超声波协同絮凝剂除藻影响因素实验研究

收稿日期:2019-07-22基金项目:安徽省教育厅自然科学研究重点项目(项目编号:KJ2017A545);课题由安徽省中央引导地方科技发展专项(项目编号:YDZX20183400004146);高校优秀青年骨干人才国内访问研修项目(项目编号:gxgnfx2018030);合肥市自主创新政策“借转补”资金项目(项目编号:J2018G22);安徽省重点实验室开放课题(项目编号:MJ-ZK201701);合肥学院人才科研基金项目(项目编号:16-17RC04);水体污染控制与治理科技重大专项支持(项目编号:2017ZX07603-003)。第27卷综合Vol.27synthesis北京印刷学院学报JournalofBeijingInstituteofGraphicCommunication2019年12月Dec.2019超声波协同絮凝剂除藻影响因素实验研究王磊1,2,汪平生1,陈俊1,2,潘小华1(1.合肥学院生物与环境工程系,合肥230601;2.安徽省环境污染防治与生态修复协同创新中心,合肥230601)摘要:本文研究了超声波协同絮凝剂对巢湖水体中蓝藻和藻毒素的去除效果。结果表明,超声波分别协同0.4g/LPAC和0.04g/LPAM进行蓝藻去除实验,蓝藻去除率最大值分别出现在超声10s和15s时,为98.78%和98.83%;藻毒素去除率最大值均出现在超声10min时,分别为64.38%和68.11%。关键词:蓝藻;藻毒素;超声波;絮凝剂中图分类号:TU991文献标志码:A文章编号:1004-8626(2019)综合-0017-03夏季,巢湖蓝藻暴发频繁,对其水体及周边环境产生严重影响[1-3]。巢湖藻类最常见的是微囊藻(MCs),这一类具有生物活性的环状七肽化合物,为分布最广泛的肝毒素,多以MC-LR为主[4-7]。藻类死亡后,藻毒素会释放至水体,中国生活饮用水卫生标准(GB5749-2006)的颁布,将饮用水中微囊藻毒素含量限制为1μg/L[8]。目前,藻毒素的去除主要有生物法、物理法和化学法,化学法较前两种方法简单、迅速[9]。本文以巢湖原水为研究对象,利用超声波辅助两种絮凝剂除藻,综合考虑絮凝剂投加量、超声作用时间等因素对蓝藻和藻毒素去除的影响,以期为巢湖蓝藻和藻毒素的去除提供新的思路。一、方法步骤(一)材料与仪器实验材料:巢湖蓝藻;聚合氯化铝;阳性聚丙烯酰胺;0.45μm混合纤维素滤膜;标准品MC-LR;甲醇(色谱纯);三氟乙酸(色谱纯);磷酸二氢钾;磷酸溶液等。实验仪器:UPH-I-5T超纯水仪;分析天平;KH5200E超声波清洗器;六联搅拌器;V5000可见分光光度计;HITACHIChromaster-5210高效液相色谱仪。(二)藻毒素检测方法藻毒素测定采用高效液相色谱法,具体参考GBT20466-2006《水中微囊藻毒素的测定》。(三)实验方法1.PAC对蓝藻去除率影响取巢湖蓝藻水样1000ml,等量置于5只烧杯中,在680nm波长下测定初始吸光度,记为A0。配制浓度为0.0g/L、0.2g/L、0.4g/L、0.6g/L、0.8g/L、1.0g/L的PAC溶液各200mL,迅速倒入盛有巢湖蓝藻水样的烧杯中并搅拌计时,300r/min下搅拌2min,200r/min下搅拌8分钟,静置30min后,取其清液测吸光度,蓝藻去除率Pn=(A0-An)/A0×100%,n为烧杯编号。2.PAM对蓝藻去除率影响配制浓度为0.0g/L、0.01g/L、0..02g/L、0.03g/L、0.04g/L、0.05g/L的PAM溶液各200mL,其他步骤同1。3.超声作用时间对蓝藻去除率影响配制蓝藻去除率最优的PAC和PAM溶液各1200ml,等量倒入6只盛有200ml蓝藻水样的烧杯中,超声作用时间分别设定为0s、1s、5s、10s、15s、20s,静置30min,计算蓝藻去除率。4.超声作用时间对藻毒素去除率影响将3中超声作用时间分别设定为0min、1min、5min、10min、15min、20min,其他步骤相同。二、结果与分析(一)PAC对蓝藻和藻毒素去除率影响由图1不难看出,PAC浓度为0.4g/L时,蓝藻去除率达到最大值92.91%,而后蓝藻去除率迅速下降。PAC对藻毒素去除率最大值同样在浓度为0.4g/L时,仅为22%。分析其原因为藻毒素是小分子有机物,相对分子质量小,不易被吸附沉淀。结合表1Person相关性检验,不难看出蓝藻去除率和藻毒素去除率在0.05水平上显著相关,这说明两者存在较大的相关性,r值为0.939>0.8,说明两者高度正相关。图1不同PAC浓度下的蓝藻和藻毒素去除率表1相性检验(PAC)蓝藻去除率藻毒素去除率藻去除率藻毒素去年除率Pearson相关性1.939∗显著性(双侧).018Pea