收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

改性层状硅酸盐矿物/微生物复合新型絮凝材料研究

晏全香  
【摘要】: 我国湖泊和水库的富营养化程度已经相当严重,蓝藻水华暴发的面积、频度和强度及藻毒素的产生都呈现迅猛的增加趋势。铜绿微囊藻是我国富营养化水体中的主要水华蓝藻藻种,在富营养化水体中容易导致水华的暴发。絮凝去除藻类和富营养物质是处理水华的有效方法,但目前常用的传统絮凝剂聚合三氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)等在水处理中均易产生二次污染,PAC水解后产生的铝离子通过饮用水进入人体会导致贫血、脱发和大脑痴呆等多种疾病,PAM水解后产生的丙烯酸和有机胺等有机污染物同样危害人体健康。因此,如何研制一种二次污染小、絮凝效果好的新型环保型水处理絮凝剂是当前水处理领域急待解决的重要课题。 本文以资源丰富的层状硅酸盐粘土矿物及各种改性剂为主要原料,制备改性粘土絮凝材料,研究改性粘土对水华优势藻种铜绿微囊藻及富营养水体污染物质的絮凝去除效果,并进行了改性层状硅酸盐矿物/微生物复合新型絮凝材料试验,以及水环境中藻类及富营养物质的吸附絮凝行为与机理研究。本试验取得了较传统絮凝剂更加环保、价廉、高效的应用效果,主要研究内容和成果包括: 1、采用新的制备工艺,将天然粘土制备成改性粘土絮凝材料,进行铜绿微囊藻絮凝效果对比试验。各种改性粘土投加量为50mg/L时,对于吸光度A_(68nm)=0.100的藻悬液,絮凝沉降4h后铜绿微囊藻的去除率比较:经过各种改性后,除藻能力提高,基本都可以除藻80%以上。改性剂聚硅酸铁改性粘土絮凝铜绿微囊藻效果优于聚硅酸铝、壳聚糖和聚丙烯酰胺改性粘土,其混凝能力强、絮体紧密、颗粒沉降速度快,除藻率都达90%以上,其中改性粘土矿物中累托石、海泡石、凹凸棒石除藻能力较强。因聚硅酸铁改性累托石絮体沉降体积较小,沉降时间短,沉降速度快。实验选择改性粘土累托石,改性材料聚硅酸铁,改性剂与粘土用量配比1:10,聚硅酸铁改性累托石投加量为50 mg/L左右,240min后,藻去除率达到95%以上,浊度由55.0NTU降到3.1 NTU,去除率达94.4%,絮凝效果显著。 2、通过研究制备改性粘土的影响因素:矿浆浓度、改性剂与粘土配比、酸化pH值、聚硅酸熟化时间、Si/Fe摩尔比、老化时间、投药量等对铜绿微囊藻絮凝效果的影响,本试验确定试验条件为累托石矿浆浓度10%,pH为2,改性剂与累托石质量配比为1:10,聚硅酸熟化45min,硅铁摩尔比约为Si/Fe≈0.4,反应老化90min。充分反应后离心脱水形成改性泥备用,投加量在10mg/L左右,即可达到除藻率89.0%,浊度去除率90.4%。 3、微生物制剂除藻试验,分别从除藻时间、微生物用量及对藻毒素的去除上进行研究,对比改性粘土,微生物处理所需时间较长、沉降效果较差,投加量5mg/L以上,10天后除藻率可达90%。微生物处理几乎不产生底泥,可分解藻类,将其与改性累托石复配使用,可减少底泥,去除水华危害。复合絮凝材料投加,先加微生物活化液,再添加改性粘土,即方案2效果较好,除藻率89.3%,除浊率90.8%。改性粘土和枯草芽孢杆菌活化液都对微囊藻毒素MC—LR有明显的去除作用。 4、改性粘土复合微生物在富营养水体中应用研究,随着各种絮凝剂投加量的增加,处理汉江水、南湖水、生活污水的COD、TN、TP的去除率都随之增加,微生物与改性累托石复合絮凝剂效果明显较好,改性累托石处理汉江水效果也较传统絮凝剂PAC要好。处理后水体达到水质标准要求。经三种絮凝剂处理后,改性累托石和复合絮凝材料对自来水中铁离子有一定去除作用,PAC对于水样中的铁含量基本没有去除作用。投加量20mg/L时,改性累托石处理残余铁效果较好;投加量35mg/L时复合絮凝剂处理效果较好;投加量继续增加后,铁含量变化不大。由此可以看出,聚硅酸铁改性累托石及其复合材料在水溶液中溶出铁离子现象不明显,并且有一定继续吸附铁离子的能力,不会造成水体二次污染。 5、重复利用研究中,煅烧除去吸附的挥发有机质后,二次使用改性累托石材料,除藻率、除浊率有所下降,投加量在50mg/L时,仍有除藻率89.2%、除浊率74.2%。