晉陽湖水混凝除藻研究

李少華

（太原大學(xué)外語師范學(xué)院,山西太原 030012）

晉陽湖水混凝除藻研究

李少華

（太原大學(xué)外語師范學(xué)院,山西太原 030012）

為控制晉陽湖富營養(yǎng)化,對湖水進行了采樣、分析;并采用聚合氯化鋁（PACl）對晉陽湖水中藻類的混凝去除進行了研究.結(jié)果表明:晉陽湖的主要污染物為COD（Chem ical Oxygen Demand）、總磷（To tal Phospho rus）、總氮（To tal Nitrate）;COD含量均值為81.5 m g/L,總氮含量在2～4 m g/L之間變化.晉陽湖水質(zhì)處于中度富營養(yǎng)化狀態(tài),在一定條件下極有可能發(fā)生藻華.混凝對該水體中藻類有一定的去除效果.不同堿化度的混凝劑除藻效果不同,堿化度為1.5的 PACl混凝除藻效果最好,當(dāng)混凝劑投量為15 m g/L時,藻類去除率達(dá)93.75%.混凝處理控制富營養(yǎng)化時,混凝劑種類和投量不能以濁度去除率為唯一標(biāo)準(zhǔn),而應(yīng)參考除藻率等要求,使用適當(dāng)?shù)幕炷齽┖洼^大的投量.

混凝;藻類;晉陽湖;污染

晉陽湖是太原第一熱電廠工業(yè)用水水源儲水湖及鍋爐循環(huán)水冷卻湖,也是太原市的主要水產(chǎn)養(yǎng)殖基地,近年來又發(fā)展成為群眾娛樂游泳場所[1].然而,近年來晉陽湖水產(chǎn)能力下降,水質(zhì)惡化日益嚴(yán)重.治理晉陽湖污染,為當(dāng)?shù)鼐用駝?chuàng)造優(yōu)美舒適的生活環(huán)境,受到相關(guān)部門的廣泛重視.

本文通過對晉陽湖進行水質(zhì)監(jiān)測,掌握湖水水質(zhì)情況和污染來源;并在此基礎(chǔ)上,針對湖水富營養(yǎng)化狀況,采用混凝工藝對湖水進行除藻的研究.

1 材料與方法

1.1 實驗材料

在晉陽湖布點設(shè)置采樣點,進行樣品采集.

1.2 布點及采樣方法

1.2.1 布點

根據(jù)湖泊水布點原則,并結(jié)合晉陽湖的形態(tài)特點以及湖水流動總體趨勢,在電廠出水區(qū),西干渠補水區(qū),湖中心區(qū)、網(wǎng)箱密集區(qū)及游覽區(qū)分別設(shè)有采樣斷面和采樣點.

1.2.2 監(jiān)測項目

水質(zhì)監(jiān)測:COD、TP、TN、濁度、葉綠素a、藻種分布、總固體、懸浮物、溶解氧.以上指標(biāo)均采用《水和廢水監(jiān)測分析方法（第4版）》所規(guī)定的方法分析[2].

1.3 實驗儀器

程控混凝試驗攪拌儀,武漢恒嶺科技;濁度儀,HACH2100A;紫外可見分光光度計,UN ICO（uv—2100）;電壓力鍋.

1.4 實驗方法

1.4.1 燒杯混凝攪拌試驗

投加 PACl（0.1 mol/L）混凝劑,快攪1 min,轉(zhuǎn)速為300 r/min,攪動完畢后以30 r/min慢攪15 min,靜置沉淀30 m in,由液面下1 cm處取樣測定濁度、uv254,另取樣用鏡檢計含藻量.

1.4.2 總磷測定

根據(jù)國標(biāo)GB11893-89鉬酸銨分光光度法.

2 結(jié)果與分析

2.1 湖水污染特征

晉陽湖的主要污染物為COD、總磷、總氮;COD含量均值為95 mg/L,總氮含量在2～4 mg/L之間變化,分別超出國家《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》V類標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的40 mg/L和2 mg/L的標(biāo)準(zhǔn);總磷的含量超出《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)0.1 m g/L,維持在0.2 m g/L以下.

水樣中浮游藻類數(shù)量為7.81×107個/L,其中藍(lán)藻6.47×107個/L,所占的比例最高約為82.8%;其次為硅藻和綠藻,分別占5.97%、4.27%;其余藻種如隱藻、裸藻、甲藻、黃藻所占比例很小.

2.2 混凝對濁度、uv254的影響

相同水樣分別在混凝劑劑量為1、3、5、8、10、12、15、20 mg/L 條件下進行混凝試驗,混凝劑劑量為0 mg/L表示原水樣.

波長254 nm的紫外吸光度值是難揮發(fā)性總有機碳（NPTOC）的一個良好的替代參數(shù),通過uv254吸光度值可推斷處理后水中有機物情況.根據(jù)圖1,2可知,濁度與uv254都隨著混凝劑劑量的增加呈下降趨勢;當(dāng)投量達(dá)到15 m g/L,濁度下降到11.1 N TU;當(dāng)投量達(dá)到20 m g/L,uv254降到0.202 cm-1.

