从富营养化水体中制备饮用水，最主要的目标是去除水体中的藻类细胞和由藻细胞分泌的有毒性有机物，即藻毒素。目前主要工艺有物理、化学和生物法三种，其中化学法又可以分为除藻剂除藻、混凝沉淀除藻、氧化剂除藻三种，其中，以混凝沉淀法应用最为广泛，它可以使悬浮小颗粒胶体脱稳凝聚成大颗粒，以便能自然沉降，达到固液分离的目的。藻细胞个体虽然稍大，但其比重小，生物活性强，细胞表面带有一定量的负电荷，这些决定了含藻水比由无机颗粒组成的悬浊液更稳定。投加铝、铁盐混凝剂混凝除藻，可以达到较好的去除效果，除藻效率可达90%以上。另外，相对于其它方法，混凝法价格低廉，操作简单。因此，混凝沉淀工艺是目前城市给水厂必备的基本工艺之一。
由于含藻废水的处理难度很大，单独采用铝盐或铁盐都很难达到预期目标。通过复合或共聚的方法，在聚铝盐中引入适量的铁离子来增加无机高分子混凝剂的聚合程度，从而提高絮凝体的沉降性能，降低残留铝离子的含量，同时保留铝盐优越的吸附-桥联作用，以期达到对藻细胞高效地去除。我们选择聚合氯化铝铁进行除藻，并观察了实验结果。
含藻原水取自墨水湖的湖水,时间为4 ～5月。表1列出原水的一些常规指标。从藻类数量看,墨水湖水的藻类较丰富,平均为8.9 x 10 cells/L,优势藻类为小球藻,约占92% ,其次有栅列藻、月形藻、球藻、平裂藻、微囊藻和星状菜等。
| 指标 | 最小值 | 最大值 | 平均值 |
| PH | 6 | 7.4 | 6.7 |
| 浊度（NTU） | 3.5 | 10 | 6.8 |
| 藻细胞密度（cells/L） | 8.4×107 | 9.4×107 | 8.9×107 |
1.2主要试剂与仪器
聚合氯化铝铁(PAFC),购自河南巩义市净水剂材料厂,密度为1.22 g/cm3 ,铁铝有效质量分数13%，氯化亚铁含量≤0.2%,盐基度50%～ 85% ;过氧化氢,AR ;Lugol溶液;722型可见光栅分光光度计;Nikon光学显微镜。
1.3 实验方法
取0.5 L原水至玻璃烧杯中,用0.1 mol/L 的HCl或0.1mol/L的NaOH调水样的pH,依次投加一定量的预氧化剂(H2O2)和一.定量的聚合氯化铝铁(PAFC),用多功能调节器控制每种试剂加入后的转速和搅拌时间,经过“慢速搅拌(时间2 min)-快速搅拌(时间1 min)- 慢速搅拌(1)一静置沉淀(30 min)"的混凝过程,其中慢速搅拌强度80 r/min ,快速搅拌强度300 r/min。取上清液,用分光光度法测定其浊度,根据上述条件,重复3次实验,结果取平均值。
用显微镜血球计数法测定藻细胞密度:取1.0L水样加入Lugol溶液固定后,放人藻类沉降装置,直接静置沉降24 h后,用虹吸管抽掉上清液,余下沉淀物转人30mL定量瓶中。用上清液冲洗容器3次,冲洗液加到30 mL定量瓶中。吸取0.1 mL样品注入0.1 mL藻类计数框中,用显微镜进行计数，重复3次,取平均值。按式N= A/Vc×Vw/V×n
其中:N为每升水中藻的密度(cells/L);A为计数框面积(mm2 );Ac为计数面积( mm2);Vw为1.0 L水样经沉淀浓缩后的样品体积(mL);V为计数框体积(mL) ;n为计数所得藻细胞数,计算藻细胞密度。
实验设计
通过初步的实验发现,水样的pH、絮凝剂PAFC的投加量、预氧化剂H2O2的投加量及慢速搅拌时间t对混凝效果较为重要,故以PpAFE = 20 mg/L,Pm2O2 =6 mg/L,pH =7,搅拌时间为4 min为基本条件,设计单因素实验来确定此4个主要因素的最佳数值,然后再以此4个主要因素来设计正交实验。
通过实验，我们进行了以下探究：
1、聚合氯化铝铁投量对混凝效果的影响，结果如下图。
| ρPAPC（mg/L） | 剩余藻细胞密度 | 除藻率 | 剩余浊度 | 除浊度率 |
| 10 | 10.52 | 82.7 | 1.38 | 86.2 |
| 15 | 8.62 | 93.6 | 1.00 | 89.5 |
| 20 | 3.38 | 96.4 | 0.70 | 92.9 |
| 25 | 3.37 | 96.4 | 0.71 | 92.9 |
| 30 | 4.23 | 95.5 | 0.72 | 92.8 |
| 35 | 4.65 | 93.1 | 0.73 | 92.9 |
| 40 | 4.52 | 93.2 | 0.73 | 92.7 |
2、H2O2的投量对混凝效果的影响，结果如下。
| ρH2O2 | 剩余藻细胞密度 | 除藻率 | 剩余浊度 | 除浊度率 |
| 2 | 10.15 | 89.2 | 1.37 | 86.3 |
| 3 | 7.89 | 91.8 | 1.06 | 89.8 |
| 4 | 6.20 | 93.4 | 0.98 | 90.2 |
| 5 | 5.08 | 94.6 | 0.87 | 91.3 |
| 6 | 3.38 | 96.4 | 0.71 | 92.9 |
| 7 | 3.29 | 96.5 | 0.70 | 93.0 |
| 8 | 3.48 | 96.3 | 0.70 | 92.9 |
3、搅拌时间对混凝效果的影响，结果如下表。
| 搅拌时间 | 剩余藻细胞密度 | 除藻率 | 剩余浊度 | 除浊度率 |
| 2 | 10.6 | 98.9 | 1.13 | 88.7 |
| 3 | 6.81 | 93.5 | 0.83 | 91.7 |
| 4 | 3.52 | 96.4 | 0.72 | 92.9 |
| 5 | 4.14 | 93.6 | 0.83 | 91.3 |
| 6 | 6.40 | 93.2 | 0.97 | 90.3 |
4、PH对藻除浊度的影响，结果如下。
| PH | 剩余藻细胞密度 | 除藻率 | 剩余浊度 | 除浊度率 |
| 6 | 2.38 | 98.4 | 0.71 | 92.9 |
| 6.5 | 4.82 | 95.3 | 0.71 | 92.9 |
| 7 | 5.45 | 94.2 | 0.72 | 92.8 |
| 7.5 | 5.29 | 93.3 | 0.81 | 91.9 |
| 8 | 5.39 | 93.2 | 0.83 | 91.7 |
我们采用正交试验，得出以下几点结论。
(1)通过正交实验的研究表明,用聚合氯化铝铁(PAFC)和H202处理微污染的水体中藻类较适宜的条件是ρpAPC =20 mg/L,pu0,=6 mg/L,pH为7,搅拌时间为4 min。在此条件下，除藻率达96.6% ,除浊度率为93%。
(2)用聚合氯化铝铁处理微污染水体中藻类的过程中，聚合氯化铝铁的用量是影响藻类去除的重要因素。在正交实验条件下除藻的结果具有重现性。方差分析和显著性分析表明,正交实验确定的最佳絮凝条件是可靠的。
(3)聚合氯化铝铁和H202的复配能较好地去除微污染水体中藻类和降低水体的浊度,本研究实验为微污染水源的水处理提供了有益的借鉴。