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混凝土材料中的微生物影响研究一、绪论混凝土是一种重要的建筑材料，广泛应用于各种建筑结构中。
但是，混凝土在使用过程中会受到各种环境因素的影响，其中微生物的影响也是不可忽视的。
微生物可以通过代谢产物、酸碱度、腐蚀等方式影响混凝土的性能，对混凝土的耐久性产生严重影响。
因此，混凝土材料中的微生物影响研究具有重要的实际意义和科学价值。
二、混凝土中的微生物类型混凝土中的微生物主要包括细菌、真菌和藻类等。
其中，细菌是最常见的微生物，主要包括厌氧细菌和好氧细菌。
真菌包括霉菌、曲霉和酵母菌等。
藻类主要包括绿藻和硅藻等。
这些微生物可以在混凝土中生长繁殖，对混凝土的性能产生不同程度的影响。
三、微生物对混凝土性能的影响1. 微生物产生代谢产物对混凝土的影响微生物代谢产物是微生物生存过程中所产生的代谢产物，包括有机酸、气体和酶等。
这些代谢产物会对混凝土的化学成分和物理性能产生不同程度的影响。
例如，某些细菌可以分解混凝土中的钙铝水泥石和硅酸盐矿物，导致混凝土失去强度和耐久性。
此外，微生物代谢产物还可以使混凝土表面产生裂缝，从而影响混凝土的整体性能。
2. 微生物对混凝土酸碱度的影响微生物可以通过代谢作用改变混凝土的酸碱度，从而影响混凝土的性能。
例如，细菌可以通过代谢作用产生酸性物质，导致混凝土酸化，从而影响混凝土的耐久性。
另外，微生物还可以产生碱性物质，从而影响混凝土的酸碱平衡，导致混凝土表面产生碱性浸出物，降低混凝土的强度和耐久性。
3. 微生物对混凝土腐蚀的影响混凝土中的微生物可以通过代谢作用产生酸性物质，从而加速混凝土的腐蚀。
例如，细菌可以分解混凝土中的钙铝水泥石和硅酸盐矿物，从而导致混凝土失去强度和耐久性。
此外，混凝土中的微生物还可以促进钢筋的腐蚀，从而导致混凝土的破坏。
四、混凝土中微生物的检测方法混凝土中微生物的检测方法主要包括培养法、分子生物学方法和显微镜观察法等。
其中，培养法是最常用的方法，可以通过培养混凝土样品中的微生物，进行分离鉴定。
混凝土中掺入蓝藻材料的方法研究一、前言混凝土是现代建筑中广泛使用的一种材料，其性能直接影响建筑物的质量和使用寿命。
随着人们对环境保护和可持续发展的要求日益增强，绿色建筑已成为建筑业发展的新方向。
因此，探索一种绿色、环保的混凝土材料已成为当前建筑材料研究的热点之一。
蓝藻是一种常见的微生物，在生态系统中起到了重要的作用，同时蓝藻还具有一定的抗压强度和耐久性，因此将蓝藻掺入混凝土中，不仅能提高混凝土的性能，还能减少环境污染。
本文将详细介绍混凝土中掺入蓝藻材料的方法研究。
二、蓝藻材料的制备1. 蓝藻的培养蓝藻可以在自然环境中生长，但为了提高其生长速度和生长质量，我们可以通过人工培养的方式来获得优质的蓝藻材料。
蓝藻的培养需要注意以下几点：（1）选择合适的培养基：蓝藻的培养基应该具有适宜的pH值、营养成分和微量元素等，以满足其正常生长的需要。
（2）控制温度：蓝藻的生长温度一般在20~30℃之间，过高或过低都会影响其生长速度和生长质量。
（3）光照条件：蓝藻需要光合作用来获取能量，因此光照条件也是影响其生长的重要因素。
2. 蓝藻的提取蓝藻的提取可以通过离心法、超声波法、化学法等多种方法进行。
其中，离心法是最常用的一种方法，其步骤如下：（1）将培养好的蓝藻液用离心机进行离心，使其分离成上层液体和下层沉淀。
（2）将上层液体倒出，取出蓝藻细胞。
（3）用0.9%的氯化钠溶液对蓝藻细胞进行洗涤，去除残留的培养基和杂质。
（4）用乙醇进行固定，以便后续的干燥和制备。
3. 蓝藻材料的干燥和制备提取出的蓝藻细胞需要经过干燥和制备才能作为混凝土掺合料使用。
常见的干燥方法有自然晾干、烘干和冷冻干燥等。
制备方法包括研磨、筛分和粉碎等。
为了保证蓝藻材料的质量，需要对干燥和制备的条件进行严格控制。
三、混凝土中掺入蓝藻材料的方法混凝土中掺入蓝藻材料的方法包括直接掺入法和间接掺入法两种。
1. 直接掺入法直接掺入法是将蓝藻材料直接掺入混凝土中进行拌和。
藻类混凝过程的影响因素探讨雷青a，乔俊莲b，王国强a，董磊b，胡颖慧b，张普a （同济大学a.化学系；b.环境科学与工程学院，上海200092）随着社会不断发展和人类生活条件不断改善，大量含氮、磷元素的污水排放进入自然水体，造成了自然水体的富营养化，在温度等条件适宜时，大量藻类生物爆发生长，特别是在一些流动性差的河道的盲端或局部。
