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文檔簡介
1、水體富營養(yǎng)化問題仍然是目前一些江河、湖泊所面對的主要環(huán)境問題之一,在適宜的條件下,富營養(yǎng)化的江河、湖泊就有可能爆發(fā)水華。藻類的大量繁殖不僅會產(chǎn)生難聞的氣味,而且還會向水體中釋放毒素,對水生生物的生存和人類健康產(chǎn)生危害。因此,尋找高效、環(huán)保的應(yīng)急降藻、控藻技術(shù)顯得尤為迫切。已有研究表明,殼聚糖改性河沙對銅綠微囊藻具有較好的去除效果,且生態(tài)安全性較好。但由于殼聚糖不溶于水,僅溶于稀酸,導(dǎo)致其在施用過程中很不方便,且殼聚糖屬于弱電荷型有機(jī)高分
2、子絮凝劑,其對藻細(xì)胞的絮凝性能很難再一步提高,這些限制了殼聚糖的實際運用。因此本文通過對殼聚糖進(jìn)行季銨化改性,改善殼聚糖的水溶性的同時引入特定基團(tuán)季銨根,加強(qiáng)了其正電荷性,進(jìn)一步強(qiáng)化了殼聚糖的絮凝性能,從而提高殼聚糖的實用性。
本文采用2,3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨(GTA)在異丙醇介質(zhì)中與殼聚糖(CTS)進(jìn)行反應(yīng),對殼聚糖進(jìn)行了季銨化改性,制備了殼聚糖季銨鹽(HTCC)。通過紅外光譜分析發(fā)現(xiàn),殼聚糖分子中的-NH2發(fā)生了取代,
3、有效合成了殼聚糖季銨鹽(HTCC)。通過改變GTA與CTS的質(zhì)量比,制得三種不同取代度的HTCC,隨著取代度的增加,HTCC的水溶性也越好,且絮凝性能也逐漸增強(qiáng)。試驗結(jié)果表明,取代度為94.6%的HTCC復(fù)合河沙對銅綠微囊藻具有非常好的去除效果,在室溫、藻密度為69.5?10個/mL和HTCC復(fù)合河沙的最佳投加量(7.5mg/L HTCC、0.5g/L河沙)下,1h后的降藻率可達(dá)99%以上。
為了在降藻后能夠有一個良好的控藻效
4、果,向 HTCC復(fù)合河沙懸濁液中加入化感物質(zhì),利用化感物質(zhì)的化感作用抑制降藻后新藻的生長。試驗首先比較了三種酚酸類化感物質(zhì)(對羥基苯甲酸、鄰苯二酚、沒食子酸)單獨對銅綠微囊藻生長抑制效果,結(jié)果表明三種化感物質(zhì)對銅綠微囊藻的生長均有較好的抑制效果,且都呈現(xiàn)出較為明顯的劑量關(guān)系。三種物質(zhì)對銅綠微囊藻的生長的72hEC50值由大到小依次為:對羥基苯甲酸49.66mg/L>沒食子酸15.50mg/L>鄰苯二酚2.73mg/L;隨后采取半致死劑量
5、指數(shù)法,評價了這3種化感物質(zhì)對銅綠微囊藻的聯(lián)合抑制效果,結(jié)果表明鄰苯二酚與沒食子酸和對羥基苯甲酸聯(lián)合作用均表現(xiàn)為加和作用,而沒食子酸與對羥基苯甲酸聯(lián)合作用則表現(xiàn)為拮抗作用。因此將鄰苯二酚和沒食子酸加入到 HTCC復(fù)合河沙懸濁液中,考查降藻后的兩種化感物質(zhì)的聯(lián)合化感作用對降藻后新藻生長的抑制,試驗結(jié)果表明,當(dāng)鄰苯二酚和沒食子酸的加入量為1.36mg/L和7.75mg/L時,抑藻率在降藻后6d達(dá)到最高,為76.3%。
HTCC復(fù)合
6、河沙絮凝除藻效果影響因素試驗表明,HTCC用量、藻密度及生長周期對降藻率影響較為明顯,HTCC復(fù)合河沙適宜在對數(shù)期藻密度為69.5?10個/mL時投加,此時HTCC復(fù)合河沙最優(yōu)投加量為7.5mg/L HTCC+0.5g/L河沙,值得注意的是,HTCC相比殼聚糖具有較寬的酸堿度適用范圍,在pH值7~12范圍內(nèi)均有不錯的去除效果;溫度對 HTCC絮凝能力影響較小,在室溫下施用即可;河沙用量及粒徑對降藻效果也沒有較大影響,實際過程中采用去除較
7、大顆粒的原沙即可達(dá)到沉藻的效果。
最后通過外加電解質(zhì)對 HTCC復(fù)合河沙除藻效果影響試驗以及降藻前后藻絮體的Zeta電位分析,初步分析了HTCC復(fù)合河沙降藻的機(jī)理,認(rèn)為吸附架橋和電中和作用是HTCC復(fù)合河沙絮凝降藻的主要機(jī)理。
經(jīng)過季銨化改性后殼聚糖的水溶性及絮凝性能均得到了很大的提高,其對銅綠微囊藻具有良好的的去除效果。向殼聚糖季銨鹽復(fù)合河沙懸濁液中加入化感物質(zhì)可以有效的抑制新藻的生長,在降藻后達(dá)到一個較好的控藻效
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