1、净 水 技 术W A T E R P U R I F I C A T I O N T E C H N O L O G YV o l . 2 7 , N o . 2 2 0 0 8A p r i l 2 5 t h , 2 0 0 8 收 稿 日 期 2 0 0 7 - 0 6 - 2 6 基 金 项 目 建 设 部 科 学 技 术 项 目 计 划 - 城 市 水 资 源 承 载 力 的 技 术 分析 ( 0 6 - K 4 - 3 4 ) 作 者 简 介 刘 广 奇 ( 1 9 8 0 - ) , 男 , 工 程 师 , 研 究 方 向 为 水 环 境 规 划 与水 环 境 修 复 。 电 话
2、 : 0 1 0 - 5 8 3 2 3 4 1 2 , 手 机 : 1 3 6 1 1 0 0 6 6 5 2 ,E - m a i l : l g g k i r i n 1 6 3 . c o m 。日 趋 严 重 的 水 体 富 营 养 化 已 成 为 全 球 性 的 环 境问 题 。 淡 水 湖 泊 蓝 藻 水 华 发 生 的 频 率 与 严 重 程 度 都呈 现 迅 猛 的 增 长 趋 势 1 , 2 , 其 中 亚 太 地 区 有 5 4 % 的 湖泊 处 于 富 营 养 化 状 态 3 。我 国 饮 用 水 水 源 约 有 2 5 % 是 湖 泊 水 或 水 库 水 。2 0
3、世 纪 8 0 年 代 初 全 国 水 源 水 质 调 查 发 现 , 3 4 个 湖泊 中 有 1 / 2 以 上 的 湖 泊 面 积 属 于 富 营 养 化 状 态 4 。 进入 9 0 年 代 , 全 国 淡 水 水 体 富 营 养 状 态 日 益 严 重 。1 9 8 9 - 1 9 9 6 年 在 合 肥 市 、 郑 州 市 多 次 出 现 因 藻 类 大量 生 长 , 自 来 水 有 明 显 鱼 腥 味 而 被 迫 停 止 供 水 5 。1 9 9 0 年 以 来 太 湖 、 傀 儡 湖 几 乎 年 年 出 现 蓝 藻 暴 发 ,水 体 异 常 腥 臭 , 严 重 阻 碍 无 锡
4、市 、 昆 山 市 自 来 水 厂 的正 常 运 行 , 8 5 % 的 供 水 量 受 到 威 胁 6 , 7 。由 于 藻 类 及 其 副 产 物 给 传 统 净 水 工 艺 带 来 了 诸多 不 利 影 响 , 主 要 表 现 在 :( 1 ) 造 成 水 源 水 质 恶 化 。 饮 用 水 产 生 令 人 厌 恶 的臭 和 味 ; 因 藻 类 死 亡 沉 到 水 底 形 成 腐 殖 质 , 增 加 水 的色 度 , 同 时 释 放 藻 毒 素 ; 藻 类 及 其 可 溶 性 代 谢 产 物 是氯 化 消 毒 副 产 物 的 前 体 物 。( 2 ) 降 低 水 处 理 工 艺 的 处
5、理 效 能 。 由 藻 类 形 成的 浑 浊 度 , 其 组 成 大 多 数 为 有 机 质 , 电 势 电 位 约在 - 4 0 m V 以 上 , 具 有 较 高 的 稳 定 性 , 比 重 小 , 难 于 下沉 , 影 响 沉 淀 效 果 。藻 类 不 易 在 混 凝 沉 淀 中 去 除 , 未 去 除 的 藻 类 进入 滤 池 , 造 成 滤 池 堵 塞 , 会 使 滤 池 运 行 周 期 缩 短 , 反冲 水 量 增 加 。由 于 水 处 理 工 艺 效 能 的 降 低 , 穿 透 滤 池 进 入 管网 的 藻 类 可 成 为 微 生 物 繁 殖 的 基 质 , 促 进 细 菌 的
6、生长 , 造 成 管 网 水 质 恶 化 , 加 速 配 水 系 统 的 腐 蚀 和 结给 水 处 理 除 藻 技 术 最 新 进 展刘 广 奇1, 刘 杰2, 宋 兰 合1( 1 . 中 国 城 市 规 划 设 计 研 究 院 城 市 水 系 统 规 划 设 计 研 究 所 , 北 京 1 0 0 0 4 4 ; 2 . 承 德 石 油 高 等 专 科 学 校 建 筑 系 , 河 北 承 德 0 6 7 0 0 0 )摘 要 我 国 地 表 水 源 富 营 养 化 日 趋 严 重 , 进 而 导 致 严 重 的 藻 类 污 染 。 藻 类 及 其 副 产 物 的 污 染 不 仅 给 传 统
