摘要：改性粘土技术是当前国内外最受关注的有害藻华应急治理办法，多次的现场成功运用证明了该技术和办法的有效性和可行性。如何进一步提升改性粘土消除藻华生物的效率仍是当前改性粘土探讨的重点，而开展粘土与藻华生物的分形絮凝机制探讨将为提升粘土/改性粘土对有害藻华生物絮凝效率提供论述指导。现阶段探讨粘土絮凝去除藻华的传统论述，一方面将颗粒简化为规则的几何图形，忽视了颗粒形态特点的影响；另一方面也没有考虑藻华水体内大量微藻产生的藻源有机质对絮凝历程的影响。而大量探讨已证明，水体中的颗粒形态及有机大分子对于颗粒的絮凝历程有重要影响。本论文基于分形和吸附的相关论述，探讨了改性粘土絮凝有害藻华生物历程中各种颗粒物的形态学特点，考察了藻源有机质在改性粘土上的吸附特性及藻源有机质对微藻细胞、改性粘土颗粒、微藻-粘土絮体形态特点的影响；使用图像分析法，测定了絮凝体的分形维数，并借助分形维数半定量化分析了絮凝体的形态学特点；进而分析了粘土-微藻絮凝体的分形变化特点极为影响因素；获得了粘土颗粒絮凝有害藻华生物的关键影响因子，为进一步提升改性粘土治理有害藻华的絮凝效率提供论述依据。本探讨的主要结果如下：改性粘土及藻华生物形态学特点探讨。PAC改性剂浓度、pH和离子强度对粘土絮凝体的形态特点具有重要影响。PAC改性剂能有效提升粘土絮凝体的分形维数，最佳改性比例是粘土/改性剂为10:1；最佳絮凝pH范围为6-7；离子强度可从提升絮凝体的分形维数和致密性。絮凝体分形维数能够较为准确得到絮凝体形态的即时变化特点，是深入了解絮凝体的生长机制的较为理想的形态学指标。不同藻华生物在不同生长期有不同的形态特点和分形维数；指数期的东海原甲藻、中肋骨条藻和稳定期的赤潮异弯藻细胞的分形维数较大，分别为1.6785,1.7766和1.6757。藻源有机质对改性粘土絮凝效率的影响。分别从海藻酸钠、氨基酸为藻源有机质不同组分的方式化合物，考察了藻源有机质与改性粘土的相互意义机制极为影响因素。结果表明：藻源有机质在改性粘土上的吸附是一个自发的、复杂的、同时受膜扩散吸附和粒子内部扩散吸附制约的历程，其受到改性剂浓度、pH和离子强度的重要影响；其中，改性剂最佳改性比例为5%。藻源有机质在改性粘土上的吸附动力学符合伪二阶动力学模型(pseudo-second order model)，而热力学探讨表明海藻酸钠在改性粘土上的吸附符合Freundpch和Langmuir吸附等温线，氨基酸在改性粘土的吸附等温线属于C型等温线。藻源有机质对改性粘土絮凝速率及絮凝体特点具有明显的影响，当海藻酸钠浓度在10-100mg/L范围内时,可从提升改性黏土絮凝的速率，絮凝体的分形维数、絮凝体强度呈现出先增大后减小的规律;其中,最佳浓度为50mg/L,其最大絮凝速率达到44.13%、分形维数为1.6823。低浓度（10mg/L）组海藻酸钠不利于改性粘土颗粒间的絮凝，高浓度的（100mg/L）海藻酸钠能推动改性粘土的絮凝效率，但推动意义呈现减小的走势。对于氨基酸化合物，改性粘土颗粒絮凝体分形维数均大于未改性粘土组；在一定浓度范围内，氨基酸化合物促粘土颗粒形成较为致密、空隙率较低的絮凝体；体现为分形维数增大。粘土-微藻絮凝特点极为影响因素探讨。粘土-微藻絮凝体分形维数、粘土絮凝去除藻华生物的能力均随着改性剂比例的增大呈现出逐渐增大的走势；絮体分形维数与去除率RE相关性分析表明，粘土-微藻絮凝体分形维数的变化对絮凝效率的变化具有较好的指示意义。不同生物学特点的3种微藻的藻细胞形态特点、藻液内不同大小有机颗粒物对改性粘土絮凝速率有不同的影响。改性粘土对不同生长期的塔玛亚历山大藻液、藻细胞再悬浮液体现出不同的去除能力：对于藻液的去除率为迟滞期衰亡期稳定期指数期；对于藻细胞再悬浮液，指数期的去除率最小，但各个时期的差别性没有藻液明显。藻液中的有机质TON/TOP/TOC随着塔玛亚历山大藻的生长呈现出不同的变化走势。有机质浓度与藻细胞再悬浮液和藻液二者之间的去除率差值dRE的相关性分析表明，TON与dRE之间没有显著的相关联系；低浓度的TOC(≤1.0mmolC/L)与dRE呈现出较好的正相关性，表明较低浓度的TOC可从降低改性粘土对有害藻华生物的絮凝去除效率。 关键词：藻华生物论文 改性粘土论文 形态特点论文 藻源有机质论文 絮凝效率论文
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致谢4-5