藻类爆发性生长，产生水华，使得河流生态功能退化，水生动植物大量死亡。
藻类呈现的浑浊污秽严重影响河流的观感，藻类散发的腥臭也成为一种生态灾难。
作为供水水源的水体爆发富营养化，更是干扰了给水处理过程，比如，产生难闻的气味、导致过滤器的堵塞、影响过滤器的渗透作用［1－2］，并且还可能产生三卤甲烷的前驱物［3］，而且，溶解有机碳（DOC）性质的改变，使处理DOC在传统饮用水处理工艺中变得困难［4－5］。
目前，应对“水华”突发事件，最有效、最经济的方法之一依然是混凝沉淀除藻法，混凝效果的好坏关系到藻类、浊度以及DOC等的去除率，因此，如何优化混凝条件提高除藻效果并减少药剂投加量是近年来研究的热点。
本文对藻类混凝过程中的影响因素，如混凝剂的种类、混凝剂的投加量、pH值、藻类生长周期、特性有机物（如EOM、NOM）、预氧化作用等进行了探讨，对藻类混凝去除方法的选择及开发具有一定的意义。
1混凝剂的种类总体说来，混凝剂能产生带电的絮凝体，可以破坏溶液中分子的稳定性，并且由于在分子或胶体之间产生吸附架桥作用，能促使絮凝体变大，这样藻吸附在絮凝体上沉降后得到去除。
用于除藻的混凝剂大致可以分为金属盐化合物混凝剂、天然高分子絮凝剂以及改性后的天然高分摘要：应对“水华”突发事件，最经济有效的方法之一是混凝沉淀除藻法，详细讨论了影响藻类混凝效果的因素，如混凝剂的种类、藻类生长周期、特性有机物（EOM、NOM）、预氧化作用等，通过对这些影响因素的研究，为提高藻类去除率和降低混凝剂的用量提供了参考，并且为藻类混凝去除方法的选择及开发提供一定的指导意义。
混凝土中使用蓝藻菌的方法及效果一、介绍混凝土结构在建筑和基础设施中具有广泛应用，但是其制作和维护过程中产生的碳排放和环境破坏问题日益严重。
因此，寻求一种可持续的混凝土制作和维护方法，促进低碳经济和环保事业的发展，成为了混凝土相关领域的研究热点。
近年来，使用蓝藻菌作为混凝土中的生物胶结剂，已成为一种新型的混凝土制作和维护方法，能够改善混凝土的力学性能和耐久性，并减少碳排放。
本文将详细介绍混凝土中使用蓝藻菌的方法及效果。
二、蓝藻菌的生物学特性蓝藻菌（cyanobacteria）是一种原核生物，既能进行光合作用，又能进行氮的固定，具有较强的适应性和生命力。
在混凝土中使用的蓝藻菌多为球形蓝藻菌（Sphaerocapsa sp.），其细胞直径在1.5-3微米之间，能够在光照和温度适宜的环境下生长繁殖。
蓝藻菌在混凝土中的作用主要是通过胶囊的分泌和细胞自身的黏附，实现混凝土中颗粒之间的粘结，从而改善混凝土的力学性能和耐久性。
三、混凝土中使用蓝藻菌的方法1.菌种的培养和制备蓝藻菌的培养和制备是混凝土中使用蓝藻菌的前提和基础。
一般来说，需要从自然环境中采集蓝藻菌，并通过培养和筛选，选出适合在混凝土中生长的菌种。
具体步骤如下：（1）采集蓝藻菌样品，可选择自然水体或土壤样品。
（2）将样品放入半固体培养基中，进行筛选和分离。
（3）选择生长快、菌体颜色鲜艳、适应性强的菌株，进行扩大培养。
（4）将培养好的菌株，通过离心和冻干等方法制备成干粉状，方便在混凝土中使用。
2.混凝土中添加蓝藻菌的方法混凝土中添加蓝藻菌的方法主要有两种：一是在混凝土制备过程中直接加入蓝藻菌干粉，二是在混凝土表面喷洒蓝藻菌溶液。
具体步骤如下：（1）在混凝土制备过程中加入蓝藻菌干粉，通常是在水泥和骨料混合之前，将蓝藻菌干粉与水拌匀，然后再将拌好的水和蓝藻菌混合到水泥和骨料中。
混凝土的配合比和制备过程与传统混凝土相同。
（2）在混凝土表面喷洒蓝藻菌溶液，通常是在混凝土初凝后，用喷枪将蓝藻菌溶液均匀喷洒在混凝土表面。
混凝土中蓝藻胶的应用及其性能研究一、前言混凝土是建筑工程中常用的一种材料，它的强度、耐久性和可持续性等性能对建筑物的质量和寿命有着重要的影响。
针对混凝土这种材料的性能特点，人们一直在不断探索和研究各种改进和提升方法，以期达到更好的效果。
近年来，蓝藻胶作为一种新型的混凝土添加剂，备受广泛关注。
本文将探讨蓝藻胶在混凝土中的应用及其性能研究。
二、蓝藻胶的概述蓝藻胶是一种由蓝藻细胞壁中提取出来的高分子物质，其主要成分是多糖类物质，具有极强的黏性和粘结性。