7、净 水 工 艺 带 来 了 诸多 不 利 影 响 , 增 加 了 水 处 理 难 度 , 而 且 使 得 供 水 安 全 难 以 保 证 。 文 章 对 饮 用 水 中 藻 类 去 除 技 术 进 行 了 具 体 的 论 述 , 并 系 统 分 析各 技 术 去 除 效 果 、 局 限 性 , 展 望 了 藻 类 去 除 技 术 发 展 前 景 。 指 出 目 前 控 制 饮 用 水 中 藻 类 污 染 必 须 将 水 源 污 染 的 综 合 治 理 、 开 发高 效 低 廉 的 新 工 艺 结 合 起 来 。关 键 词 饮 用 水 富 营 养 化 藻 类 去 除 技 术中 图 分 类 号 :
8、 X 5 2 文 献 标 识 码 : A 文 章 编 号 : 1 0 0 9 - 0 1 7 7 ( 2 0 0 8 ) 0 2 - 0 0 2 7 - 0 6T h e L a t e s t I m p r o v e m e n t o f T r e a t m e n t T e c h n i q u e s f o r A l g a e i n D r i n k i n g W a t e r T r e a t m e n tP r o c e s sL I U G u a n g - q i1, L I U j i e2, S O N G L a n g - h e1(
9、1 . I n s t i t u t e o f U r b a n W a t e r S y s t e m P l a n n i n g a n d D e s i g n . C h i n a A c a d e m y o f U r b a n P l a n n i n g a n d D e s i g n . B e i j i n g 1 0 0 0 4 4 , C h i n a ;2 . D e p a r t m e n t o f C o n s t r u c t i o n E n g i n e e r i n g , C h e n g d e P e
10、 t r o l e u m C o l l e g e , C h e n g d e 0 6 7 0 0 0 , C h i n a )A b s t r a c t T h e e u t r o p h i c a t i o n o f s u r f a c e w a t e r s o u r c e i s m o r e a n d m o r e s e r i o u s l y , a n d t h e r e f o r e i n d u c e s s e r i o u s a l g a e p o l l u t i o n . I nd r i n k
11、 i n g w a t e r s u p p l i e s w i t h c o n v e n t i o n a l p r o c e s s , t h e p o l l u t i o n o f a l g a e a n d i t s b y - p r o d u c t c a n c a u s e m a n y i n f l u e n c e s o f n e g a t i v es o t h a t i t i s d i f f i c u l t t o g e t r i d o f t h e m . T h e t r e a t m
