| 该组实验利用改性壳聚糖复配黏土解决了太湖岸边高浓藻絮体的上浮问题。但是，为更加有效的去除有机物同时减小复配药剂的投加量，并考虑充分利用粉煤灰，把它完全变废为宝，本文将1.2.1中酸溶后得到的备用粉煤灰残渣也加以利用：一方面按照邓书平[12]等人的方法得到PDMDAAC改性粉煤灰，记作药剂“S1”；另一方面按照赵统刚[13]等人的方法用NaOH将其改性成为沸石，记作药剂“S2”。进一步考察了改性壳聚糖复配S1或复配S2处理太湖岸边高浓藻能否取得比复配黏土更加积极的效果。
2.4改性壳聚糖复配S1、S2处理太湖岸边高浓藻
改性壳聚糖投加量依旧选择4mg/L，实验结果如表2所示，表中“↑”表示絮体上浮，“↓”表示絮体下沉。
表2 改性壳聚糖复配S1、S2处理太湖岸边高浓藻
| 复配药剂投加量（g/L，改性壳聚糖投加4mg/L） |
PDMDAAC改性粉煤灰（S1） |
改性沸石（S2） |
| 藻去除率（%） |
UV254去除率（%） |
沉降性 |
藻去除率（%） |
UV254去 除率（%） |
沉降性 |
| 0 |
85.77 |
56.94 |
↑ |
85.77 |
56.94 |
↑ |
| 0.25 |
98.19 |
61.24 |
↑ |
98.39 |
58.11 |
↑ |
| 0.3 |
98.39 |
73.19 |
↓ |
98.39 |
63.11 |
↑ |
| 0.35 |
98.60 |
73.35 |
↓ |
98.39 |
69.03 |
↑ |
| 0.4 |
98.70 |
73.22 |
↓ |
98.50 |
72.26 |
↓ |
图5 改性壳聚糖复配S1、S2的絮体
由表2可知，改性壳聚糖复配S1、S2处理太湖岸边高浓藻的效果都明显好于单独投加改性壳聚糖，也优于改性壳聚糖复配黏土，藻去除率都可从85.77%提升到98%以上。而且，相比黏土投加量要到0.6g/L絮体才会完全下沉，改性壳聚糖复配S1投加0.3 g/L或复配S2投加量0.4 g/L就可以达到絮体下沉的目的，投加量相对降低很多。絮体形状见图5，图中烧杯中上清液并没有倒掉，相比原水，浊度去除率可达到99%~100%。
从去除UV254的情况来看，改性壳聚糖复配S1后对太湖高藻水UV254的去除有了大幅提升，能够从原有的约57%提升到73%，而复配S2也能够有效的加强UV254的去除，同样投加量情况下效果稍差于S1。但与复配黏土（图2）相比，使用改性S1和S2都有其显著的优势。
参考文献报道的结果，分析出现以上现象的原因是粉煤灰相比黏土具有较大的比表面积和较高的表面能且表面存在Al、Si等活性点，能够吸附水中的污染物[14]，经PDMDAAC改性后的粉煤灰Zeta电位由负变正，在最佳改性条件下得到的粉煤灰的Zeta电位为10. 8 mV，使得改性粉煤灰不仅具有吸附能力，而且具有电中和的能力[15,16]。而改性沸石的吸附比表面积和孔隙率可达到粉煤灰改性前的40. 22 倍和1. 67倍[17]，对水体中氨氮和磷去除率分别可达60 %、89 %[13,18]，具有良好的吸附和化学沉淀作用。因此不同于复配黏土，PDMDAAC改性粉煤灰、改性沸石和改性壳聚糖复配使用后，没有干扰改性壳聚糖的混凝效果，相反强化了系统混凝除藻和去除有机物的作用，也有效提高了絮体的密度，从而解释了它们较小投加量下絮体就具有很好沉降性的实验结果。
3结论
1)改性壳聚糖对太湖两块区域的水藻类去除效果都很明显，静沉时间短（0.5h）且投加量很小。对于岸边高浓藻，投加量4mg/L时的藻去除率为85.77%，加大投加量去除率上升不明显。对于泵取水，投加量0.7mg/L时，藻去除率可达89.6%。
2)改性壳聚糖复配黏土能够解决岸边高浓藻絮体的上浮问题，改性壳聚糖投加4mg/L，黏土投加0.8g/L絮体能够完全下沉。处理效果也明显好于单独投加改性壳聚糖，除藻率可以提升到94.35%，但复配黏土使用的结果对有机物的去除造成干扰，UV254去除率下降。
3)改性壳聚糖复配PDMDAAC改性粉煤灰、改性沸石处理太湖岸边高浓藻的效果好于复配黏土，PDMDAAC改性粉煤灰投加0.3g/L或改性沸石0.4g/L时，絮体能够完全下沉，除藻率也可以提升到98%以上，同时这两种药剂的使用加强了系统对有机物的去除，UV254去除率可从56.94%提升到72%以上。
参考文献
[1]赵志刚,刘宏.中国科学院“十一五”第一批知识创新工程重大项目简介(二)[J]. 中国科学院院刊2008,23(4):353~356.
