殼聚糖季銨鹽復合河沙及其組合化感物質(zhì)對銅綠微囊藻的去除研究.pdf

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)保的應急降藻、控藻技術顯得尤為迫切。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，導致其在施用過程中很不方便，且殼聚糖屬于弱電荷型有機高分

2、子絮凝劑，其對藻細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行季銨化改性，改善殼聚糖的水溶性的同時引入特定基團季銨根，加強了其正電荷性，進一步強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）進行反應，對殼聚糖進行了季銨化改性，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。試驗結果表明，取代度為94.6%的HTCC復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，試驗結果表明，當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達到最高，為76.3%。
　　HTCC復合

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到沉藻的效果。
　　最后通過外加電解質(zhì)對 HTCC復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復合河沙降藻的機理，認為吸附架橋和電中和作用是HTCC復合河沙絮凝降藻的主要機理。
　　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，在降藻后達到一個較好的控藻效