12、e n t t e c h n i q u e s f o r a l g a e i n d r i n k i n g w a t e r w e r e i n t r o d u c e d i n t h i s a r t i c l e .M e a n w h i l e , r e m o v a l e f f i c i e n c y a n d l i m i t a t i o n o f d i f f e r e n t m e t h o d s w e r e a n a l y z e d s y s t e m a t i c a l l y a n d
13、 s o m e s c i e n t i f i c t e n d e n c i e s w e r ep r o s p e c t e d . I t w a s s u g g e s t e d t h a t c o m b i n a t i o n o f i n t e g r a t e d m a n a g e m e n t t o t h e s o u r c e w a t e r p o l l u t i o n , e x p l o i t a t i o n n e w t e c h n o l o g y o fh i g h e f f i
14、 c i e n c y w e r e t h e f e a s i b l e w a y s t o c o n t r o l t h e a l g a e p o l l u t i o n a t p r e s e n t .K e y w o r d s d r i n k i n g w a t e r e u t r o p h i c a t i o n a l g a e r e m o v a l t e c h n i q u e s净 水 技 术 2 0 0 8 , 2 7 ( 2 ) : 2 7 - 3 1 , 5 0 W a t e r P u r i f
15、 i c a t i o n T e c h n o l o g y2 7- -DOI:10.15890/ki.jsjs.2008.02.020V o l . 2 7 , N o . 2 , 2 0 0 8垢 , 使 管 网 服 务 年 限 缩 短 。 另 外 , 藻 类 的 有 机 质 易 氧化 , 会 消 耗 管 网 中 的 余 氯 。这 些 不 利 影 响 必 然 加 大 了 处 理 含 藻 水 的 难 度 8 。因 此 , 研 究 开 发 技 术 经 济 可 行 的 除 藻 技 术 , 是 一 个 重要 的 课 题 。1 藻 类 去 除 技 术藻 类 污 染 日 趋 严 重 , 除 藻
16、 技 术 因 此 受 到 越 来 越多 的 关 注 , 且 发 展 迅 速 。 主 要 的 除 藻 技 术 有 预 处 理 技术 、 常 规 工 艺 强 化 技 术 、 组 合 处 理 工 艺 、 微 生 物 防 治 、建 立 人 工 生 态 系 统 等 。1 . 1 预 处 理 技 术1 . 1 . 1 物 理 法物 理 法 主 要 是 通 过 机 械 筛 分 、 强 制 截 留 的 物 理手 段 将 杂 质 从 水 中 去 除 。 微 滤 机 是 一 种 比 较 典 型 的物 理 除 藻 方 法 , 它 采 用 滤 网 除 去 水 中 大 于 或 等 于 滤网 孔 径 的 浮 游 动 物