蓝藻胶在生物学、医学、食品、化妆品等领域都有广泛的应用，近年来，其在混凝土中的应用也引起了人们的关注。
三、蓝藻胶在混凝土中的应用1、用途蓝藻胶在混凝土中的主要用途是作为一种添加剂，用于提高混凝土的性能。
通过将蓝藻胶加入混凝土中，可以改善混凝土的流动性、减少水泥用量、提高混凝土的强度和耐久性等。
2、作用原理蓝藻胶作为一种高分子物质，具有极强的黏性和粘结性。
将其加入混凝土中后，可以在混凝土水泥石中形成一种胶凝物质，从而增加混凝土的内聚力和粘结力，提高混凝土的强度和耐久性。
此外，蓝藻胶还可以改善混凝土的流动性和抗裂性，提高混凝土的施工效率和品质。
3、应用方法将蓝藻胶加入混凝土中的方法有两种：一种是直接将蓝藻胶与混凝土原料一起混合搅拌，另一种是将蓝藻胶溶解在水中后再加入混凝土中。
在具体的应用中，应根据混凝土的具体情况和要求选取合适的加入方法和剂量。
四、蓝藻胶在混凝土中的性能研究1、对混凝土性能的影响经过实验研究发现，蓝藻胶在混凝土中的应用可以显著提高混凝土的强度和耐久性。
其中，强度的提高主要是由于蓝藻胶的胶凝作用，能够增加混凝土内聚力和粘结力，从而提高混凝土的抗压强度和抗拉强度。
耐久性的提高则主要是由于蓝藻胶的抗裂作用，能够减少混凝土的龟裂和渗水，从而提高混凝土的抗风化和耐久性。
2、对环境的影响蓝藻胶在混凝土中的应用对环境的影响主要是在其生产过程中产生的废水和废渣。
污水管道中微生物对混凝土的侵蚀污水管道中微生物对混凝土的侵蚀随着城市化进程的加快，污水处理系统在城市中扮演着重要的角色。
而污水管道系统作为污水处理的重要环节之一，被广泛运用于城市供水和排水系统中。
然而，长期以来，污水管道系统的运营和维护面临着许多挑战，其中之一便是微生物对混凝土的侵蚀。
微生物即微小生物的总称，可以分为细菌、真菌、藻类等。
在污水管道中，这些微生物通过污水中包含的营养物质和生物底物进行生长和繁殖，从而进行对混凝土的侵蚀。
其中最常见的微生物侵蚀形式之一是微生物诱导的腐蚀（Microbiologically Influenced Corrosion，MIC），其主要表现为微生物代谢产物对混凝土进行化学侵蚀。
在污水管道中，细菌通常是主要的微生物侵蚀源。
其中，一类称为硫酸还原菌的细菌，能够利用污水中的硫化物进行代谢，生成硫化氢（H2S）等有害物质。
硫化氢具有强烈的腐蚀性，可以与混凝土中的水合钙、硅酸盐等物质反应，破坏混凝土的物理结构和化学性质。
另外，真菌也在污水管道中起到重要的侵蚀作用。
真菌通常生长在潮湿且缺氧的环境中，这与污水管道中的条件相当吻合。
真菌通过分泌酸类物质，如有机酸和硫酸等，进一步加剧了混凝土的侵蚀。
同时，真菌还能形成类似根状的菌丝，侵蚀混凝土的孔隙结构，导致混凝土的疏松和脱落。
微生物对混凝土的侵蚀不仅会导致管道的结构破坏，还会降低其使用寿命和安全性。
在实际的污水管道运营中，微生物侵蚀常常导致管道的泄漏和断裂，进而对环境和公共安全造成威胁。
因此，在对污水管道进行设计和维护时，必须充分考虑和防范微生物对混凝土的侵蚀。
一方面，可以通过优化管道设计，减少或避免污水中有害物质的积累和滞留。
例如，在管道系统中加装合适的悬挂填料和流速调节装置，能够改善污水的流动性，减少有害物质的沉积。
此外，定期进行清洗和维护管道，及时清除积垢和沉淀物，也能有效减轻微生物对混凝土的侵蚀。
另一方面，可以采取防护措施，减弱微生物对混凝土的侵蚀作用。
混凝土中掺入蓝藻材料的方法研究一、研究目的混凝土作为建筑材料的主要组成部分，其性能对建筑物的稳定性和使用寿命有着重要的影响。
蓝藻材料是一种新型的环保材料，具有优良的物理化学性质和生物活性，被广泛应用于环境修复和农业生产等领域。
本研究旨在探究将蓝藻材料掺入混凝土中的方法，以提高混凝土的性能和环保性。
二、实验材料和方法1. 实验材料（1）水泥：采用42.5号普通硅酸盐水泥。
（2）沙子：选用细度模数为2.5的河沙。
（3）骨料：采用直径为5mm的碎石。
（4）蓝藻材料：采用市场上常见的蓝藻菌粉。
（5）掺合料：采用硅灰。
2. 实验方法（1）配合比设计：根据水泥、沙子、骨料比例为1:2.5:3，设计混凝土配合比，掺入不同比例的蓝藻材料和掺合料，共设计6种混凝土试样。
（2）制备混凝土试样：将水泥、沙子、骨料、蓝藻材料、掺合料按设计比例混合，加入适量的水搅拌均匀，制备出混凝土试样。