[2]程真文.巢湖藻类污染的研究和对策[J].水处理技术,2003,29(4):247~248.
[3]罗岳平,施周,张丽娟,等.高岭土对铜绿微囊藻的PAC强化絮凝去除技术[J]. 湖南大学学报(自然科学版),2009,36(2):22~26.
[4]雷国元,徐桂芹,马军.聚合氯化铝铁的形态分布对微污染源水混凝效果的影响[J].环境污染与防治, 2007,29(8):565~570
[5]Pan G., Zhang M.M., Chen H., et al. Removal ofcyanobacterial blooms in Taihu Lake using local soils. I. Equilibrium andkinetic screening on the flocculation of Microcystis aeruginosa usingcommercially available clays and minerals[J].Environ Pollut,2006,141(2):195-200.
[6]Zou H., Pan G., Chen H., et al. Removal ofcyanobacterial blooms in Taihu Lake using local soils. II. Effective removal ofMicrocystis aeruginosa using local soils and sediments modified by chitosan[J].Environ Pollut, 2006, 141(2): 201-205.
[7]Pan G., Zou H., Chen H., et al.Removal of harmfulcyanobacterial blooms in Taihu Lake using local soils III. Factors affectingthe removal efficiency and an in situ field experiment using chitosan-modifiedlocal soils[J]. Environ Pollut, 2006, 141(2): 206-212.
[8]柳丹,蔡冬清,王相勤,等.磁聚去除淡水藻华的研究[J]. 中国环境科学,2006,26(6):677-679.
[9]Tanaka H, Sakai Y,Hino R. Formation of Na-A and X-zeolites from waste solutions in conversion ofcoal fly ash to zeolites[J]. Materials Research Bulletin, 2002,37(11):1873-1884
[10]施国键,乔俊莲,王国强,等.活化粉煤灰改性壳聚糖絮凝除藻研究[J].环境污染与防治, 2009,31(9):45-48.
[11]Henderson R. K., Parsons S. A., etal. SuccessfulRemoval of Algae through the Control of Zeta Potential[J]. Separation Scienceand Technology, 2008, 43:1653-1666.
[12]邓书平,牟淑杰.阳离子PDMDAAC 改性粉煤灰处理印染废水的试验研究[J].粉煤灰综合利用,2008,4:20-24.
[13]赵统刚,吴德意,陈建刚,等.粉煤灰合成沸石同步脱氨除磷特性的研究[J].环境科学,2006,27(4):696-700.
[14]刘汉利.改性粉煤灰处理含油废水的应用研究[J].粉煤灰, 2001, (1) : 9- 10.
[15]岳钦艳,曹先艳,高宝玉,等.改性粉煤灰及其处理废水的机理[J]. 环境污染与防治水,2005,27(1):67-69.
[16]岳钦艳,曹先艳,高宝玉,等.PDMDAAC改性粉煤灰的制备及其脱色效果研究[J]. 中国给水排水,2007,23(13):60-80.
[17]李方文,魏先勋.粉煤灰改性吸附材料的研究[J].重庆环境科学,2003 ,25 (6) :25 - 28.
[18]赵统刚,吴德意,孔海南,等.粉煤灰合成沸石除磷机理研究[J].水处理技术,2006 ,32 (7):23 - 26.
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