17、和 藻 类 。 一 般 采 用 网 眼 孔 径 为1 0 4 5 m ( 多 数 为 3 5 m ) 的 微 滤 机 , 除 藻 率 约 为5 0 % 7 0 % 。 上 海 自 来 水 公 司 的 一 项 试 验 显 示 : 该 法对 藻 类 的 去 除 效 果 优 于 混 凝 沉 淀 , 而 对 浑 浊 度 、 色度 、 有 机 物 去 除 率 远 不 及 混 凝 沉 淀 9 。1 . 1 . 2 化 学 法通 过 投 加 化 学 氧 化 剂 和 某 些 盐 类 去 除 藻 类 。 常用 的 化 学 氧 化 剂 有 氯 气 、 二 氧 化 氯 、 臭 氧 、 高 锰 酸 钾 、高 锰 酸
18、钾 复 合 药 剂 ( P P C ) 、 H2O2等 ; 常 用 的 盐 类 药 剂有 铜 盐 和 C a ( O H )2等 。氯 气 除 藻 在 水 处 理 工 艺 中 应 用 最 广 泛 , 预 氯 化可 杀 死 藻 类 , 使 其 易 于 在 后 续 处 理 工 艺 中 去 除 。 尽 管可 以 强 化 除 藻 的 效 率 , 但 在 氯 化 过 程 中 氯 易 与 水 中的 有 机 物 作 用 生 成 三 卤 甲 烷 等 多 种 有 害 副 产 物 ; 同时 增 加 藻 毒 素 的 溶 解 , 使 得 此 工 艺 的 应 用 受 到 限 制 。天 津 某 水 厂 利 用 现 有 的
19、 常 规 水 处 理 工 艺 , 在 预 沉 池出 口 投 加 氯 0 . 5 2 . 0 m g / L , 并 采 用 0 . 6 m g / L 以 下 的H C A 配 合 三 氯 化 铁 ( 投 量 控 制 在 2 3 m g / L 以 内 ) 进 行混 凝 处 理 , 可 以 有 效 地 处 理 夏 季 高 藻 水 1 0 。C l O2氧 化 电 位 为 1 . 7 3 V , 具 有 强 力 、 广 谱 、 高 效的 特 点 , 可 减 少 氯 化 消 毒 副 产 物 , 除 藻 效 果 较 好 。 裴海 燕 等 1 1 在 静 态 条 件 下 , 以 稳 定 性 C l O
20、2为 氧 化 剂 处理 高 藻 水 , 杀 藻 效 果 显 著 。 当 反 应 时 间 为 1 0 m i n , 每1 m g 叶 绿 素 a ( c h l a ) 投 加 2 0 . 2 8 m g C l O2即 可 达 到9 1 . 1 % 的 去 除 率 。马 军 等 1 2 认 为 K M n O4对 碱 性 水 的 除 藻 效 果 优于 中 性 或 酸 性 水 , 一 般 高 锰 酸 钾 投 加 量 为 1 3 m g / L 。张 杰 等 1 3 应 用 K M n O4处 理 河 北 大 浪 淀 水 库 水 时 , 滤后 水 除 藻 效 率 为 7 5 . 7 % 8 2
21、. 9 % , 投 加 量 为 0 . 6 m g / L时 , 对 藻 类 的 杀 灭 率 已 近 9 0 % , 但 出 水 的 色 度 会 升高 。 同 时 , 沉 淀 出 水 中 锰 的 含 量 会 升 高1 4 。 李 思 敏 等 1 5 认 为 K M n O4投 加 量 控 制 在 0 . 5 m g / L 较 适 宜 , 在 投 加液 氯 的 同 时 加 入 少 量 K M n O4可 使 杀 藻 能 力 提 高2 0 % 3 0 % 。石 颖 等 1 6 采 用 P P C 处 理 高 藻 水 , 与 K M n O4、 氯气 除 藻 作 用 相 比 , 相 同 投 加 量
22、 的 P P C 沉 淀 后 除 藻 率比 预 氯 化 高 1 4 % , 滤 后 除 藻 率 高 3 . 9 % , 还 可 以 显 著降 低 U V2 5 4的 值 , 对 饮 用 水 水 质 无 副 作 用 。 郑 州 市 自来 水 公 司 B 水 厂 出 水 中 的 鱼 腥 臭 味 是 由 藻 类 及 其代 谢 物 产 生 的 , 用 H2O2、 P A C 和 P P C 对 进 水 预 处 理的 结 果 表 明 : P P C 的 除 臭 效 果 最 好 1 7 。 许 国 仁 等 1 8 单独 加 P A C 滤 后 水 对 藻 类 去 除 率 为 5 4 . 7 % , 采 用
