钛凝胶/聚丙烯酰胺/聚合氯化铝絮凝与中温再调理联合强化藻液脱水研究

作     者：黄天寅 孙琪 钟爱成 朱丽燕 蒋朵颐 范晓燕 吴兵党 杨晶晶 HUANG Tianyin;SUN Qi;ZHONG Aicheng;ZHU Liyan;JIANG Duoyi;FAN Xiaoyan;WU Bingdang;YANG Jingjing

作者机构：苏州科技大学环境科学与工程学院苏州215009 苏州市海绵城市技术重点实验室苏州215009 苏州市河道管理处苏州215011 

出 版 物：《环境科学学报》 (Acta Scientiae Circumstantiae)

年 卷 期：2025年第45卷第1期

页      面：60-71页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金(No.52070137) 苏州市科技计划项目(No.SS202107) 

主　　题：铜绿微囊藻 含水率 水分分布 EPS 相关性分析 

摘      要：为了解决藻液脱水面临的含水率高、药剂投加量大、不利于后续资源化利用的问题,采用钛凝胶/聚丙烯酰胺/聚合氯化铝(TXC/PAM/PAC)絮凝和中温加热联合调理强化藻液脱水性能,以藻液分离效果、毛细吸水时间(CST)表征TXC/PAM/PAC复合絮凝调理效果,结合调理前后含水率、水分分布、粒径、Zeta电位、胞外聚合物量和藻细胞形貌等方面探讨脱水效果和脱水机理.结果表明:TXC/PAM/PAC调理的最佳投量为100 mg·L^(-1)TXC(以Ti计)、0.7 mg·L^(-1)PAM和70 mg·L^(-1)PAC,藻液分离效果高达99.6%,CST为11.7 s,藻饼含水率降低至81.1%±1.1%.加热再调理结果显示,在35℃调理5 s时效果最好,CST分别为12.5 s,滤饼含水率为63.8%±0.9%.相较于对照组,TXC/PAM/PAC絮凝和35℃加热再调理联合强化过后,间隙水含量大幅度降低至5.5%±0.1%,表面水含量轻微增加至44.5%±0.5%.TXC/PAM/PAC调理可以将胞外聚合物(EPS)降低90.0%以上,35℃加热再调理后,多糖松散结合型胞外聚合物(LB-EPS)的含量减少1.00 mg·g^(-1),溶解型胞外聚合物(SL-EPS)含量增加了0.89 mg·g^(-1),表明LB-EPS转移成为***分析结果显示,LB-EPS中的蛋白(PN,r=0.787)和多糖(PS,r=0.790)与表面水呈正相关,SL-EPS中的PN(r=-0.592)和PS(r=-0.673)与间隙水呈负相关.粒径与Zeta电位显示联合处理方法有利于进一步改善粒径与静电排斥力.藻细胞扫描电子显微镜(SEM)图表明TXC/PAM/PAC和中温加热均有利于EPS剥离,细胞间疏水通道增大.研究表明,TXC/PAM/PAC和35℃加热联合处理藻水是一种在较低化学药剂投加量下达到藻饼含水率小于80%的技术,有利于后续藻的资源化利用.该方法有助于藻类脱水的进一步研究,为大规模工程处理实际复杂藻水环境提供思路.