（3）试样养护：将制备好的混凝土试样放置在标准养护室中，养护7天后进行试验。
（4）试验内容：分别进行抗压强度、抗折强度、渗透性、耐久性等方面的试验，比较不同掺入比例的蓝藻材料对混凝土性能的影响。
三、实验结果与分析1. 抗压强度试验结果试验结果表明，随着蓝藻材料掺入比例的增加，混凝土的抗压强度逐渐降低，但是当掺入量达到一定比例时，抗压强度稳定在一定水平，表现出一定的增强效果。
其中掺入10%蓝藻材料的混凝土抗压强度最高，为44.6MPa，比未掺蓝藻材料的混凝土提高了5.2%。
2. 抗折强度试验结果试验结果表明，随着蓝藻材料掺入比例的增加，混凝土的抗折强度逐渐降低，但是当掺入量达到一定比例时，抗折强度稳定在一定水平，表现出一定的增强效果。
其中掺入10%蓝藻材料的混凝土抗折强度最高，为5.8MPa，比未掺蓝藻材料的混凝土提高了4.5%。
3. 渗透性试验结果试验结果表明，随着蓝藻材料掺入比例的增加，混凝土的渗透性逐渐降低，表现出一定的防水效果。
其中掺入10%蓝藻材料的混凝土渗透性最低，达到了0.5mm/min。
混凝土中添加硅藻泥影响研究一、前言混凝土作为建筑中最常见的材料之一，其性能的优劣直接影响到建筑的质量和寿命。
而硅藻泥作为一种新型的建筑材料，在提高建筑质量方面有着重要的作用。
因此，研究混凝土中添加硅藻泥的影响，对于提高建筑质量具有重要的意义。
二、硅藻泥的介绍硅藻泥是由硅藻类的遗骸经过高温烧制而制成的一种建筑材料。
其主要成分为二氧化硅和氧化铝等无机物质，具有很高的耐久性和防火性能。
由于硅藻泥的颗粒较细，所以能够提高混凝土的密实度，从而提高混凝土的强度和耐久性。
三、混凝土中添加硅藻泥的影响1.提高混凝土的强度混凝土中添加适量的硅藻泥，能够提高混凝土的强度和抗压强度。
这是因为硅藻泥中的二氧化硅和氧化铝等无机物质能够填充混凝土中的孔隙和空隙，从而提高混凝土的密实度。
2.提高混凝土的耐久性混凝土中添加硅藻泥，能够减少混凝土中的孔隙和空隙，从而减少混凝土中的水分渗透，从而提高混凝土的耐久性。
同时，硅藻泥中的无机物质还能够与混凝土中的水化物反应，从而形成更加稳定的化合物，提高混凝土的耐久性。
3.提高混凝土的防火性能硅藻泥作为一种无机材料，具有很高的耐火性能。
因此，混凝土中添加适量的硅藻泥，能够提高混凝土的防火性能。
同时，硅藻泥中的无机物质还能够吸收热量，从而减少混凝土的温度升高，提高混凝土的防火性能。
4.提高混凝土的耐磨性硅藻泥中的无机物质具有很高的硬度和耐磨性，因此混凝土中添加硅藻泥能够提高混凝土的耐磨性和耐久性。
四、结论通过以上的研究，可以得出混凝土中添加硅藻泥能够提高混凝土的强度、耐久性、防火性能和耐磨性。
因此，在建筑材料的选择中，应该优先选择添加硅藻泥的混凝土，以提高建筑物的质量和寿命。
环境化学进展课程论文题目：化学混凝法去除藻类的研究进展组长：龚庆碗学号：1233278成员：孟静学号：1233287崔恒钊学号：1233242学院：环境科学与工程学院专业：环境科学专业指导老师：谢丽乔俊莲2012年12月16日目录1 藻类的特性和危害 (2)1.1藻类的特性 (2)1.2藻类的危害 (2)2 化学混凝除藻的机理和过程研究 (2)2.1混凝除藻的机理 (3)2.1.1双电层压缩机理 (3)2.1.2电性中和 (3)2.1.3吸附架桥 (3)2.1.4网捕或卷扫 (4)2.2混凝除藻的影响因子 (4)2.2.1温度 (4)2.2.2 pH (4)2.2.3胞外分泌物（EOM） (5)2.2.4天然有机物（NOM） (5)2.3预处理对混凝除藻的影响 (5)3 传统混凝剂的除藻特性和效率研究 (6)3.1铝系和铁系化合物的水解除藻过程 (6)3.1.1铝盐水解过程 (6)3.1.2铁盐的水解过程 (7)3.2 传统混凝剂的特性及某些水体的除藻效果对比 (7)3.2.1传统铁铝混凝剂除藻研究 (7)3.2.2 铝系混凝剂的性能分析 (8)3.2.3铁系混凝剂的性能分析 (8)3.2.4不同混凝剂对水体中藻类去除的对比 (9)4 复合混凝剂对藻类去除的研究 (9)4.1改性粘土类混凝剂对藻类的去除研究 (10)4.1.1改性粘土对藻类的混凝去除 (10)4.1.2改性粉煤灰吸附性混凝除藻 (12)4.1.3改性淀粉混凝除藻研究 (12)4.2有机高分子复合混凝剂除藻研究 (13)4.3化学氧化物的复合混凝剂除藻研究 (14)4.4复合生物型的混凝剂除藻研究 (14)4.4.1复合生物混凝剂除藻研究 (14)4.4.2溶藻菌改性复合混凝剂除藻研究 (15)4.5纳米磁性复合混凝剂除藻研究 (15)5 小结 (16)参考文献 (17)编制说明： (19)I化学混凝法去除藻类的研究进展龚庆碗孟静崔恒钊（环境科学与工程学院环境科学专业）摘要：化学混凝法是目前对藻类进行处理最为经济和快速的方法之一，由于藻类细胞微小，长期悬浮且表面带有负电荷使得其与胶体有相似的性质，可以通过混凝剂进行电化学中和、吸附及絮凝沉淀等进行去除。
