張曉東,喬俊蓮,呂麗萍,高乃云 (同濟(jì)大學(xué)污染控制與資源化研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海 200092)

高錳酸鉀預(yù)氧化對(duì)藻活性和胞內(nèi)外有機(jī)物的影響

張曉東,喬俊蓮*,呂麗萍,高乃云 (同濟(jì)大學(xué)污染控制與資源化研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海 200092)

以實(shí)驗(yàn)室純培養(yǎng)的銅綠微囊藻為研究對(duì)象,針對(duì)不同生長(zhǎng)期藻的特性,采用高錳酸鉀預(yù)氧化劑,研究投加量對(duì)銅綠微囊藻胞內(nèi)、外有機(jī)物DOC濃度的影響;高錳酸鉀氧化后銅綠微囊藻細(xì)胞及其活性的變化;預(yù)氧化對(duì)以聚合氯化鋁(PAC)作為混凝劑的混凝工藝去除不同生長(zhǎng)期銅綠微囊藻的影響.結(jié)果表明.低濃度的高錳酸鉀對(duì)藻細(xì)胞光合作用有一定的抑制作用,高濃度(≥10mg/L)的高錳酸鉀預(yù)氧化會(huì)使藻細(xì)胞失活并釋放大量胞內(nèi)有機(jī)物.當(dāng)高錳酸鉀投加量為 2mg/L時(shí),投加30mg/L PAC,第9d、21d、28d、36d培養(yǎng)期的藻去除率分別為81%、99%、58%、35%;在不同高錳酸鉀投加量下,第21d(對(duì)數(shù)期)的藻液,采用高錳酸鉀預(yù)氧化強(qiáng)化混凝除藻效果最好,其原因可能與不同生長(zhǎng)期胞外有機(jī)物(EOM)濃度及組分不同有關(guān).藻處于衰亡前期和衰亡后期EOM含量顯著增大,過高濃度的EOM影響了氧化劑的氧化效率,使得預(yù)氧化效果不明顯.穩(wěn)定期和對(duì)數(shù)期藻液中EOM含量較低,此時(shí)氧化劑與藻細(xì)胞接觸,易刺激藻細(xì)胞分泌物質(zhì),而一定濃度的EOM可以起到助凝的作用,使得預(yù)氧化后強(qiáng)化混凝效果良好.高錳酸鉀還原產(chǎn)物是水合MnO2,會(huì)促進(jìn)混凝并可以附著在藻細(xì)胞表面提高藻細(xì)胞沉降性.

銅綠微囊藻；生長(zhǎng)期；高錳酸鉀；預(yù)氧化；混凝

藻類爆發(fā)是水體富營(yíng)養(yǎng)化帶來的一個(gè)突出問題,其產(chǎn)生的藻毒素嚴(yán)重影響水源的供水安全[1].當(dāng)前應(yīng)對(duì)突發(fā)的水華事件最主要、最有效、最經(jīng)濟(jì)的方法是混凝除藻[2-4].

高錳酸鉀預(yù)氧化是水處理中常用的強(qiáng)化混凝除藻工藝[5],預(yù)氧化可以大大增強(qiáng)混凝效果,在去除受污染水源中的藻類、色度、嗅味和有機(jī)污染物等方面?zhèn)涫荜P(guān)注[6].Knappe等[7]比較系統(tǒng)的研究了高錳酸鉀的強(qiáng)化混凝作用,從藥劑投加量到處理時(shí)間,再到混凝劑的用量,發(fā)現(xiàn)高錳酸鉀能有效強(qiáng)化混凝.高錳酸鉀氧化作用對(duì)藻細(xì)胞生物活性有一定影響.Petrusevski等[8]研究認(rèn)為其主要原因是高錳酸鉀氧化降低了藻細(xì)胞活性,使其利于沉降.大量研究表明高錳酸鉀預(yù)氧化可以降低混凝除藻過程中混凝劑的用量.El-Dars[9]研究了高錳酸鉀對(duì)鋁鹽和鐵鹽混凝除藻的效果,發(fā)現(xiàn)高錳酸鉀可以大大降低混凝劑的用量并很好的去除藻類.高錳酸鉀強(qiáng)化混凝除藻的效果不僅來源于其氧化作用,其還原產(chǎn)物同樣助于混凝過程.Chen等[6]在前人基礎(chǔ)上研究認(rèn)為高錳酸鉀還原產(chǎn)物是水合 MnO2,會(huì)對(duì)混凝有促進(jìn)作用,它既能吸附有機(jī)物質(zhì),同時(shí)還能附著在藻細(xì)胞表面,提高了藻細(xì)胞的沉降性.然而由于藻細(xì)胞是一種具有生命活性的微生物,其不同生長(zhǎng)周期的生理特性與形態(tài)特征對(duì)混凝過程具有較大的影響[10-12].特別是隨著生長(zhǎng)期和代謝條件的變化,與藻細(xì)胞壁相聯(lián)系的官能團(tuán)(主要是羧基,偶爾也有酚基、羥基)的濃度和反應(yīng)會(huì)發(fā)生波動(dòng),直接影響藻細(xì)胞的負(fù)電荷密度和等電點(diǎn)[13-14],由于這些官能團(tuán)多存在于藻細(xì)胞的EOM中, EOM的性質(zhì)及其動(dòng)態(tài)變化必然影響藻類的預(yù)氧化及混凝效果[15].因此對(duì)藻類不同生長(zhǎng)周期預(yù)氧化效果的研究為預(yù)氧化在藻類去除過程中的實(shí)際應(yīng)用具有一定的指導(dǎo)意義.

