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随着我国经济不断发展,城市工业水平和居民生活条件得到了显著提高,但城市水环境也遭受了严重污染,城市水体富营养化日益严重,藻类污染问题频发。藻类暴发不仅影响自来水厂的运行,危及城市饮水安全;还会降低城市水体溶解氧浓度,产生嗅味物质和藻毒素,严重影响居民生活和城市形象。因此,研发高效的除藻技术将在饮用水安全保障和生态环境修复等领域产生深远影响。本论文以铜绿微囊藻为研究对象,建立紫外/氯高级氧化技术处理体系,研究该技术除藻效能及机理,并分析氯代副产物的生成规律,在此基础上与紫外/过氧化氢、紫外/过硫酸盐、紫外/单过硫酸盐进行对比,综合评价紫外/氯高级氧化技术处理实际含藻水的潜能。主要研究内容和结果如下。
(1)紫外/氯高级氧化技术可以直接杀灭去除铜绿微囊藻细胞,除藻效能随氯投加量和紫外光强的增加而提高,最佳除藻率达94.6%;常见阴离子对紫外/氯除藻效能影响较小,但一定浓度的NH4+和腐殖酸均表现出较强的抑制作用;紫外/氯除藻是紫外辐照、HO?和HOCl分子的共同作用,紫外/氯能破坏藻细胞结构,导致藻细胞裂解,释放并降解胞内有机物。
(2)紫外/氯高级氧化技术处理1h再氯化23h后氯代副产物生成量较单独氯化除藻24h减少约28.5%;紫外/氯除藻时氯代副产物生成量随氯投加量增加而增加,随紫外光强增加而减少,pH为6.0时氯代副产物生成量较高,pH为8.0时较低,HCO3-对氯代副产物生成影响较小,而NH4+能很好的控制氯代副产物的生成;大部分氯代副产物在前30min迅速生成并已基本稳定。
(3)紫外/氯高级氧化技术对实际含藻水的除藻效果较相同条件下的实验含藻水降低了49.4%,紫外/氯可在有效除藻的同时去除实际含藻水中的天然有机物和藻类有机物。在相同氧化剂投量下,多种紫外高级氧化技术对实际含藻水的除藻效能依次为紫外/氯>紫外/过硫酸盐>紫外/单过硫酸盐>紫外/过氧化氢;紫外/氯除藻后氯化消毒会导致氯代副产物增加,由于紫外/氯在除藻的同时可同步实现消毒作用,因此建议采用紫外/氯处理实际藻污染水体后不再进行氯化消毒。经计算紫外/氯处理成本约为5.0元/m3,未来可能主要用于城市景观水体和水厂水源藻类爆发时的应急处理、船舶压舱水处理和给水厂预处理等方面。
综上,紫外/氯高级氧化技术能高效去除水体中的铜绿微囊藻,同时对含藻水中的天然有机物和藻细胞裂解释放的藻类有机物也具有一定去除效果,虽然会生成氯代副产物,但是与单独氯化消毒相比该技术在控制氯代副产物生成方面具有一定的优势,因此在含藻水处理领域具有良好的应用潜能。
(1)紫外/氯高级氧化技术可以直接杀灭去除铜绿微囊藻细胞,除藻效能随氯投加量和紫外光强的增加而提高,最佳除藻率达94.6%;常见阴离子对紫外/氯除藻效能影响较小,但一定浓度的NH4+和腐殖酸均表现出较强的抑制作用;紫外/氯除藻是紫外辐照、HO?和HOCl分子的共同作用,紫外/氯能破坏藻细胞结构,导致藻细胞裂解,释放并降解胞内有机物。
(2)紫外/氯高级氧化技术处理1h再氯化23h后氯代副产物生成量较单独氯化除藻24h减少约28.5%;紫外/氯除藻时氯代副产物生成量随氯投加量增加而增加,随紫外光强增加而减少,pH为6.0时氯代副产物生成量较高,pH为8.0时较低,HCO3-对氯代副产物生成影响较小,而NH4+能很好的控制氯代副产物的生成;大部分氯代副产物在前30min迅速生成并已基本稳定。
(3)紫外/氯高级氧化技术对实际含藻水的除藻效果较相同条件下的实验含藻水降低了49.4%,紫外/氯可在有效除藻的同时去除实际含藻水中的天然有机物和藻类有机物。在相同氧化剂投量下,多种紫外高级氧化技术对实际含藻水的除藻效能依次为紫外/氯>紫外/过硫酸盐>紫外/单过硫酸盐>紫外/过氧化氢;紫外/氯除藻后氯化消毒会导致氯代副产物增加,由于紫外/氯在除藻的同时可同步实现消毒作用,因此建议采用紫外/氯处理实际藻污染水体后不再进行氯化消毒。经计算紫外/氯处理成本约为5.0元/m3,未来可能主要用于城市景观水体和水厂水源藻类爆发时的应急处理、船舶压舱水处理和给水厂预处理等方面。
综上,紫外/氯高级氧化技术能高效去除水体中的铜绿微囊藻,同时对含藻水中的天然有机物和藻细胞裂解释放的藻类有机物也具有一定去除效果,虽然会生成氯代副产物,但是与单独氯化消毒相比该技术在控制氯代副产物生成方面具有一定的优势,因此在含藻水处理领域具有良好的应用潜能。