三次使用改性累托石材料,除藻率80.1%、除浊率65.1%。因此,微生物降解后,改性累托石材料对水华优势藻种铜绿微囊藻,还是具有较好的去除效果,可以进行重复使用。处理效果相同的情况下,改性累托石复合微生物絮凝材料,处理水样单位成本较低,具有明显优势。 6、复合絮凝材料处理水华主要是两个方面作用协同的效果,改性粘土迅速絮凝沉降水华藻类及其它悬浮物,微生物去除富营养物质和藻毒素。改性粘土絮凝剂在絮凝过程中主要是通过双电层压缩、吸附电中和、吸附架桥和沉淀物网捕等四种絮凝机理来对水中微粒或胶粒进行凝聚、聚沉;枯草芽孢杆菌主要通过微生物营养竞争、反硝化作用和聚磷作用进行脱氮降磷,快速分解水体中的有机质,分泌生物酶,降解藻毒素。因此,改性粘土矿物与微生物协同作用,粘土吸附架桥作用、聚硅铁电中和作用,聚合大分子与粘土共同网捕作用,最终脱稳沉降,不仅可使藻细胞和其它悬浮颗粒发生聚团絮凝沉降,另外微生物去除水体中富营养物质N、P、COD、以及藻毒素Microcystin等,较好的解决水体富营养问题。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 ;天然有机高分子QH絮凝技术[J];中国环保产业;2004年09期
2 马骏;絮凝技术在中药提纯中的应用[J];中草药;2003年08期
3 孙立波;清热解毒口服液的絮凝澄清技术[J];齐齐哈尔医学院学报;2005年03期
4 刘谟禧;絮凝技术及其在选冶中的应用[J];矿冶工程;1993年02期
5 张建伟;袁园;王春雨;;壳聚糖对桑白皮水提液净化除杂的研究[J];高校化学工程学报;2010年02期
6 王忠东,王新文;絮凝技术在湿法炼锌浸出工艺的应用[J];甘肃冶金;2003年S1期
7 严希康,李卫东,易向群,杨雅琴;絮凝法处理L-脯氨酸发酵液的研究[J];微生物学通报;1989年05期
8 严希康,李卫东,易向群,杨雅琴;絮凝法处理L-脯氨酸发酵液的研究[J];微生物学通报;1990年05期
9 张莹;龚泰石;;电絮凝技术的应用与发展[J];安全与环境工程;2009年01期
10 罗文连;;电絮凝技术在水处理中的研究进展[J];中国建设信息;2010年15期
11 王久权;;造纸工业污水治理概述[J];舰船防化;1997年04期
12 刘祥义;徐晓军;;元宝枫水提取液的絮凝研究[J];精细化工;2006年01期
13 李云龙;;絮凝技术及其在明胶生产中的应用[J];明胶科学与技术;2006年01期
14 李立印;刘鹏;;酒精糟液中蛋白质的提取与干燥[J];酿酒科技;2011年01期
15 何夏清;;电絮凝技术在水处理中的研究进展[J];四川环境;2011年03期
16 石步乾;;双河油田聚合物驱后絮凝技术试验研究与评价[J];油气田地面工程;2010年08期
17 施炜;全文海;;微生物发酵中的絮凝技术[J];山东食品发酵;1997年01期
18 张嗣炯,许炉生,黄新文,李非里;甲胺磷农药废水絮凝处理的生物可降解性[J];环境污染治理技术与设备;1998年04期
19 林跃梅,许修斌;微粒子絮凝技术的作用机理及生产应用[J];造纸化学品;2000年01期
20 武道吉,谭风训,王江清;紊流絮凝技术研究[J];水处理技术;1999年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 汤鸿霄;;羟基聚合絮凝剂与絮凝技术的新进展(摘要)[A];’2004全国水处理技术研讨会暨第24届年会论文集[C];2004年
2 张佩泽;李亚峰;;运用絮凝技术处理含沥青废水的研究[A];创新沈阳文集(B)[C];2009年
3 赵景霞;回军;;絮凝技术在采油废水达标排放过程中的应用[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策(下册)[C];2002年
4 魏星光;;在线控制絮凝技术及其在污泥脱水中的应用[A];中国水污染防治技术装备论文集(第四期)[C];1998年