本文以聚合氯化鋁(PAC)為混凝劑,對(duì)不同生長(zhǎng)期的銅綠微囊藻進(jìn)行高錳酸鉀預(yù)氧化強(qiáng)化混凝實(shí)驗(yàn),并通過藻、渾濁度去除率及EOM、Zeta電位的變化,探究了高錳酸鉀預(yù)氧化強(qiáng)化混凝對(duì)不同生長(zhǎng)期銅綠微囊藻去除效率差異的機(jī)理.

1 實(shí)驗(yàn)材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器

總碳分析儀(TOCV-CPN,島津),Zetasizer Nano Z型Zeta電位分析儀(英國(guó)馬爾文),PAM調(diào)制葉綠素?zé)晒鈨x(德國(guó)WALZ),UV-1800紫外可見分光光度計(jì),MY3000-6智能型混凝試驗(yàn)攪拌儀,XSP-8C三目生物顯微鏡,101a-1型電熱干燥箱,TGL-16C臺(tái)式離心機(jī).

1.2 藥劑與材料

聚氯化鋁(PAC)(市售,Al2O3,29%～32%,鹽基度,50%～85%);藻種(銅綠微囊藻(Microcystis aeruginosa))購于中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所國(guó)家淡水藻種庫(FACHB),編號(hào)為FACHB-469.(接種好的水樣置于玻璃瓶中,在光照生化培養(yǎng)箱中培養(yǎng),培養(yǎng)溫度為 25℃,光照強(qiáng)度為 1000lx,光暗比L:D=12:12)

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 藻細(xì)胞生物量和藻的光合活性參數(shù)的測(cè)試方法 藻細(xì)胞生長(zhǎng)到一定程度時(shí),用分光光度計(jì)在 600～750nm之間每隔 5nm進(jìn)行波長(zhǎng)掃描,繪制吸收曲線,確定最大吸收峰波長(zhǎng).銅綠微囊藻最大吸收波長(zhǎng)為 680nm,藻細(xì)胞的生物量即用在680nm波長(zhǎng)處的光密度值OD680表示.然后將藻溶液稀釋成不同的濃度梯度,測(cè)定 OD680數(shù)值,同時(shí)在顯微鏡下放大 400倍用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板進(jìn)行藻細(xì)胞計(jì)數(shù).得到藻細(xì)胞濃度與OD680值之間的換算關(guān)系,銅綠微囊藻細(xì)胞濃度(106cells/mL)= 23.209 × OD680,R2= 0.9979.

藻的光合活性參數(shù)采用PHYTO-PAM (Walz,德國(guó))測(cè)定.光合量子產(chǎn)率Φe通過式(1)計(jì)算得到:

式中:Fm為在暗適應(yīng)狀態(tài)下,PSII系統(tǒng)在打開飽和脈沖后產(chǎn)生的最大熒光值;Fo為在暗適應(yīng)狀態(tài)下,PSII系統(tǒng)在打開飽和脈沖前產(chǎn)生的熒光值.

