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疯子自气浮治理蓝藻VS科学家粘土治理蓝藻效果对比!!!!

已有 7952 次阅读 2013-4-21 13:46 |系统分类:论文交流|关键词:学者| 科学家, 治理, 气浮

自气浮治理蓝藻爆发,摇动水箱,浪高15厘米。

下面是粘土沉藻技术:

大家看看,如何?效果差别不是一般的大吧?俺之所以说俺这技术远远优于目前国际上任何水体应急修复技术的底气就在这里。

这仅仅中试图片,傻瓜才把蓝藻下沉到水底,烂了的话满水藻毒素磷氮,不烂的话风浪一来重新上浮再次爆发。

为啥粘土沉藻Nature专门介绍,疯子自气浮除藻就不可能冲Nature?

自气浮理论是陈楷翰基于蓝藻爆发目前国内多项973计划均无法有效治理的现实而于2008年提出的,为目前已知唯一一种适用于复杂水文条件下天然水体污染大面积同步修复的通用方法体系。

1.1蓝藻爆发治理的研究背景
蓝藻爆发事件近年频发,主要出现在人口密集区附近湖泊(如2007年太湖),饮用水水库(如2011年福州山仔水库),城市景观河湖等流动较平缓水域,往往因水体富营养化导致蓝藻爆发,藻毒素释放,水体溶解氧大量消耗等原因造成较严重的经济损失和社会问题,蓝藻爆发主要原因是水体中磷氮超标。
絮凝法作为一种简便、高效、投资小的处理方法而在污水处理中得到广泛应用。絮凝是水处理工艺的重要环节 ,它直接影响着水处理除污染效果。随着工业发展和环境、水体污染的日趋严重 ,强化常规净水工艺 ,实现水的高效、深度处理 ,实现高效絮凝一直是现代水处理技术中极具价值的研究方向。
当前的的絮凝方法体系存在理论上的缺陷,主要体现在以下三点:(1)对带高电荷的蓝藻、离子浓度低、分散较好的油滴等较难处理的水体污染物时,用絮凝剂直接絮凝时影响絮凝效果有限。(2)直接用絮凝剂絮凝形成的絮凝体较为松散,在剪切活动较为剧烈的水体中易被冲刷破碎,因此通常被认为不适合在大型天然水体中使用。(3)目前的絮凝体系在形成絮凝体后主要有重力自然下降或者是用机械产气使其上浮的办法处理絮凝体,在天然水体应用时前者受水流扰动影响,下降速度以及下降效率大大下降,后者因设备铺设难题不适合较大面积的水体。
粘土矿物和粘土是我国重要的自然资源 ,分布广泛。粘土类矿物因具有独特的层状结构而表现出良好的附附和离子交换性能,在废水处理中有广阔的应用前景。
自 Anderson[3]在Nature上撰文提出利用粘土絮凝藻华是最有前景的材料后,利用粘土作为载体,或是通过不同物质对其进行改性,来进行除藻成为这一研究的重点内容[4-7]。
在我国, 一些受到藻华危害的污染水体中改性粘土已被作为一种有效的应急技术而较广泛应用[4,5].如潘刚等利用壳聚糖改性的粘土对太湖中蓝藻水华去除进行反复实验, 已可使粘土和壳聚糖的加入量减少到很低的程度, 如利用酸改性粘土去除藻华时, 投加量可以降低到 10mg/L; 利用围隔进行中试实验,结果表明投加壳聚糖改性粘土后不仅有效地去除了藻华, 而且水体透明度得到较大改善, 营养盐含量也有显著降低[4].一些研究者应用粘土矿物吸附废水中的铵氮以及重金属离子 ,取得较好的净化效果[8,9]。
采用粘土-聚合氯化铝共用对藻类进行吸附,陈联群等在聚合氯化铝用于生活污水处理的探讨中通过混凝杯罐试验,用聚合氯化铝对所采生活污水进行处理后,浊度去除率达到0.978,色度去除率达到0.625,COD去除率达到0.516。聚合氯化铝在生活污水两级处理后回用的补充处理中,以及在减轻大的冲击性污染负荷对生物处理设施的影响方面具有一定应用价值[10]。同时付军等在聚铝及其加载粘土矿物高效沉降铜绿微囊藻的研究上也证明了聚合氯化铝和粘土的复合体系对铜铝微囊藻的去除效果显著[6]。
3.3.1.2粘土-聚合氯化铝的用量
混凝剂PAC投加量随铜绿微囊藻初始浓度的升高而增加。当铜绿微囊藻浓度OD680 nm=0.060时,投加20 mg/L PAC混凝后静置沉淀30 min,可使剩余浊度降至0.80 NTU,叶绿素a (Chla)去除率达到84.0%,残余铝浓度低于限定值0.2 mg/L。pH在7 -8的范围内混凝除藻率在84.0%以上,效果相对最好。投加1.0 mg/L KMnO4预氧化能使铜绿微囊藻的去除率提高近8.0%,但当KMnO4用量0.5 mg/L或与藻细胞接触时间30 min时,水样的浊度增大,除藻率降低。
高岭土、膨润土、海泡石和硅藻土等粘土矿物能有效促进铜绿微囊藻的混凝去除,其中海泡石助凝的效果最好,20 mg/L海泡石可使除藻率由84.0%提高到91.6%。粘土矿物能显著降低水样的残余铝量,但增加了水样浊度。不同的水质条件下,投加海泡石和高岭土均能一定程度上提高除藻率。当水中分别存在Cl-,H2PO4-,SO4(2-),HCO3-,HA以及CTMAB时,30 mg/L海泡石可使除藻率提高1.7% -10.9%,30 mg/L高岭土可使除藻率提高3.0% -14.3%[11]。
3.3.2高铁酸盐吸附藻毒素
25 %~70 %的蓝藻水华可产生毒素。微囊藻 ( Microcystis)水华是淡水水体中危害最严重的一类 ,产生的微囊藻毒素( Microcystins)为具有生物活性的七肽单环肝毒素 ,是目前发现的最强的肝脏肿瘤促进剂。人类饮用或直接接触被藻类污染的水 ,会引起皮肤反应、 结膜炎、 鼻炎、 呕吐、 腹泻、 胃肠炎等病症。滇池、太湖、巢湖、云南程海、武汉东湖、河南省主要饮用水水库、黄河郑州段、淀山湖、江苏海门、启东与泰兴沟塘及浅井等水体均发现含有微囊藻毒素 ,对人群健康构成了潜在危害。许多国家建立了饮用水微囊藻毒素限制标准 ,最高允许含量为 1. 0μg/l L[11]。,因此在去除富营养化水体中的藻类的同时还要寻求有效去除藻毒素的方法。传统的去除藻毒素的方法有活性炭吸附 、光降解、臭氧氧化、化学药剂氧化、膜过滤、生物处理等工艺。活性炭吸附是有效去除藻毒素的工艺之一 ,但对活性炭中藻毒素的解吸还缺乏研究;光降解的方法只有在日光照射并加入光催化剂 TiO2 后才发现藻毒素浓度有发生变化;化学药剂氧化尽管氯可以降解藻毒素 ,但高剂量的氯可能使饮用水产生较重的氯味 ,更严重的是氯与水中有机物反应会生成具有三致作用的消毒副产物;臭氧氧化的方法以及膜过滤的办法成本较高;生物处理中好氧生物处理对藻毒素的生物降解远比缺氧生物处理工艺有效,采用好氧生物进行降解会与水体中鱼类竞争氧气等[12]。
本体系采用的是利用高铁酸盐的氧化絮凝作用降解藻类毒素。苑宝玲,曲久辉,王敏等的高铁酸盐对藻类肝毒素的降解研究针对藻毒素污染问题,利用高铁酸盐的氧化絮凝作用降解藻类肝毒素,研究结果表明在适宜的条件PH下投加一定量的高铁酸盐对藻类肝毒素的降解有很好的效果,同时对水体中的高含量有机质也有一定去除效能。从 HPLC 谱图结果分析可以推断高铁酸盐降解肝毒素可能是通过氧化或异构化Adda基团中的共轭双键使Adda基团结构发生变化,从而降低了肝毒素的毒性。因此,高铁是一种非常有效的去除藻毒素的方法,而且高铁酸盐是无污染药剂投加到水体中快速分解对环境不造成二次污染[13]。