圖1 濁度隨PACl混凝劑投量的變化Fig.1 Turbidity changes with PACl coagulant dosage

圖2 uv254隨PACl混凝劑投量的變化Fig.2 uv254 changes with the PACl coagulant dosage

2.3 混凝除藻效果

以PACl為混凝劑,對原水中的藻類和 TP的去除效果如圖3所示.TP去除率隨著混凝劑投量的增大而增大,最大去除率為71.58%,投量大于12 mg/L后,除磷率基本保持在70%以上;混凝除藻效果較好,混凝劑投量為3.0 mg/L,已達(dá)到藻類的最大去除率79.2%.

磷是富營養(yǎng)化的重要限制因子,在控制藻類和消除富營養(yǎng)化危害的過程中,對磷含量的控制是工作的一個重點.采用混凝法控制富營養(yǎng)化水體污染時,既可以控制藻類、濁度等表觀污染,又可以深層次地對磷等內(nèi)在因子和限制因子加以控制.

PACl除濁效果好,原水的濁度值為4.48 N TU,PACl混凝劑投量達(dá)為5.0 mg/L時,水質(zhì)濁度值降到2.01 N TU.對不同堿化度的混凝劑的除藻效果進行了對比,如圖4所示.

隨著各堿化度的PACl投量的增加,水體中藻類的去除率呈增長趨勢.堿化度為1.5、2.5的 PACl,對水體中藻類的去除效果最好,并且在混凝劑劑量為15 mg/L時,去除率達(dá)到最大值93.75%.但使用的混凝劑堿化度不同,結(jié)果呈現(xiàn)出一定的差異.

混凝劑的堿化度不同表示其水解產(chǎn)物形態(tài)的差別,A la代表鋁離子等鋁水解過程中的小離子成分,A lb代表中等程度聚合的水解產(chǎn)物,A lc則屬于鋁離子的多聚體.混凝劑堿化度越低A la含量越高,A lb的含量隨堿化度升高而逐漸升高,A lc的含量也逐漸增大.處理水質(zhì)不同,適應(yīng)混凝的混凝劑的堿化度也不同,一般而言,具備中等堿化度的混凝劑對濁度去除效果較好.本研究中也體現(xiàn)出堿化度為1.5、2.5的PACl對藻類控制效果最好.

圖3 除藻率與除磷率隨PACl混凝劑投量的變化Fig.3 A lgae and the phosphorus removal rate changes with PACl coagulant dosage

圖4 不同堿化度混凝劑的混凝除藻效果Fig.4 The different alkalize coagulant coagulation eliminates the algae effect

3 結(jié)論

晉陽湖水體中藻類可通過混凝去除或加以控制,因而混凝工藝能有效控制水體的富營養(yǎng)化問題.

采用不同堿化度的聚合氯化鋁（PACl）混凝控制富營養(yǎng)化的效果不同.使用的混凝劑堿化度不同,結(jié)果呈現(xiàn)出一定的差異,堿化度為1.5、2.5的PACl對藻類控制效果最好.

采用混凝控制富營養(yǎng)化,既可以消除藻類等,又可以控制磷等決定性因子,因而是較好的解決富營養(yǎng)化污染的方法之一.但其水質(zhì)分離等關(guān)鍵性工藝措施仍有待進一步研究.

[1] Wei Qiurui.The analysis for the characteristics of nutrient and change trend in Jinyang Lake[J].Environmental Science Trends,2003（2）:13-151

[2] 國家環(huán)保局.水和廢水監(jiān)測分析方法[M].第4版.北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,2002:420-426

[3] 劉海龍,王東升,王 敏,等.臭氧對有機物混凝的影響[J].環(huán)境科學(xué),2006,27（3）:456-460

Algae Removal by Coagulation in Water From Jinyang Lake

L i Shaohua
（Taiyuan University of foreigh Language Teachers College,Taiyuan 030012,China）

In order to control the eutrophication of Jinyang lake samp ling,analysis to the lake water;were done the study is using different basicities of the PACIpairs to remove algae of Jinyang lake by coagulation.The results show ed that:the main pollutant of Jinyang Lake is COD（Chemical Oxygen Demand）,total phosphorus,total nitrogen;the mean content of COD is 81.5 mg/L,total nitrogen content ranges betw een 2～4 mg/L.Thewater quality of Jinyang Lake is in a eutrophic state,and under certain conditions,algal bloom s are most likely to occur.To algae and phosphorus removal,coagulation of the water have a certain amount and w hen using different basicities of the coagulant,the effect is different,w hile basicity PACl coagulation of 1.5 is the best,w hen the coagulant dosage is of 15 mg/L,the algae removal rate reached 93.75%.Studies have show n that,w hile using coagulation to control eutrophication,the coagulant type and dosage can not be the only criterion for turbidity removal efficiency,but algae and phosphorus removal rate,etc.should be referred to and the suitable coagulant with lange quantity should be used.

coagulation,algae,Jinyang Lake,pollution

【責(zé)任編輯:王映苗】

1672-2027（2010）02-0137-04

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A

2010-01-14

李少華（1965-）,女,山西太原人,太原大學(xué)外語師范學(xué)院副教授,主要從事生物教育教學(xué)研究.