藻类及其分泌物对混凝过程的影响研究罗晓鸿 周 荣 王占生(清华大学环境工程系,北京 100084)周晓燕 江迎春 王营花 王 衡(绍兴市自来水公司,浙江绍兴 312001)摘要 采用纯藻进行烧杯混凝试验,考察了试验藻种及其分泌物对混凝过程的影响.试验发现:藻类对混凝过程的影响与藻的种类、生长阶段及藻浓度有关;一般说来,藻类在浓度较低时,对混凝过程有不同程度的促进作用,而在高浓度时,对混凝过程有不同程度的干扰.增加混凝剂投加量、调节p H 、预加氯可以减弱藻类及其分泌物对混凝过程的影响.关键词 藻类;分泌物;混凝.1 引言藻类大量繁殖是水体富营养化的一个重要特征.富营养化水源给常规净水工艺造成的主要影响是藻类及其胞外分泌物干扰混凝过程,使沉淀效果不理想,进而堵塞或穿透滤池.然而,有关这种影响的研究还不多,人们对究竟多大数量的藻类会对混凝产生不利影响尚无明确认识.德国的Bernhardt H.及其同事曾研究过藻类胞外分泌物(EOM )对无机颗粒混凝过程产生的影响[1—4],他们在试验中采用不含藻类细胞的藻类有机物提取液,用纯水及石英粉或高岭土配制试验水样.自然水体中不只含有无机颗粒,纷繁复杂的有机物已成为目前给水处理领域主要的研究对象.对于有机物含量较高的水源水的处理,混凝剂的最佳投加量不再由无机颗粒产生的浊度控制,而是由有机物控制[5].藻类及其分泌物对于这种受有机污染的水的混凝有何影响尚未见报道.本文研究目的是考察藻类及其分泌物对实际水体的混凝产生的影响.考虑到水体中藻类细胞与其分泌物的关联性,试验采用藻类培养液进行,不滤除藻类细胞.主要研究内容有两个:(1)研究藻类及其分泌物对混凝过程的影响,确定对混凝过程产生干扰作用的藻类浓度范围;(2)考察几种技术措施能否减弱藻类及其分泌物对混凝过程的影响.2 试验材料与方法211 水样的制备为了接近实际水源状况,采用湖水(某中等程度富营养化湖水)过滤除藻的办法制备试验水样.制备过程如下:湖水→0145μm 滤膜过滤→投加高岭土使浊度为10N TU →投加纯培养藻.试验水样的溶解性有机物的种类及含量与湖水基本相同,而湖水中的藻类和颗粒态有机物被滤除.试验水样的主要水质参数见表1.212 藻类的培养第18卷第3期1998年5月环 境 科 学 学 报ACTA SCIEN TIA E CIRCUMSTAN TIA E Vol.18,No.3May ,1998表1 试验水样的主要水质指标Table 1 Major water quality index of the water sample 水质项目水质项目COD Mn 511mg/L 色度11度UV2540.193(1cm )总硬度(以C aCO 3计)9718mg/L 浊度10N TU 总Fe 0106mg/L 为防止不同藻种之间的干扰,采用纯培养藻类进行试验.试验中使用3种藻类:硅藻门中的菱形藻(N itzschia hantzschiana )、绿藻门中的小球藻(Chlorella v ulgari )及月牙藻(Sele 2nast rum capricornut um ).这3种藻均是湖中不同季节有代表性的优势藻或经常出现的藻类.菱形藻在HB 2D1培养基中培养,小球藻和月牙藻在绿藻培养基SE 中培养(培养基成分见表2及表3).测定3种藻的生长曲线(图1),当藻类浓度达到5×105个/mL —5×106个/mL 时,分别取不同生长期(对数生长期、稳定生长期及衰亡期)的藻类培养液0、011、015、1、10、50mL ,加入到装有1L 自配水样的烧杯中进行混凝试验.