1.2 问题的提出
以赤潮(蓝藻爆发的一种,发生在海洋中)为例:赤潮的治理方法,国内外主要有工程物理方法、化学方法以及生物学3种方法。物理法如利用粘土微粒对赤潮生物的吸附作用去除赤潮生物,撒播粘土浓度达到1000mg/L时,赤潮藻去除率可达当65%左右。该技术主要问题是在治理浅水水域如湖泊时往往因藻类泛底,水质浑浊恶化而失败。 化学除藻法如利用化学药剂络合铜对藻类细胞产生的破坏和抑制生物活性的方法进行杀灭控制赤潮生物,具有见效快的特点。但该类技术往往处理成本较高,且藻毒素因藻类死亡大量释放,对水体交换量较少的水域危害很大,理论上仅适合赤潮发展期使用。生物学方法治理赤潮的比较现实的方法就是利用海洋微生物对赤潮藻的灭活作用,及其对藻类毒素的有效降解作用,可使海洋环境长期保持稳定的生态平衡,从而达到防治赤潮的目的,但生物方法处理速度太慢。
上述蓝藻治理方法存在一个共同缺陷:处理后的蓝藻均以沉入水底或被杀灭为主,并未脱离水体,不仅因腐烂导容易致水体溶解氧明显下降,以及藻毒素大量释放,也不能改善蓝藻爆发区的水体富营养化问题,为蓝藻再次爆发留下隐患。如果在大型开放深水域使用上述工艺进行修复影响,因换水速度快,风浪难达水底应当效果良好,但在风浪小的近岸浅水养殖区操作,悬浮藻团和沉底藻类则可能对经济鱼类,摄食藻类的底栖蛤贝类等造成很大危害。为解决此问题,源于日本而本世纪初在世界范围推广的捞藻技术得到了重视,但该技术效率极低,捕捞过的水面立即被流动的蓝藻水污染,实际上基本无实用价值。博主回复(2013-4-21 14:36)成本是壳聚糖/粘土沉淀蓝藻的50%-80%。博主回复(2013-4-21 14:28)___________摘自学生郭月蓉的本科毕业论文



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