23、 P P C的 去 除 效 率 为 8 0 % 9 2 % 。 陈 卫 等 1 9 采 用 P P C 处 理 太湖 水 , 沉 后 藻 类 去 除 率 为 8 1 % 9 7 % 。 陈 忠 林 等 2 0 对含 颤 藻 水 样 及 由 其 引 起 嗅 味 的 预 氧 化 处 理 效 果 比较 , 认 为 P P C + C l2+ P A C 处 理 方 式 除 藻 效 果 最 好 。预 臭 氧 化 是 一 种 有 效 的 预 处 理 方 法 , 它 和 常 规处 理 配 合 使 用 是 处 理 富 营 养 化 水 源 藻 类 问 题 的 有 效途 径 之 一 。 欧 美 等 一 些 发
24、达 国 家 采 用 臭 氧 预 氧 化 除藻 效 果 好 , 但 设 备 投 资 大 , 管 理 要 求 严 , 运 行 费 用 高 。预 臭 氧 化 作 用 是 溶 裂 藻 细 胞 、 杀 藻 , 使 死 亡 的 藻 类 易于 被 后 续 工 艺 去 除 。 J a m e s 等 2 1 对 小 球 藻 的 研 究 结 果表 明 , 投 加 3 m g O3/ L 藻 细 胞 开 始 溶 裂 , 投 加 8 m g O3/ L才 明 显 溶 裂 藻 细 胞 。 南 非 W i g g i n s 水 厂 以 处 理 原 水为 3 8 . 9 1 04个 / L 高 藻 水 , 投 加 3
25、. 2 、 5 . 0 、 7 . 6 m g O3/ L预 氧 化 时 的 除 藻 率 分 别 为 3 9 % 、 5 8 % 、 9 0 % 。 可 见 增大 臭 氧 的 投 加 量 可 改 善 除 藻 效 果 2 2 。 深 圳 某 水 厂 的研 究 结 果 表 明 , 在 原 水 含 藻 量 1 6 0 1 04个 / L 时 , 投 加1 . 5 m g O3/ L 预 氧 化 可 使 除 藻 率 达 到 4 2 % , 并 且 臭 氧与 过 氧 化 氢 联 用 可 使 浑 浊 度 和 藻 类 的 去 除 效 果 同 步提 高 2 3 。 J e a n i n e 2 4 分 析
26、臭 氧 处 理 藻 类 时 消 毒 副 产 物的 变 化 情 况 , 预 臭 氧 可 使 藻 类 悬 浊 液 D O C 浓 度 增 加3 倍 , T H M F P 增 加 1 0 % 3 0 % 。过 氧 化 氢 的 标 准 氧 化 还 原 电 位 高 于 K M n O4, 能直 接 氧 化 水 中 有 机 污 染 物 和 构 成 微 生 物 的 有 机 物质 。 同 时 其 本 身 只 含 氢 和 氧 两 种 元 素 , 分 解 后 成 为 水和 氧 气 , 不 会 产 生 有 毒 有 害 的 副 产 物 。 王 桂 荣 等 2 5 发现 H2O2对 水 中 藻 类 有 明 显 的 去
27、 除 作 用 , H2O2最 佳 投加 量 应 为 4 m g / L 左 右 。盐 类 除 藻 应 用 最 多 为 硫 酸 铜 或 含 铜 的 有 机 螯 合物 , 铜 盐 可 与 微 生 物 蛋 白 质 的 半 胱 氨 酸 的 S H 基 反应 使 其 酶 钝 化 , 并 可 破 坏 某 些 藻 类 的 细 胞 壁 、 细 胞 膜刘 广 奇 , 刘 杰 , 宋 兰 合 . 给 水 处 理 除 藻 技 术 最 新 进 展2 8- -净 水 技 术W A T E R P U R I F I C A T I O N T E C H N O L O G YV o l . 2 7 , N o . 2
