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水华蓝藻的爆发破坏了水体生态平衡,使水质恶化,影响了饮用水安全,危害人体健康。粘土絮凝法被公认为最具潜力的除藻方法,本文采用壳聚糖改性蛭石絮凝除藻,考察了改性方式、蛭石粒径、投加量、投加比、藻密度、初始pH值、藻类生长期、胞外分泌物(EOM)等因素对除藻效果的影响,通过分析Zeta电位、藻絮体,探究了除藻机理,并与聚合氯化铝(PAC)的除藻效果比较,分析了实际应用的可行性,得出以下结论:(1)单独蛭石絮凝除藻率仅在10%~15%之间,分别使用五种改性剂改性蛭石,得出壳聚糖改性蛭石的除藻效果最佳。单独壳聚糖絮凝除藻:投加量为1.8mg/L时絮凝效果最佳,浊度、藻密度和叶绿素a(chl-a)的去除率分别为93.21%、96.17%和95.63%。(2)藻密度约4.86×109cells/L(A680≈0.1)时,当蛭石粒径为120目,壳聚糖与蛭石投加比为1:15,蛭石投加量18 mg/L时絮凝效果最理想,浊度、藻密度、chl-a的去除率分别为95.16%、96.67%、100%,且生成的絮体大而密实、抗扰动性强,比单独壳聚糖生成絮体的速度更快、更稳定。A680值为0.053、0.102、0.143和0.197的含藻水去除率最大相差10%,说明壳聚糖改性蛭石絮凝除藻的抗藻密度冲击负荷能力强,可用于不同爆发程度的蓝藻。酸性条件下的絮凝效果最好,当水体pH大于8时,藻细胞去除率急剧下降。(3)衰亡后期的藻细胞DOC值较高,与其他生长期相比,较难处理,藻细胞去除率仅在30%左右。过量的EOM会增大改性蛭石的投加量,当达到相同去除率时,未移除EOM藻液的壳聚糖改性蛭石的投加量是移除EOM藻液的3倍。EOM对絮凝除藻具有低促高抑的作用,低浓度(DOC<10 mL)时EOM中的高分子化合物可发挥吸附架桥作用,有利于于絮凝;高浓度(DOC>30 mL)时EOM的电负性发挥主导作用,从而抑制絮凝。(4)壳聚糖可改变蛭石的Zeta电位为正值,压缩双电层,与藻体电性中和,从而使藻体脱稳聚集。絮体的显微、SEM和分形维数分析表明,宏观上,壳聚糖改性蛭石絮凝的絮体大而密实,以蛭石为凝聚核呈球状;微观角度,壳聚糖改性蛭石将藻体凝结成了内部为网状的凝聚团;量化角度,壳聚糖改性蛭石絮体的分形维数为1.832,比单独壳聚糖高0.343。壳聚糖改性蛭石絮凝除藻的主要机理为电性中和、粘附架桥、网捕卷扫作用。(5)PAC与壳聚糖改性蛭石的藻细胞去除率相差不到5%,但沉降时间却相差6倍,壳聚糖改性蛭石生成的絮体呈球状,更大、更密实、抗扰动性更强。PAC易造成铝残留问题,壳聚糖和蛭石天然无害、环境友好,且藻絮体回收可作为植物的栽培基质和肥料,具有良好的环境效益。因此,将壳聚糖改性蛭石实际用于絮凝除藻是可行的。