5 郭风春;董秀芝;张宁花;曹振坚;;水处理絮凝技术及实际工作中的应用[A];山东水利学会第九届优秀学术论文集[C];2004年
6 曲超;黎维彬;邹剑锋;;电絮凝技术去除废水中的六价铬的研究[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第二卷)[C];2009年
7 张雅玲;李艺;张韵;赵志军;方先金;李振川;;磁加载絮凝技术在清河污水处理厂应急工程中的应用[A];全国给水排水技术信息网2009年年会论文集[C];2009年
8 徐艳艳;李斌;郑伟;刘晓侠;李晓丽;李彦锋;;絮凝技术去除水中重金属离子的研究进展[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第6分册)[C];2010年
9 李志红;王怀法;李洪跃;;微细粒煤泥剪切絮凝助滤技术的实验研究[A];2005年全国选煤学术会议论文集[C];2005年
10 蒋少军;;印染废水处理的探讨[A];2003“中大洁润丝杯”全国中青年染整工作者论坛论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 原金海;6-硝生产废水的治理技术研究[D];重庆大学;2011年
2 孙磊;膜生物反应器及电絮凝—过滤技术在分散式生活污水处理中的应用研究[D];中国海洋大学;2009年
3 史玉琳;pH响应均三嗪淀粉醚的合成及性能研究[D];大连理工大学;2012年
4 徐嘉杰;沼液规模化培养小球藻的能源利用技术研究[D];中国农业大学;2014年
5 杜英英;超支化聚合物的改性及其在纺织印染中的应用研究[D];东华大学;2011年
6 张颖;膜生物反应器中延缓膜污染技术的研究[D];天津大学;2004年
7 崔丽;一种复合菌剂的构建及其处理生活污水的研究[D];东北大学;2008年
8 林勇新;形态特征及藻源有机质对改性粘土絮凝有害藻华生物效率的影响[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 谭竹;铝铁电极联用电絮凝技术处理Cu-EDTA络合废水的研究[D];湖南大学;2013年
2 刘金芝;氧化—絮凝—吸附处理印染废水中的数据解析[D];山东师范大学;2011年
3 潘鹏程;絮凝—膜耦合工艺深度处理印染废水中絮凝剂对膜过程影响的研究[D];浙江工业大学;2010年
4 徐华成;微波场中剩余污泥和洗煤废水絮凝沉降的试验研究[D];青岛理工大学;2008年
5 孙泽沾;中药复方水提液絮凝除杂效果的研究[D];天津大学;2012年
6 陶弘清;絮凝自过滤处理机械草浆循环水研究[D];北京化工大学;2010年
7 崔丽娜;磁种絮凝—磁场分离法处理猪场养殖废水的实验研究[D];郑州大学;2010年
8 王祥;丹佛胃尔康颗粒水提液絮凝的工业应用及其絮凝机理研究[D];吉林大学;2012年
9 刘珊;产絮凝剂菌种筛选及其在食品工业废水絮凝净化研究[D];湖南农业大学;2010年
10 王目通;混凝—吸附处理城市生活污水的实验研究[D];重庆大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前9条
1 王蔚;我国成功研发纳米絮凝技术有效治理海洋有害生物入侵[N];中国海洋报;2008年
2 熊幼林;微生物及絮凝技术在清洁生产中的应用[N];中国高新技术产业导报;2007年
3 赵祚军孙岩;罗立新:创新路上不止步[N];中国石化报;2008年
4 记者 邢玉才;技术创新结硕果 年均降耗超百万[N];延边日报;2008年
5 ;企业技术创新的“主心骨”[N];山西经济日报;2002年
6 周晓方实习生 季宗杰;新一代蓝藻打捞船“试水”[N];无锡日报;2007年
7 通讯员 黄亮斌 记者 易博文;每天减排废水近9000吨[N];湖南日报;2009年
8 刘春华;电絮凝处理锌冶炼废水在水口山有色集团首获成功[N];中国有色金属报;2009年
9 黄亮斌;电絮凝处理重金属废水有突破[N];中国环境报;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978