28、 2 0 0 8A p r i l 2 5 t h , 2 0 0 8及 内 含 物 使 其 灭 活 甚 至 解 体 , 从 而 杀 死 活 体 藻 细 胞 。此 法 应 用 灵 活 , 成 本 较 低 , 但 水 中 增 加 了 新 的 对 健 康不 利 的 化 学 物 质 。 美 国 、 澳 大 利 亚 等 国 常 采 用 此 法 控制 藻 类 在 湖 泊 、 水 库 中 的 生 长 2 6 。 控 制 藻 类 生 长 的 硫酸 铜 浓 度 一 般 需 大 于 0 . 1 m g / L , 这 会 导 致 水 中 铜 盐浓 度 上 升 , 危 害 人 体 健 康 。 同 时 藻 细 胞
29、被 破 坏 , 藻 细胞 内 大 部 分 藻 毒 素 被 释 放 出 来 。 所 以 , 硫 酸 铜 处 理 后的 水 不 能 立 即 作 为 饮 用 水 。 该 药 剂 效 果 短 暂 , 本 身 为一 种 污 染 物 , 不 宜 多 次 使 用 。 三 门 峡 市 第 三 水 厂 使 用C u S O4杀 藻 ( 浓 度 约 4 k g / k m3) 效 果 显 著 , 藻 密 度 平均 下 降 了 4 8 . 6 % , 但 蓝 藻 仅 下 降 了 2 8 . 2 % , 不 及 其 他藻 类 对 C u S O4敏 感 2 7 。 尹 澄 清 等 2 8 - 2 9 研 究 发 现
30、, 用 铁盐 、 铝 盐 作 为 增 效 剂 , 可 提 高 铜 盐 的 除 藻 效 率 , 有 效控 制 微 囊 藻 水 华 的 生 长 。另 一 种 常 用 药 剂 是 C a ( O H )2, 它 不 破 坏 藻 细 胞 的完 整 性 , 不 会 导 致 细 胞 内 藻 毒 素 的 释 放 。 其 作 用 机 理是 将 磷 酸 盐 从 水 中 沉 淀 去 除 , 同 时 去 除 藻 类 。 但 投 量较 大 时 ( 2 5 0 m g / L ) 才 有 明 显 去 除 效 果 。 另 外 马 军 3 0 等 采 用 高 铁 酸 钾 作 助 凝 剂 , 能 显 著 提 高 硫 酸 铝
31、除 藻效 率 , 高 铁 酸 钾 投 加 量 为 1 m g / L 时 , 沉 后 水 藻 去 除率 可 达 8 0 % 。1 . 1 . 3 生 物 法近 年 来 , 国 内 外 对 生 物 预 处 理 进 行 了 广 泛 深 入的 研 究 。 从 国 内 外 文 献 报 道 与 试 验 来 看 , 生 物 预 处 理对 蓝 藻 、 硅 藻 、 裸 藻 的 去 除 率 较 高 , 但 对 绿 藻 的 去 除率 较 低 。 1 9 9 7 年 吴 为 中 等 3 1 应 用 生 物 陶 粒 滤 池 处 理高 藻 水 , 结 果 表 明 藻 类 的 平 均 去 除 率 为 6 0 . 7 %
32、8 4 . 3 % 。 绍 兴 西 郭 水 厂 以 严 重 富 营 养 化 的 青 甸 湖 为水 源 , 高 藻 期 藻 类 含 量 达 1 06 1 07个 / L , 有 机 物 含 量高 , 并 散 发 出 土 腥 味 3 2 。 采 用 陶 粒 生 物 膜 预 处 理 效 果较 好 , 藻 类 平 均 去 除 率 为 5 0 % 8 0 % 。 但 绿 藻 去 除 率较 低 ( 5 0 % ) 。1 . 2 常 规 工 艺 强 化在 现 有 的 常 规 水 处 理 工 艺 基 础 上 , 采 取 各 种 措施 对 混 凝 、 沉 淀 、 过 滤 等 水 处 理 单 元 工 艺 进 行
33、强 化 。藻 类 浊 度 稳 定 性 高 ( 在 电 位 = 0 时 才 能 脱 稳 ) ,比 重 小 , 难 于 沉 淀 , 并 可 分 泌 可 溶 性 胞 外 有 机 物( E O M ) , 它 是 由 含 氮 物 质 和 戊 糖 胶 类 物 质 组 成 。E O M 可 与 铁 盐 、 铝 盐 形 成 配 合 、 络 合 物 胶 体 而 不 利于 脱 稳 , 使 混 凝 效 果 不 佳 。 若 采 用 强 化 混 凝 可 大 大 提高 除 藻 效 率 ( 可 达 9 1 % 以 上 ) 。深 圳 某 水 库 水 浊 度 常 年 处 于 5 1 5 N T U , 藻 类 含量 在 1