1.3.2 DOC的測(cè)定 將藻原液和絮凝后上清液分別經(jīng)過 0.45μm 的濾膜過濾后,用總碳分析儀(TOCV-CPN,日本島津)直接測(cè)定水中DOC,以表征胞外分泌有機(jī)物(EOM).

取一定量的藻液離心,取被離心藻細(xì)胞,用純水沖洗稀釋到與胞外溶液體積相同,并采用凍融法4次后過0.45μm的濾膜,測(cè)定濾出液的DOC,為胞內(nèi)有機(jī)物.

1.3.3 Zeta電位的測(cè)定 用 Zeta電位分析儀(Zetasizer Nano Z,英國(guó)馬爾文)測(cè)定藻細(xì)胞表面的Zeta電位,比較隨條件變化藻細(xì)胞Zeta電位的變化情況.

1.3.4 絮凝效果的測(cè)定 600mL燒杯中加入500mL藻懸液,投加一定濃度的高錳酸鉀預(yù)氧化2h,緊接著投加一定濃度PAC.250r/min快速攪拌2min,30r/min慢速攪拌5min.靜沉1h后,于液面下2cm處取上清液測(cè)定.

2 結(jié)果與討論

2.1 高錳酸鉀投加量對(duì)銅綠微囊藻胞內(nèi)、外有機(jī)物濃度的影響

為了深入進(jìn)行理論研究,投加了不同濃度的高錳酸鉀.在高錳酸鉀氧化過程中,銅綠微囊藻的胞外和胞內(nèi)有機(jī)物的DOC濃度變化分別見圖1和圖2.

圖1 不同濃度高錳酸鉀氧化過程中胞外DOC的變化Fig.1 Variation of extracellular DOC during various dosages KMnO4 oxidation

圖2 不同濃度高錳酸鉀氧化過程中胞內(nèi)DOC的變化Fig.2 Variation of intracellular DOC during various dosages KMnO4 oxidation

由圖1可見,胞外DOC隨著高錳酸鉀氧化時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸升高.高錳酸鉀濃度越高,升高的幅度越大.胞外有機(jī)物的初始DOC濃度為1.31mg/L,在2mg/L的高錳酸鉀氧化600min之后,胞外DOC升高到了1.61mg/L,而在10mg/L和20mg/L的高錳酸鉀氧化600min之后分別升高到3.38mg/L和4.23mg/L.胞外DOC的升高可能是較高濃度的高錳酸鉀引起藻細(xì)胞的破壞,從而釋放胞內(nèi)物質(zhì)到水中所造成.為了考察高錳酸鉀對(duì)細(xì)胞的破壞,同時(shí)檢測(cè)了胞內(nèi)DOC的濃度,結(jié)果見圖2,不同濃度高錳酸鉀氧化之后會(huì)引起胞內(nèi)DOC不同程度的下降,可見藻細(xì)胞生物量有所減少.2mg/L高錳酸鉀氧化600min之后胞內(nèi)DOC從14.17mg/L降低到 13.12mg/L,而經(jīng)過 20mg/L的高錳酸鉀氧化600min之后胞內(nèi)DOC降低到幾乎為0,由于生物細(xì)胞,即藻細(xì)胞的構(gòu)成基本都含有碳元素,而且基本以有機(jī)碳的形式存在,這說明高濃度的高錳酸鉀能夠徹底破壞藻細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和內(nèi)含物.由此高錳酸鉀最優(yōu)投加量為2mg/L.

2.2 高錳酸鉀氧化后銅綠微囊藻藻細(xì)胞及其活性的變化

圖3 不同濃度高錳酸鉀氧化之后培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中光合量子產(chǎn)率Фe的變化Fig.3 Variation of Фein cultivated experiment after various dosages KMnO4 oxidation

光合量子產(chǎn)率Фe表示的是光合作用原初反應(yīng)過程中,細(xì)胞色素所吸收的光能中被傳遞進(jìn)入后繼反應(yīng)的能量的比例,無量綱,該值越大表明細(xì)胞對(duì)光能的吸收能力越強(qiáng),藻細(xì)胞活性越大,如圖3所示,健康藻細(xì)胞的光合量子產(chǎn)率Фe呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢(shì),在7d的培養(yǎng)過程中從0.45上升到0.52,說明細(xì)胞的光捕捉能力維持在一個(gè)較高的水平;經(jīng)過2mg/L高錳酸鉀氧化之后的藻細(xì)胞的Фe相對(duì)于健康細(xì)胞降到了0.39,但隨后也逐漸上升到健康細(xì)胞的水平,說明較低濃度的高錳酸鉀對(duì)細(xì)胞種群的光捕捉能力有輕微影響;隨著高錳酸鉀濃度上升到 5mg/L, Фe先是下降到了 0.19,之后在3d時(shí)上升到了0.41,說明細(xì)胞在氧化脅迫下光捕捉能力受到影響;而受到更高濃度高錳酸鉀氧化的藻細(xì)胞則在反應(yīng)完之后即Фe降到接近0的水平,在隨后的培養(yǎng)過程中沒有恢復(fù).總之,經(jīng)過高錳酸鉀氧化之后銅綠微囊藻的光合活性受到不同程度的影響,特別是在中、高濃度高錳酸鉀的氧化之下,細(xì)胞的光合活性幾乎降低到 0,此時(shí)細(xì)胞已經(jīng)基本喪失光合能力,說明一定濃度的高錳酸鉀能徹底殺死藻細(xì)胞,但在短期內(nèi)又不會(huì)令其細(xì)胞解體死亡.

