摘要
水体富营养化和高温常导致夏季湖泊和水库中藻类大量繁殖，形成水华。由于藻细胞表面带负电荷，形成较稳定溶液，不易被常规工艺去除。目前常采用预处理-超滤工艺处理高藻水，然而由于氧化剂氧化性较强，破坏藻细胞完整性，胞内物质释放，导致后续DBPs生成潜势升高。同时，强氧化剂也可破坏膜表面结构，降低截留效率及使用寿命。因此，研究一种既能高效去除藻类，又能缓解膜污染，同时降低消毒副产物生成潜势的除藻工艺具有重要意义。本论文提出H2O2/Fe2(SO4)3预处理与超滤膜组合工艺去除水中的藻类，研究工艺处理效果，优化药剂投加量，探究缓解膜污染形成机制；分析环境因素对工艺处理效果及膜污染形成的影响；研究氯消毒过程中DBPs生成潜势及影响因素。主要结论如下： （1）研究在不同H2O2和Fe2(SO4)3投加量以及不同环境条件下对藻细胞和藻源有机物（AOM）去除效率，优化预处理药剂最佳投加量，探讨藻去除机理，并探究各因素对除藻的影响及机制。结果表明，Fe2(SO4)3和H2O2的最佳投加量分别为50μmol/L和100μmol/L时为时除藻率最高，达到96.15%；对AOM也有一定的去除效果，出水TOC含量达1.006mg/L。该工艺主要是通过类芬顿反应强化混凝提高除藻效率，同时产生的OH·可氧化AOM，强化其去除效果。对于不同环境条件，当pH为5时，混凝除藻主要机理是电中和，组合工艺除藻效果较差；pH为7时，效果最好。Ca2+和Na+含量对组合工艺处理效果影响较小。溶液中腐殖酸越高，处理效果越差，影响实际使用。 （2）研究不同条件下对膜污染缓解情况及机制。通过对比该工艺在不同投加量下除藻对膜污染缓解的情况，得出最佳投加量为100μmol/LH2O2和50μmol/LFe2(SO4)3，此时对膜污染缓解可以达到66%。在不同环境条件下，与混凝结果较为一致。当pH=7时，对膜污染缓解效果最佳。Ca2+含量升高膜污染缓解情况变差。当溶液中Na+含量增加到1mmol/L时，处理效果略微变差；之后随着Na+含量增加，膜污染缓解效果也随之变好。当溶液中腐殖酸含量升高时，膜污染更加严重。 （3）通过对H2O2/Fe2(SO4)3预处理与超滤膜组合工艺除藻后氯消毒副产物（DBPs）生成潜势研究表明，当Fe2(SO4)3投加量为50μmol/L，H2O2投加量为100μmol/L时，DBPs形成潜势最低。当初始pH为7时，DBPs形成潜势最低；随着腐殖酸含量升高，DBPs生成潜势升高。
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