浏阳河长沙段含藻水的自气浮混凝特性研究

作者：万俊力; 张羽涵; 聂小保; 张巍; 方鑫; 孙士权^*

来源：长沙理工大学学报, 2023, 20(04): 55-63.

DOI：10.19951/j.cnki.1672-9331.20230524003

• 含藻水
• 铝盐
• 铁盐
• 自气浮
• 混凝机理

【目的】改进蓝藻水华治理的化学混凝法，解决藻渣分离和收集等问题，优化化学混凝条件以提高目标污染物的去除率，同时降低二次污染风险。【方法】针对浏阳河长沙段含藻水的水质特征，提出具有自气浮作用的混凝处理新方法，即采用铝盐、亚铁盐、亲水性二氧化硅(SiO2)和碳酸钠进行含藻水的混凝处理，通过响应曲面二次回归模型确定除藻控磷的最佳混凝参数，结合混凝效果及藻絮体的表征分析探讨含藻水的混凝机理和自气浮特性。【结果】当n(CO32-)∶n(Fe+Al)(n为物质的量)和m(Si)∶m(Fe+Al)(m为质量)分别为1.75∶1和1∶2且投药量为0.525 mmol/L时，藻细胞和总磷去除效果以及藻絮体的自气浮效果最优，残余铝、铁的质量浓度降至水质标准限值以下。含藻水自气浮混凝处理的关键在于目标污染物与铝盐、亚铁盐水解产物及亲水性SiO2之间的复杂相互作用：在混凝反应初期，压缩双电层和电性中和作用使藻细胞脱稳并凝聚；在混凝反应中后期，吸附架桥、网捕卷扫作用以及Si―C等官能团使目标污染物得以去除；总磷的高效去除源自磷酸铁和磷酸铝沉淀的生成，残余铝、铁的有效控制与亲水性SiO2的吸附作用相关；Fe2+与CO32-发生双水解反应生成的CO2气泡通过碰撞黏附在藻絮体上，从而使藻絮体自行上浮。【结论】用自气浮混凝方法处理含藻水，高效、稳定且安全，在洞庭湖水系藻类污染的应急处理或长效治理方面极具应用潜力。

• 单位
  长沙理工大学