圖4中健康細(xì)胞是未經(jīng)任何處理的銅綠微囊藻細(xì)胞,可見細(xì)胞呈橢圓形,結(jié)構(gòu)完整,細(xì)胞質(zhì)密實(shí),細(xì)胞內(nèi)所含物質(zhì)按一定的規(guī)律排列和分布.經(jīng)過高錳酸鉀氧化以后變形,并出現(xiàn)褶皺,但細(xì)胞還維持著一定體形形狀,只是內(nèi)部結(jié)構(gòu)損壞,這也證明了高錳酸鉀對(duì)藻細(xì)胞的破壞作用比較緩慢與溫和.

圖4 健康和經(jīng)過高錳酸鉀處理之后銅綠微囊藻細(xì)胞的透射電鏡圖片F(xiàn)ig.4 Transmission electron microscope of healthy and KMnO4 oxidized Microcystis aeruginosa cells

2.3 高錳酸鉀預(yù)氧化強(qiáng)化混凝對(duì)不同生長(zhǎng)期藻的去除率

取實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的不同生長(zhǎng)期(分別為接種后9d,21d,28d,36d)藻細(xì)胞,用0.5%的NaCl溶液配制成 OD680=0.1的藻懸液,考慮到水處理的生產(chǎn)實(shí)際,著重研究在藻液中加入2mg/L高錳酸鉀(以下同),預(yù)氧化2h后,加入不同濃度聚合氯化鋁(PAC)進(jìn)行絮凝實(shí)驗(yàn).第9d的藻投加2mg/L高錳酸鉀預(yù)氧化后與單獨(dú)混凝實(shí)驗(yàn)后的OD680和渾濁度去除率、DOC和Zeta電位隨PAC投加量變化曲線.

圖5 不同生長(zhǎng)期OD680隨PAC投加量的變化Fig.5 Variation of OD680 with PAC dosages in different growth phases

圖6 不同生長(zhǎng)期渾濁度隨PAC投加量的變化Fig.6 Varition of turbidity with PAC dosages in different growth phases

圖7 接種第9d各指標(biāo)隨PAC投加量變化Fig.7 Variation of parameters with PAC dosages after inoculation 9d

由圖 7(a)可知,預(yù)氧化強(qiáng)化混凝效果較好,預(yù)氧化后,PAC投加量?jī)H為20mg/L時(shí),OD680和渾濁度去除率分別由未預(yù)氧化前的 40%,35.9%提高到 79%,78.4%,去除率均增加了 40%左右.由圖7(b)可知,預(yù)氧化后,DOC值均較未預(yù)氧化組高,其原因可能是氧化劑雖然將部分 DOC氧化,但同時(shí)刺激藻細(xì)胞分泌有機(jī)物質(zhì),胞外有機(jī)物(EOM)增大,使得DOC升高,這和Chen等[6]發(fā)現(xiàn)一致,因?yàn)楦咤i酸鉀氧化有機(jī)物的同時(shí)也破壞藻細(xì)胞,過量的高錳酸鉀使得藻胞內(nèi)有機(jī)物釋放到水體中,所以 DOC濃度反而上升了.預(yù)氧化前后,Zeta電位變化不大.因此高錳酸鉀強(qiáng)化混凝可能主要是通過吸附架橋機(jī)制,由于在中性條件下,高錳酸鉀為弱氧化劑,其還原產(chǎn)物——水合MnO2[16]增加了混凝附著點(diǎn),與破碎藻細(xì)胞及胞內(nèi)有機(jī)物通過吸附架橋作用,使水中細(xì)小顆粒聚集結(jié)大,提高混凝效果.