表2 硅藻培养基HB 2D1组成成分Table 2 Components of culturemedium H B 2D1for diatom成分浓度,mg/L 成分浓度,mg/L NaNO 3120Na 2SiO 3100MgSO 4・7H 2O70柠檬酸铁5K 2HPO 440土壤浸出液20mL/L KH 2PO 480MnSO 42CaCl 220NaCl 20表3 绿藻SE 培养基组成成分Table 3 Components of culture medium SE for green algae 成分浓度,mg/L 成分浓度,mg/L NaNO 3250KH 2PO 4175CaCl 225NaCl 25MgSO 4・7H 2O 75土壤浸出液40mL K 2HPO 475EDTA 2Na 1mL 1%FeCl 3溶液(用1mL 滴管加入1滴)图1 菱形藻、小球藻、月牙藻在培养基中的生长曲线Fig.1 Growth curve of Nitzschia hantzchiana ,Chlorellav ulgari and Selenast rum capricornutum213 试验方法采用混凝烧杯实验研究藻类及其分泌物对混凝过程的影响.试验在DBJ 2621型六联定时变速搅拌机上进行.试验条件如下:快速搅拌转速150r/min ,时间1min ;慢速搅拌转速40r/min ,时间20min ;沉淀时间015h ,混凝剂为精制硫酸铝.9133期罗晓鸿等:藻类及其分泌物对混凝过程的影响研究采用浊度和剩余铝的含量两个指标衡量混凝效果.沉淀后的上清液浊度越高,混凝效果越差;同样,上清液中铝浓度高,说明随絮体沉淀而去除的铝少,混凝效果不好,反之,铝浓度低,说明混凝效果好.浊度采用G DS 23型光电式浊度仪测定;铝浓度采用原子吸收法测定.3 试验结果与分析311 不同生长期的藻类混凝试验结果按上述试验方法进行不同藻种在不同生长期时对混凝的影响试验,并重复多次.3种藻混凝试验结果见图2—图4,混凝剂精制硫酸铝的投加量为30mg/L.图2 月牙藻不同生长阶段的混凝试验结果Fig.2 Coagulation results of Selenast rum capricornutum invarious growthphases图3 小球藻不同生长阶段混凝试验结果Fig.3 Coagulation results of Chlorella v ulgari in various growth phases312 试验结果分析从图2—图4可以看到,混凝试验上清液的浊度与残余铝含量的变化较为相似,从这两个指标的变化可以对不同藻种在不同生长阶段对混凝的影响有一个基本了解.图2为月牙藻不同生长阶段的混凝试验结果.可以看到:处于对数生长期的月牙藻对混凝起抑制作用,但在低浓度时,这种抑制作用并不很明显.而处于稳定生长期和衰亡期的月牙藻,在一定的浓度范围内(小于107个/L ),对混凝过程的促进作用较为明显(在藻浓度约为106个/L 时,混凝效果最佳);但当藻浓度超过约107个/L 时,混凝过程受到严重干扰,出水水质迅速恶化.这就是说,当藻浓度较大时(大于约107个/L ),各个生长阶段的月牙藻对混凝过023环 境 科 学 学 报18卷程均有干扰作用,致使出水水质恶化.图3为小球藻的混凝试验结果.可以看到,小球藻对混凝的影响与月牙藻的试验结果相似:在对数生长期的全部浓度范围内,均表现出干扰作用.在稳定生长期和衰亡期,当浓度较低(低于约8×106个/L )时,对混凝过程起促进作用,有利于改善出水水质;而当浓度较高(高于约8×106个/L )时,干扰混凝过程,出水水质变差.图4为菱形藻不同生长阶段的混凝试验结果.从图中可以看出,菱形藻在对数生长期对混凝的影响与月牙藻和小球藻有所不同:在对数生长期的低浓度范围(小于约3×106个/L ),对混凝表现出明显的促进作用(月牙藻和小球藻无此现象);在高浓度时,表现出干扰作用.稳定生长期与衰亡期的菱形藻对混凝的影响与月牙藻和小球藻相似;当藻浓度较低(低于约107个/L )时,对混凝起促进作用;藻浓度较高时,起干扰作用.此外,从各图的对比可以看到,菱形藻的促凝作用比月牙藻和小球藻明显.当菱形藻浓度约为3×106个/L 时,促凝作用最为显著,此时无论是出水浑浊度还是水中残余铝的含量都为最小值,混凝效果最好.