中文摘要5-7

ABSTRACT7-13

第一章 绪论13-38

1 改性粘土治理有害藻华概述14-22

1.1 有害藻华概述14-15

1.1.1 有害藻华定义、形成机制与危害14

1.1.2 有害藻华防治办法14-15

1.2 改性粘土治理有害藻华探讨发展15-20

1.2.1 粘土原土凝聚有害藻华生物探讨16-17

1.2.2 粘土矿物的改性探讨17-20

1.2.3 改性粘土治理有害藻华的生态效应探讨20

1.3 使用改性粘土现场应急治理有害藻华的探讨发展20-22

2 传统絮凝论述22-26

2.1 絮凝论述的经典模型22-23

2.2 絮凝微观意义力探讨—双电层论述和 DLVO 论述23-25

2.3 絮凝论述在有害藻华防治中的运用25-26

3 絮凝形态学26-33

3.1 絮凝形态学的定义26-27

3.2 絮凝形态学探讨27-28

3.2.1 胶体颗粒的形态学探讨27-28

3.2.2 絮凝剂形态学探讨28

3.2.3 絮凝体的形态学探讨28

3.3 分形论述在絮凝形态学中的运用探讨28-33

3.3.1 分形论述定义28-29

3.3.2 分形维数的计算办法29-30

3.3.3 基于分形论述的絮体生长模型探讨30-33

4 絮凝形态学在有害藻华防治中的运用探讨33-37

4.1 微藻自然絮凝体的形态学探讨33-35

4.2 藻华防治中絮凝体的形态学探讨35-37

5 本论文探讨目标与探讨内容37-38

5.1 探讨目标37

5.2 探讨内容37-38

第二章 改性粘土及藻华生物形态学特点探讨38-52

1 前言38-39

2 材料与办法39-41

3 结果与讨论41-50

3.1 改性粘土颗粒形态特点探讨41-48

3.1.1 改性剂浓度对粘土絮凝体形态特点影响41-44

3.1.2 pH 对粘土絮凝体形态特点影响44-46

3.1.3 离子强度对粘土絮凝体形态特点影响46-48

3.2 藻华生物形态学特点极为对絮凝效率的影响探讨48-50

4 小结50-52

第三章 藻源有机质中糖类方式化合物对改性粘土絮凝效率的影响探讨52-75

1 前言52-53

2 材料与办法53-55

3 结果与讨论55-73

3.1 海藻酸钠在改性粘土上的吸附动力学55-59

3.2 海藻酸钠在改性粘土上的吸附热力学59-63

3.2.1 吸附等温线59-62

3.2.2 吸附热力学62-63

3.3 环境因子对海藻酸钠在改性粘土上的吸附特性的影响63-66

3.3.1 pH 的影响63-65

3.3.2 离子强度的影响65-66

3.4 海藻酸钠对改性粘土絮凝特点的影响66-73

3.4.1 不同浓度海藻酸钠溶液中改性粘土颗粒物的絮凝动力学6