2.3.2 接種第21d(穩(wěn)定期) 圖8為處于接種第21d藻,投加2mg/L高錳酸鉀預(yù)氧化與未預(yù)氧化混凝實(shí)驗(yàn)后OD680去除率和渾濁度去除率、DOC和Zeta電位隨PAC投加量變化曲線.

圖8 接種第21d各指標(biāo)隨PAC投加量變化Fig.8 Variation of parameters with PAC dosages after inoculation 21d

從圖 8(a)可知,由于預(yù)氧化強(qiáng)化混凝的作用,使PAC投加量?jī)H為10mg/L時(shí),OD680和渾濁度去除率分別從 22%,24.3%提高到 76%,86.5%,去除率增加了約60%.由圖8(b)可知,預(yù)氧化前后,水中DOC、Zeta電位變化不大,可見高錳酸鉀對(duì)有機(jī)物的氧化作用和對(duì)藻細(xì)胞破壞釋放有機(jī)物的作用基本相當(dāng),新生MnO2增加了混凝附著點(diǎn),提高了混凝劑的凝聚作用.

2.3.3 接種第28d(衰亡早期) 圖9為處于接種第28d藻,投加2mg/L高錳酸鉀預(yù)氧化與未預(yù)氧化,OD680去除率和渾濁度去除率、DOC和Zeta電位隨投加量變化曲線

圖9 接種第28d各指標(biāo)隨PAC投加量變化Fig.9 Variation of parameters with PAC dosages after inoculation 28d

由圖9(a)可知:接種第28d,預(yù)氧化有一定的強(qiáng)化混凝效果,預(yù)氧化后,PAC投加量?jī)H為 30mg/L時(shí),OD680去除率、渾濁度去除率由之前的29.6%、30.3%提高到58.2%、79.2%.由圖9(b)可知,DOC、Zeta電位變化不大,然而藻液中DOC含量較第9d、第21d高,過高的DOC含量可能影響預(yù)氧化強(qiáng)化混凝的效果.符合余國(guó)忠等[13]的結(jié)論:EOM 應(yīng)是抵抗氧化劑的第一道屏障, EOM 的多寡直接影響所需氧化劑量的大小,兩者之間似乎呈正相關(guān)關(guān)系. 2.3.4 接種第36d(衰亡后期) 圖10處于接種第36d藻,投加2mg/L高錳酸鉀預(yù)氧化與未預(yù)氧化,OD680去除率、渾濁度去除率、DOC、Zeta電位隨投加量變化曲線.

由圖10(a)可以發(fā)現(xiàn):接種第36d藻,預(yù)氧化并沒有起到強(qiáng)化混凝效果,預(yù)氧化后,投加量增加到60mg/L時(shí),OD680去除率、渾濁度去除率均不到70%,由圖10(b)可知,預(yù)氧化后,DOC雖有一定下降,但DOC仍然很高,過高濃度的EOM影響了氧化劑的效果,使得預(yù)氧化效果不明顯.

圖10 接種第36d各指標(biāo)隨PAC投加量變化Fig.10 Variation of parameters with PAC dosages after inoculation 36d

2.4 高錳酸鉀的助凝作用機(jī)理

高錳酸鉀對(duì)于藻液有較強(qiáng)的助凝效果,濃度越高時(shí)助凝效果越強(qiáng).高錳酸鉀除了前述的能改變?cè)寮?xì)胞的沉降性能,有助于后續(xù)混凝工藝的進(jìn)行外,其自身對(duì)于銅綠微囊藻細(xì)胞也有一定的絮凝效果.研究表明,EOM 對(duì)于銅綠微囊藻的混凝去除有促進(jìn)作用.判斷在未投加混凝劑的藻懸濁液中高錳酸鉀對(duì)于細(xì)胞的凝聚效果是二氧化錳吸附以及EOM促進(jìn)的共同作用.圖11為運(yùn)用掃描電鏡觀察到的高錳酸鉀預(yù)氧化前后的藻細(xì)胞形態(tài),可以發(fā)現(xiàn)藻細(xì)胞在受到高錳酸鉀氧化后會(huì)聚集在一起,藻細(xì)胞表面的細(xì)胞分泌物會(huì)形成一層包裹體附著在藻團(tuán)外,導(dǎo)致氧化劑無法迅速作用至藻團(tuán)內(nèi)部細(xì)胞表面.高濃度下高錳酸鉀的強(qiáng)絮凝作用可能會(huì)導(dǎo)致氧化劑作用至藻細(xì)胞時(shí)間的延遲,從而導(dǎo)致高錳酸鉀暴露值臨界點(diǎn)的后移.

