功能复配材料去除淡水藻华的研究

来源 :中国科学院合肥物质科学研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wcf2009
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
水体富营养化的极端表现——“藻华”已经成为全球瞩目的环境灾害。过量繁殖的藻类严重恶化了水质,影响了水体的生态、渔业、景观等功能,甚至威胁到饮用水的安全。研究和开发安全、高效、廉价的藻华控制技术不仅在国际上具有重要的科学意义,而且也是我国目前丞待解决的重大环境问题之一。   本论文从湖泊富营养化治理的速效与长效、应急与治本的角度出发,创制一种对淡水藻华有强絮凝作用的功能复配材料,集成先进的磁分离技术快速地将藻华移出水体,彻底地避免了二次污染的可能性,为淡水藻华的治理提供了一种全新的思路。同时,不断优化功能复配材料的生产工艺,降低成本、提高效能,展开功能复配材料去除淡水藻华的效果与机理研究,主要研究结果如下:   1.功能复配材料去除淡水藻华的效果研究   (1)在1.6mg/L壳聚糖与4mg/L Fe3O4最佳复配时,通过0.5T的磁场分离,藻去除率达到99.94%,水体的浊度、COD、总N和总P含量分别下降了99.6%、85.0%、73.9%和28.7%;壳聚糖复配Fe3O4除藻的效果要明显优于单加壳聚糖或Fe3O4,且快速搅拌下先投加Fe3O4再投加壳聚糖的絮凝效果最佳;壳聚糖复配Fe3O4在离子强度低(低含盐量)的条件下具有更好的除藻效果,适合在淡水水体中应用;pH7.0时,壳聚糖复配Fe3O4的除藻效果最好;一定范围内,壳聚糖复配Fe3O4的除藻率与藻细胞浓度成正比;壳聚糖天然、无毒、易于生物降解,对人体无害,也不会对环境造成二次污染;   (2)以改性粉煤灰完全替代壳聚糖,与Fe3O4复配制得磁性絮凝剂,以废治废,变废为宝,大大降低了生产成本,具有显著的环境效益、经济效益和社会效益,对资源综合利用、避免浪费和环境污染具有重大意义;在磁性絮凝剂的最佳投加量为200mg/L时,通过0.5T的磁场分离可使Ch1-a的去除率达到100%,水体的浊度、COD、总N和总P含量分别下降了99.6%、93%、91%和94%;处理水对紫外-可见光的吸收大幅度减少且不再具备藻细胞生存的条件。   2.功能复配材料去除淡水藻华的机理探讨   (1)壳聚糖复配Fe3O4除藻的初步机理为:发挥了化学絮凝(壳聚糖)和磁分离(Fe3O4)的协同效应。壳聚糖通过粘结架桥和电中和的双重作用絮凝网捕带负电的藻细胞,形成以Fe3O4为晶核的磁性絮体,在外磁场的作用下快速地将其从水体中分离;   (2)磁性絮凝剂除藻的初步机理为:改性粉煤灰通过化学絮凝和物理吸附双重作用于藻细胞,Fe3O4为藻类等弱磁性物质提供有效的吸附表面,最终在外磁场的作用下实现藻类和水体的有效分离。   3.磁分离在功能复配材料去除淡水藻华中的物理作用分析   (1)通过磁性悬浮絮体在磁场中的受力情况及其影响因素的分析,从理论上探讨了提高藻华移出效率的方法;   (2)初步建立了功能复配材料除藻的动力学模型,从理论上验证了磁场强度与藻细胞富集时间的关系。
其他文献
目前,核环境信息主要是通过工作人员现场操作仪器获得的,随着电子技术的不断发展和网络技术的普及,使核信息获取系统由嵌入式系统与网络相结合构成的模式成为了可能。它相对于传
简述了国家同步辐射实验室NSRL(National Synchrotron RadiationLaboratory)实验站的光束线前端区的结构,由此阐述了光束线真空联锁保护对确保储存环安全运行的重要意义。回顾