图4 菱形藻不同生长阶段混凝试验结果Fig.4 Coagulation results of Nitzschia hantzschiana in various growth phases另外,从实验过程中观察到:当藻浓度在约5×105—5×106个/L 之间时,絮体形成最早,且絮片较多、较大,沉降速度最快;而当藻浓度低于此区间时,絮体数量较少(未加藻的空白水样的絮片数量最少);当藻浓度高于此区间时,絮体形成较慢,虽然数量很多,但絮片很小,不易沉降.这同样说明,在适宜的浓度下,藻类能促进混凝过程,而当藻浓度过高时,则会干扰正常的混凝过程.从以上试验结果可以得出如下结论:藻类对混凝过程的影响与藻的种类、生长阶段及藻浓度有关.本试验条件下,两种绿藻(小球藻和月牙藻)在对数生长期对混凝无显著影响;处于稳定生长期和衰亡期时,低浓度促进混凝,高浓度对混凝过程产生明显干扰.硅藻(菱形藻)处在各个生长期时,低浓度时均促进混凝,高浓度时干扰混凝.总的说来,各种藻在浓度大于8×106—107个/L 时,对混凝过程产生干扰;浓度约106个/L 时促凝效果最好.考虑到烧杯试验与生产工艺的差别纯藻与实际水体中藻种繁多的差别以及检测误差,对试验结果给予一定的安全系数,作者认为:在净水厂运行管理过程中,如果水源水中藻类浓度低于5×106—8×106个/L ,可以不予理会;而当其浓度超过此范围时,则要考虑采取必要的预处理措施,以减缓藻类可能给水厂运行带来的不利影响.1233期罗晓鸿等:藻类及其分泌物对混凝过程的影响研究4 防治藻类及其分泌物干扰混凝过程的技术措施针对水处理过程中常用的几种改善混凝效果的技术措施,我们进行了一些烧杯试验,以考察这些措施能否削减藻类及其分泌物对混凝过程的干扰.主要进行了以下试验:(1)增加混凝剂投加量,以克服藻类细胞及其分泌物对混凝剂水解产物的竞争吸附,保证有足够的铝盐水解产物对胶粒进行吸附絮凝及沉淀絮凝.(2)调节混凝时的p H ,使混凝在弱酸性环境进行.以增强混凝剂的中和能力,减少藻类细胞及其分泌物的负电荷所带来的影响.(3)预加氯,以改变藻类分泌物的形态结构,减少其对混凝过程的干扰.411 增加混凝剂投加量为考察增加混凝剂投加量对藻类及其分泌物干扰混凝过程的改善作用,我们对月牙藻、小球藻和菱形藻分别进行了不同混凝剂投加量的混凝试验.混凝剂仍为精制硫酸铝,藻类处于稳定生长前期.试验结果见图5(为节省篇幅,只给出小球藻的试验结果,其他两种藻的试验结果类似).从图5可以看到,不同的混凝剂投加量得到不同的处理效果.对于较低的混凝剂投加量,小球藻没有表现出促凝作用.低浓度的藻类即对混凝过程造成干扰,出水浊度及铝的含量随藻类浓度的提高而迅速增加,因此低的混凝剂投加量不适合藻类浓度高的水源水的处理.而增加混凝剂投加量则有助于减缓藻类对混凝过程的干扰,使高藻类浓度下的出水水质改善.可见,增加混凝剂投加量是防治藻类及其分泌物干扰混凝过程的一个可行措施.事实上,在以铝盐或铁盐作为混凝剂处理含藻水的工程实践中,有许多经验证实增加混凝剂的用量可以在一定程度上改善出水水质.图5 不同混凝剂投加量下小球藻的混凝试验结果Fig.5 Coagulation results of Chlorella v ulgari at various coagulant dosages412 调节p H 值改变水的p H ,一方面可以影响水中各种微粒(胶粒、藻类细胞、混凝剂的各种水解产物等)的带电情况,另一方面可以改变水中有机物的形态.这两方面的结果都将对混凝效果产生影响.因而通过调节水的p H 值来减缓藻类对混凝过程的干扰是一条值得探讨的途径.图6和图7为菱形藻和小球藻在不同p H 下的混凝试验结果.从图6和图7可以看到,两种藻的混凝效果均在p H 为610左右时达到最佳.这意味着将p H 调至610可以在一定程度上防治藻类及其分泌物对混凝过程带来的干扰.出现这一试验结223环 境 科 学 学 报18卷果有两方面的原因:第一,铝盐混凝剂的等电点一般在p H 6.5左右,p H 为610时,铝盐的水解产物所带正电荷增多,电中和能力加强,有利于吸附絮凝的进行;第二,在微酸性范围内,藻类分泌物所带的—COOH 不易失去质子而显示出电荷中性,分子发生收缩.与羧基离解了的藻类分泌物相比,这种收缩了的分子不易增加水中胶粒的稳定性,在一定程度上削弱了藻类分泌物对混凝的干扰.