测结果表明,高锰酸盐复合剂使有机物表面所带的负电性减弱,稳定性降低.如单独投加60 mg/L硫酸铝时SC值为55.2,而投加0.50、 0.75和1.0 mg/L的高锰酸盐复合剂预氧化处理后,SC值分别升高至61.4、 69.6和87.0.投加高锰酸盐复合剂后,絮凝指数增加,表明高锰酸盐复合剂及反应过程中生成的新生态水合二氧化锰对混凝起到了强化作用.分子质量分布及XAD树脂分类结果表明,高锰酸盐复合剂提高了混凝过程对小分子质量和亲水性有机物的去除能力,如硫酸铝混凝后亲水性有机物的含量为1.90 mg/L,而投加高锰酸盐复合剂后,可使其含量降至1.32 mg/L.     

高锰酸钾对水中天然有机物氯化活性的影响

利用树脂分离技术将水中天然有机物分为腐殖酸(HA)、富里酸(FA)、亲水酸(HPIA)和其它亲水物质(HPI-NA)等4部分,研究了高锰酸钾对不同有机组分卤代活性的影响.结果表明,高锰酸钾增加了腐殖酸和其它亲水物质加氯的卤代活性,降低了富里酸和亲水酸的卤代活性,如投加0.75 mg/L高锰酸钾时,腐殖酸和其它亲水物质的卤代活性增加了39.3%和13.8%,而富里酸和亲水酸卤代活性降低了33.6%和46.9%;通过对SUVA的考察可知,高锰酸钾增加了腐殖酸和其它亲水物质的碳碳不饱和双键的含量,使其卤代活性增     

湖泊、水库水的强化混凝除藻的试验研究

就高锰酸钾复合药剂强化混凝对湖泊、水库水中藻类的去除进行了研究，试验表明：投加一定量的高锰酸钾复合药剂可显著提高水中藻类的去除率。将经与预氯化、预投加高锰酸钾除藻工艺进行比较，表明高锰 酸钾复合药剂强化混凝除藻效率明显优于传统预氯化、预投加高锰酸钾除藻工艺。     

高锰酸钾氧化水中乙硫醇的动力学研究

研究了高锰酸钾氧化水中乙硫醇的动力学规律,并考察了高锰酸钾在原水混凝条件下对原水中乙硫醇的去除效果.结果表明,高锰酸钾对乙硫醇的氧化去除效果非常明显,去除率可达到90%以上;高锰酸钾对乙硫醇的氧化过程符合二级反应动力学模型;在高锰酸钾过量的情况下,氧化反应的伪一级动力学常数k'=0.025·[KMnO4]-0.008,再根据所用初始高锰酸钾浓度,得到了二级反应的动力学常数k=0.025 L(min·mg).高锰酸钾在原水混凝条件下对乙硫醇的去除效果劣于纯水条件下的去除效果,在水中其它有机物与高锰酸钾反应条件下高锰酸钾浓度变化的拟合结果与实际情况存在偏差,是产生差异的主要原因.     

高锰酸盐复合药剂预氧化缓解超滤膜藻类污染的中试研究

通过中试试验考察了高锰酸盐复合药剂(PPC)预氧化强化混凝/沉淀/超滤的组合工艺的除藻效能以及PPC预氧化对藻类引起的膜污染的缓解作用,并对其机理进行了探讨.试验结果表明,投加0.6mg·L-1PPC能使预处理阶段对藻类的平均去除率提高约28%.组合工艺处理高藻水时,PPC预氧化通过强化预处理,降低膜表面的污染负荷,对藻源污染物引起可逆和不可逆污染均具有一定的缓解作用.化学清洗试验结果表明,碱洗对超滤膜TMP恢复效果远远强于酸洗,因而有机物是超滤膜处理高藻水时的主要污染物质.     

高铁酸钾预处理印染废水的可行性研究

研究了高铁酸钾对印染废水中有机物、色度及重金属的去除；氧化絮凝后对污泥的产生和处置及其分解产物对后续生物处理系统的影响。高铁酸钾对COD去除率不高；在20mg／l投量下色度去除率可达90％以上，其分解产物不会对后续生物处理系统产生影响，高铁酸钾预处理印染废水是可行的。     

水中单宁酸对强化混凝除污染的影响研究

研究了水中单宁酸在聚合氯化铝做混凝剂时对常规混凝、高锰酸钾预氧化强化混凝以及预氯化强化混凝的影响。结果表明,常规混凝下单宁酸含量的增加对混凝除浊有一定的效果,随着单宁酸投加量从0增加到5mg／L,滤后水的浊度呈现下降趋势,最低可达0．56NTU,但对于有机物的去除影响不大。高锰酸钾预氧化条件下当单宁酸投量小于2mg／L时,增大单宁酸投量有助于浊度的去除,过多则不利于混凝。预氯化下增加单宁酸投加量有助于浊度的去除,但对出水UV25。影响不大;随着单宁酸投加量从0增加到5mg/L,出水的CODMn鼻隆低白谁如,