圖11 高錳酸鉀氧化藻細(xì)胞前后SEM圖Fig.11 SEM images of M. aeruginosa cells after permanganation

3 結(jié)論

3.1 最優(yōu)高錳酸鉀投加量為2mg/L.不同藻生長(zhǎng)階段高錳酸鉀強(qiáng)化混凝除藻效果順序?yàn)?第21d＞第9d＞第28d＞第36d.

3.2 第21d和第9d的藻,高錳酸鉀預(yù)氧化降低了藻細(xì)胞活性,有利于藻類沉降,起到強(qiáng)化混凝除藻作用;在培養(yǎng)后期,高錳酸鉀強(qiáng)化混凝的效果越來越弱.

3.3 不同培養(yǎng)階段的藻胞外有機(jī)物的濃度不同,當(dāng)EOM濃度較低時(shí)(第9d、第21d),氧化劑易與藻細(xì)胞接觸,導(dǎo)致細(xì)胞受損,促進(jìn)胞外有機(jī)物分泌.高錳酸鉀還原產(chǎn)物是水合 MnO2,會(huì)對(duì)混凝有促進(jìn)作用,它既能吸附有機(jī)物質(zhì),同時(shí)還能附著在藻細(xì)胞表面,提高了藻細(xì)胞的沉降性.

3.4 高錳酸鉀氧化會(huì)對(duì)細(xì)胞膜和細(xì)胞壁產(chǎn)生破壞作用,導(dǎo)致其釋放胞內(nèi)有機(jī)物到水中,引起胞外有機(jī)物濃度的升高.一定濃度的 EOM可以起到助凝的作用,EOM 的性質(zhì)及其動(dòng)態(tài)變化必然影響藻類的預(yù)氧化及混凝效果.

3.5 當(dāng)EOM濃度過高時(shí)(第28d、第36d),會(huì)大量消耗氧化劑,顯著影響氧化劑氧化效率,使得預(yù)氧化效果不明顯.

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Pre-oxidation effects of potassium permanganate on activity of algal cells and the organics of intracellular and extracellular.

extracellular. ZHANG Xiao-dong, QIAO Jun-lian*, Lü Li-ping, GAO Nai-yun (State Key Laboratory of Pollution Control and Resources Reuse, College of Environmental Science and Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China). China Environmental Science, 2017,37(7)：2708～2714

Based on different characteristics of pure-cultured Microcystis aeruginosa in different growth phases, the effect of potassium permanganate pre-oxidation, on the DOC of intracellular and extracellular, removal efficiency and changes of cells were studied, and PAC was used as coagulant for subsequent coagulation. The results showed Low concentration potassium permanganate used in pre-oxidation phase can inhibit the algal photosynthesis, and high concentration used would inactivate the algal cells and release large quantities of intracellular organic matter. When potassium permanganate dosage is 2mg/L and PAC dosage is 30mg/L, in 9d、21d、28d、36d, the removal rates of algae are 81%、99%、58.2%、35.35% respectively. In different potassium permanganate dosages, algal samples reach the best removal efficiency in 21day which is the logarithmic stage, which may be related to the content and components of Extracellular Organic Matter (EOM) in different growth phase. In early senescence phase and late senescence phase, the concentration of EOM significantly increase, which affected oxidation of potassium permanganate and thus resulted in the decrease of coagulation effectiveness. Since the concentration of EOM was low in stationary phase and logarithmic phase, oxidant could contact with algae and promoted algae to secrete EOM. The proper amount of EOM can enhance the efficiency of algae removal. The reduction product of potassium permanganate is hydrated MnO2, which will promote coagulation and can be attached to the surface of algae to improve algal cell sedimentation.

microcystis aeruginosa；growth phase；potassium permanganate；pre-oxidation；coagulation

X524

A

1000-6923(2017)07-2708-07

張曉東(1993-),男,河南鶴壁人,碩士研究生,研究方向?yàn)樗幚砑夹g(shù).

2016-12-24

國(guó)家水體污染控制與治理重大科技專項(xiàng)(2012ZX07403-001);上海市科委項(xiàng)目(0400236036)

* 責(zé)任作者, 副教授, qiaoqiao@#edu.cn