图6 3种pH 下菱形藻的混凝试验结果Fig.6 Coagulation results of Nitzschiahantzschiana at various p H 图7 3种pH 下小球藻的混凝试验结果Fig.7 Coagulation results of Chlorella v ulgari at various p H413 预氯化以氯作助凝剂在水处理实践中已有很多应用.氯作为一种氧化剂可以改变有机物的大小、结构,继而影响有机物在混凝中的行为.我们对各种藻进行了有无氯化的对比试验,所用藻类处于稳定生长期.试验结果见图8及图9.从图可以看到,预氯化后混凝出水浊度低于无预氯化的出水浊度,并且藻类浓度越高,预氯化的影响越大.预氯量不同,混凝效果也不同.预氯量加大,出水浊度降低,但当加氯量提高到一定程度后,加氯量的提高对出水浊度的影响减小.对月牙藻和小球藻来说,当加氯量高于2mg/L 时,混凝效果趋于稳定.而对菱形藻,加氯量提高至5mg/L ,对混凝效果仍有改善.这是因为菱形藻的胞外分泌物比小球藻和月牙藻多,且其胞外分泌物中大分子有机物的比例较高.图8 有无预加氯的混凝试验结果Fig.8 Coagulation results withand withoutprechlorination 图9 不同加氯量的混凝试验结果Fig.9 Coagulation results at various chlorine dosage可见,对藻类含量较高的水源水,采用预氯化可以减轻藻类及其胞外分泌物对混凝的干扰.然而,预加氯也带来一些问题,主要是生成有机氯化物,这些物质中有很多三致物质.另外,3233期罗晓鸿等:藻类及其分泌物对混凝过程的影响研究423环 境 科 学 学 报18卷有报道[6]说预氯化使水中亲水中性有机物增加,这部分有机物不易在后续工艺中去除.可以说,尽管预氯化在处理受污染水源水时有助于水厂运行,但它可能对溶解性有机物的去除产生副作用.因而对预氯化的使用应采取慎重态度,在不得不使用时,尽量降低其用量,以保证饮水的安全性.5 结论1.藻类对混凝过程的影响与藻的种类、生长阶段及藻浓度有关.本试验条件下,两种绿藻(小球藻和月牙藻)在对数生长期对混凝无显著影响;处于稳定生长期和衰亡期时,低浓度促进混凝,高浓度对混凝过程产生明显干扰.硅藻(菱形藻)处在各个生长期时,低浓度时均促进混凝,高浓度时干扰混凝.总的说来,各种藻在浓度大于8×106—107个/L时,对混凝过程产生干扰;浓度约106个/L时促凝效果最好.2.藻类及其分泌物对混凝过程的干扰可以采用一些技术措施得到削减,如:增加混凝剂用量;调节p H使混凝在微酸性环境中进行;预氯化使藻类有机物改性.生产实践中可根据实际情况选用合适的措施.参考文献1 Oluf Hoyer,Bernhard Lusse et al.Isolation and characterization of extracellular organic matter(EOM)from algae.Z Wasser2 Abwasser2Forsch,1985,18:76—902 Heinz Bermhardt,Oluf Hoyer et al.Reaction mechanisms involved in the influence of algogenic organic matter on flocculation Z Wasser2Abwasser2Forsch,1985,18:18—303 Bernhardt H,Clasen J.Flocculation of micro2organisms.J Water 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enerally,algae enhances the process at low concentration and dis2 turbs the process at high concentration.Adding more coagulant,adjusting p H and prechlorination can weaken the disturbance of algae and their EOM on coagulation process.K eyw ords algae,EOM,coagulation.1996208207收到原稿1997202219收到修改稿。
