晋阳湖水混凝除藻研究

2010-01-09 03:05李少华
关键词:碱化混凝剂混凝

李少华

(太原大学外语师范学院,山西太原 030012)

晋阳湖水混凝除藻研究

李少华

(太原大学外语师范学院,山西太原 030012)

为控制晋阳湖富营养化,对湖水进行了采样、分析;并采用聚合氯化铝(PACl)对晋阳湖水中藻类的混凝去除进行了研究.结果表明:晋阳湖的主要污染物为COD(Chem ical Oxygen Demand)、总磷(To tal Phospho rus)、总氮(To tal Nitrate);COD含量均值为81.5 m g/L,总氮含量在2~4 m g/L之间变化.晋阳湖水质处于中度富营养化状态,在一定条件下极有可能发生藻华.混凝对该水体中藻类有一定的去除效果.不同碱化度的混凝剂除藻效果不同,碱化度为1.5的 PACl混凝除藻效果最好,当混凝剂投量为15 m g/L时,藻类去除率达93.75%.混凝处理控制富营养化时,混凝剂种类和投量不能以浊度去除率为唯一标准,而应参考除藻率等要求,使用适当的混凝剂和较大的投量.

混凝;藻类;晋阳湖;污染

晋阳湖是太原第一热电厂工业用水水源储水湖及锅炉循环水冷却湖,也是太原市的主要水产养殖基地,近年来又发展成为群众娱乐游泳场所[1].然而,近年来晋阳湖水产能力下降,水质恶化日益严重.治理晋阳湖污染,为当地居民创造优美舒适的生活环境,受到相关部门的广泛重视.

本文通过对晋阳湖进行水质监测,掌握湖水水质情况和污染来源;并在此基础上,针对湖水富营养化状况,采用混凝工艺对湖水进行除藻的研究.

1 材料与方法

1.1 实验材料

在晋阳湖布点设置采样点,进行样品采集.

1.2 布点及采样方法

1.2.1 布点

根据湖泊水布点原则,并结合晋阳湖的形态特点以及湖水流动总体趋势,在电厂出水区,西干渠补水区,湖中心区、网箱密集区及游览区分别设有采样断面和采样点.

1.2.2 监测项目

水质监测:COD、TP、TN、浊度、叶绿素a、藻种分布、总固体、悬浮物、溶解氧.以上指标均采用《水和废水监测分析方法(第4版)》所规定的方法分析[2].

1.3 实验仪器

程控混凝试验搅拌仪,武汉恒岭科技;浊度仪,HACH2100A;紫外可见分光光度计,UN ICO(uv—2100);电压力锅.

1.4 实验方法

1.4.1 烧杯混凝搅拌试验

投加 PACl(0.1 mol/L)混凝剂,快搅1 min,转速为300 r/min,搅动完毕后以30 r/min慢搅15 min,静置沉淀30 m in,由液面下1 cm处取样测定浊度、uv254,另取样用镜检计含藻量.

1.4.2 总磷测定

根据国标GB11893-89钼酸铵分光光度法.

2 结果与分析

2.1 湖水污染特征

晋阳湖的主要污染物为COD、总磷、总氮;COD含量均值为95 mg/L,总氮含量在2~4 mg/L之间变化,分别超出国家《地表水环境质量标准》V类标准所规定的40 mg/L和2 mg/L的标准;总磷的含量超出《地表水环境质量标准》规定的Ⅳ类水标准0.1 m g/L,维持在0.2 m g/L以下.

水样中浮游藻类数量为7.81×107个/L,其中蓝藻6.47×107个/L,所占的比例最高约为82.8%;其次为硅藻和绿藻,分别占5.97%、4.27%;其余藻种如隐藻、裸藻、甲藻、黄藻所占比例很小.

2.2 混凝对浊度、uv254的影响

相同水样分别在混凝剂剂量为1、3、5、8、10、12、15、20 mg/L 条件下进行混凝试验,混凝剂剂量为0 mg/L表示原水样.

波长254 nm的紫外吸光度值是难挥发性总有机碳(NPTOC)的一个良好的替代参数,通过uv254吸光度值可推断处理后水中有机物情况.根据图1,2可知,浊度与uv254都随着混凝剂剂量的增加呈下降趋势;当投量达到15 m g/L,浊度下降到11.1 N TU;当投量达到20 m g/L,uv254降到0.202 cm-1.

图1 浊度随PACl混凝剂投量的变化Fig.1 Turbidity changes with PACl coagulant dosage

图2 uv254随PACl混凝剂投量的变化Fig.2 uv254 changes with the PACl coagulant dosage

2.3 混凝除藻效果

以PACl为混凝剂,对原水中的藻类和 TP的去除效果如图3所示.TP去除率随着混凝剂投量的增大而增大,最大去除率为71.58%,投量大于12 mg/L后,除磷率基本保持在70%以上;混凝除藻效果较好,混凝剂投量为3.0 mg/L,已达到藻类的最大去除率79.2%.

磷是富营养化的重要限制因子,在控制藻类和消除富营养化危害的过程中,对磷含量的控制是工作的一个重点.采用混凝法控制富营养化水体污染时,既可以控制藻类、浊度等表观污染,又可以深层次地对磷等内在因子和限制因子加以控制.

PACl除浊效果好,原水的浊度值为4.48 N TU,PACl混凝剂投量达为5.0 mg/L时,水质浊度值降到2.01 N TU.对不同碱化度的混凝剂的除藻效果进行了对比,如图4所示.

随着各碱化度的PACl投量的增加,水体中藻类的去除率呈增长趋势.碱化度为1.5、2.5的 PACl,对水体中藻类的去除效果最好,并且在混凝剂剂量为15 mg/L时,去除率达到最大值93.75%.但使用的混凝剂碱化度不同,结果呈现出一定的差异.

混凝剂的碱化度不同表示其水解产物形态的差别,A la代表铝离子等铝水解过程中的小离子成分,A lb代表中等程度聚合的水解产物,A lc则属于铝离子的多聚体.混凝剂碱化度越低A la含量越高,A lb的含量随碱化度升高而逐渐升高,A lc的含量也逐渐增大.处理水质不同,适应混凝的混凝剂的碱化度也不同,一般而言,具备中等碱化度的混凝剂对浊度去除效果较好.本研究中也体现出碱化度为1.5、2.5的PACl对藻类控制效果最好.

图3 除藻率与除磷率随PACl混凝剂投量的变化Fig.3 A lgae and the phosphorus removal rate changes with PACl coagulant dosage

图4 不同碱化度混凝剂的混凝除藻效果Fig.4 The different alkalize coagulant coagulation eliminates the algae effect

3 结论

晋阳湖水体中藻类可通过混凝去除或加以控制,因而混凝工艺能有效控制水体的富营养化问题.

采用不同碱化度的聚合氯化铝(PACl)混凝控制富营养化的效果不同.使用的混凝剂碱化度不同,结果呈现出一定的差异,碱化度为1.5、2.5的PACl对藻类控制效果最好.

采用混凝控制富营养化,既可以消除藻类等,又可以控制磷等决定性因子,因而是较好的解决富营养化污染的方法之一.但其水质分离等关键性工艺措施仍有待进一步研究.

[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] 国家环保局.水和废水监测分析方法[M].第4版.北京:中国环境科学出版社,2002:420-426

[3] 刘海龙,王东升,王 敏,等.臭氧对有机物混凝的影响[J].环境科学,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

【责任编辑:王映苗】

1672-2027(2010)02-0137-04

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2010-01-14

李少华(1965-),女,山西太原人,太原大学外语师范学院副教授,主要从事生物教育教学研究.

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