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随着我国工业化和城镇化的迅速发展,工业废水和生活污水的排放量不断增加,造成水体中氮、磷等营养盐含量升高,导致大量湖泊与水库富营养化,进而引发许多浮游植物尤其是藻类过度生长,甚至形成水华,造成严重的水环境污染。藻类由于体积小等原因,难以被常规水处理工艺有效去除,而且藻细胞及藻类有机物在氯化消毒时会生成有毒有害的消毒副产物从而危害人体健康。因此,研发新型高效去除藻类的水处理技术是十分必要的。本论文以铜绿微囊藻为研究对象,考察了紫外/过硫酸盐(UV/PS)高级氧化技术对水中铜绿微囊藻的氧化去除效果,探究了相关机理,同时研究了 UV/PS预氧化技术联合混凝工艺去除铜绿微囊藻的效能及其后续氯化消毒副产物生成规律,在此基础上对比了 UV/PS高级氧化技术与其他常用氧化体系在实际含藻水体中的的除藻效能及其消毒副产物的生成潜能。主要研究内容和结果如下:(1)采用UV/PS体系对铜绿微囊藻进行氧化去除,考察了过硫酸盐投加量、紫外光强、初始pH、初始藻类浓度、藻类生长期、阴离子等因素对除藻效能的影响,表征了藻细胞和胞外溶解性成分的特性变化,并研究了相关机理。结果表明:UV/PS高级氧化技术可以直接灭活去除铜绿微囊藻,去除效果随PS投加量和紫外光强的增加而提高,但是几乎不受阴离子的影响;相比对数期,衰亡期藻细胞更容易被去除;在UV辐照和产生的活性自由基(主要是SO4·-和 HO·)的共同作用下,UV/PS高级氧化技术能够氧化细胞壁和细胞膜造成胞内有机物释放,同时破坏胞内有机物和细胞器。(2)采用UV/PS体系作为预氧化工艺与混凝沉淀工艺进行联合,对铜绿微囊藻进行去除,考察了过硫酸盐投加量、紫外光剂量(预氧化时间)、初始pH、藻类生长期、胞外有机物等因素对除藻效能的影响,表征了藻细胞和胞外溶解性成分的特性变化,并研究了相关机理。结果表明:UV/PS预氧化技术可以明显提高混凝除藻效率,实验条件下最佳PS投加量和最佳UV剂量分别为60 mg/L和375 mJ/cm2;对数期藻的去除效果远远高于衰亡期藻;UV辐照和产生的活性自由基(主要是SO4·-和HO·)不仅能够减少藻细胞表面Zeta电位的绝对值,而且会对藻细胞造成损伤,诱使藻细胞释放胞内有机物,适量的胞内有机物能与絮凝剂络合,进而起到助凝作用。(3)采用UV/PS预氧化联合混凝/沉淀除藻工艺去除铜绿微囊藻,并对处理后的水样进行氯化消毒,探索消毒副产物(DBPs)生成的规律,重点考察了过硫酸盐投加量、紫外光剂量、初始pH、溴离子浓度和铵根离子浓度等因素的影响,比较了藻细胞和胞外溶解性成分各自生成消毒副产物的变化,并分析了相关机理。结果表明:相比单独混凝,UV/PS预氧化技术虽然可以降低后续氯化过程中部分DBPs的生成量,但会导致含碳消毒副产物(C-DBPs)和含氮消毒副产物(N-DBPs)生成量的整体增加,而且大多数C-DBPs和N-DBPs生成量会随着PS投加量或UV剂量(即预氧化时间)的增加而增加,其机理主要是UV/PS预氧化可以破坏藻细胞的细胞壁和细胞膜,从而释放大量胞内有机物,并可能将藻类有机物氧化为具有β-二酮结构或胺基结构的前体物;此外,水中溴离子和铵根离子会显著影响C-DBPs和N-DBPs生成。(4)分别采用UV/PS直接氧化技术和预氧化技术对铜绿微囊藻进行去除,考察了 UV/PS技术处理实际含藻水的效能,对比了其他不同(预)氧化体系(即UV/H2O2、NaClO、KMnO4)下的处理效果和消毒副产物生成,并进行了经济成本分析和应用前景展望。结果表明:实际水背景下UV/PS体系氧化除藻效能明显低于纯水背景,当药剂投加量均为2.1mM时,氧化除藻效能为UV/PS>UV/H2O2>NaClO;对于预氧化除藻体系,当药剂投加量均为0.25 mM时,四种预氧化体系强化混凝除藻效能接近,但是相比单独混凝,UV/PS和NaClO预氧化会导致多种消毒副产物生成量增加,而UV/H2O2和KMnO4预氧化则能够显著降低大部分消毒副产物的生成;经过计算UV/PS氧化除藻和UV/PS预氧化除藻单位体积成本分别为3.654元/m3和0.36元/m3。综上,UV/PS高级氧化技术不仅可以有效氧化去除水中铜绿微囊藻,而且能够作为预氧化工艺显著提高混凝除藻效率,虽然会导致消毒副产物生成量整体增加,但是可以控制三氯乙醛和三氯丙酮的生成,在含藻水处理领域具有一定的应用前景。