34、06 1 07个 / L ( 最 高 可 达 1 09个 / L ) 。 原 网 格 絮 凝池 絮 凝 效 果 一 直 不 佳 。 根 据 运 行 经 验 3 3 , 浊 度 主 要 由藻 类 引 起 , 混 凝 剂 对 其 脱 稳 效 果 较 差 3 4 。 絮 凝 体 中 有机 成 分 较 多 , 密 度 小 、 强 度 弱 3 5 , 强 化 絮 凝 的 措 施 是在 絮 凝 池 流 道 中 设 置 多 层 格 网 使 能 量 均 衡 输 入 , 有效 消 除 大 尺 度 涡 漩 , 增 加 微 小 尺 度 涡 漩 3 6 , 改 造 后 可去 除 3 0 % 以 上 的 C O DM
35、n和 7 0 % 以 上 的 藻 类 3 7 。藻 类 的 密 度 较 小 , 电 位 较 高 , 约 在 - 4 0 m V 以 上 ,具 有 较 高 的 稳 定 性 。 采 用 气 浮 可 以 取 得 较 好 的 除 藻效 果 。 武 汉 东 湖 水 厂 1 9 7 5 年 改 建 的 气 浮 池 , 除 藻 效率 在 6 0 % 7 0 % , 1 9 8 0 年 该 厂 又 建 造 一 个 4 1 04m3/ d的 气 浮 池 , 除 藻 效 率 达 到 9 0 % 。 美 国 W a c h u s e t t 水 库的 试 验 表 明 , p H = 6 . 5 , 铝 盐 投 加
36、 量 为 1 0 m g / L 时 , 气浮 池 的 除 藻 效 率 达 9 0 % 以 上 3 8 。 我 国 昆 明 、 苏 州 、 无锡 等 城 市 均 采 用 气 浮 除 藻 。 气 浮 法 的 主 要 问 题 是 藻渣 难 以 处 理 , 气 浮 池 附 近 臭 味 重 , 操 作 环 境 差 。 为 达到 较 好 的 除 藻 效 果 , 气 浮 前 需 要 进 行 预 加 氯 , 这 就 降低 了 饮 用 水 的 安 全 性 。在 北 方 地 区 浮 沉 池 应 用 较 多 , 当 夏 季 原 水 高 藻时 , 浮 沉 池 按 气 浮 方 式 运 行 , 可 保 持 较 高 的
37、藻 类 去 除率 。此 外 , 通 过 改 变 过 滤 的 方 式 、 滤 料 的 组 成 、 滤 料的 表 面 性 质 来 提 高 滤 池 的 除 藻 效 率 。直 接 过 滤 适 用 于 原 水 中 藻 类 和 悬 浮 物 数 量 较 少的 情 况 。 中 南 设 计 院 进 行 了 直 接 过 滤 除 藻 的 试 验 研究 , 结 果 表 明 : 在 预 加 氯 、 不 加 矾 、 滤 速 为 9 . 4 m / h时 , 直 接 过 滤 除 藻 效 率 只 有 3 1 . 5 % 。 而 德 国 W a h n -b a c k 厂 采 用 独 特 的 三 层 滤 料 设 计 , 直
38、接 过 滤 除 藻 效率 达 9 9 . 9 % 3 8 。 可 见 , 直 接 过 滤 条 件 不 同 , 除 藻 效 率大 不 一 样 。 武 汉 工 业 大 学 进 行 辐 射 流 滤 池 直 接 过 滤处 理 , 源 水 中 藻 含 量 超 过 4 1 08个 / L , 经 加 矾 、 加 聚丙 烯 酰 胺 后 , 进 入 旋 流 反 应 池 , 再 经 辐 射 流 均 粒 滤 料滤 池 减 速 过 滤 , 去 除 率 可 达 7 0 . 5 % 8 9 % 3 9 。 由 于 高 藻水 的 浊 度 具 有 堵 塞 和 穿 透 滤 池 的 特 点 , 滤 前 需 要 投加 灭 藻 剂
39、 以 提 高 过 滤 效 率 。 因 此 直 接 过 滤 没 有 常 规流 程 中 的 沉 淀 所 提 供 的 缓 冲 作 用 , 容 易 出 现 水 质 事故 , 应 用 时 须 小 心 。微 絮 凝 过 滤 是 一 种 可 充 分 发 挥 滤 池 中 滤 料 截 污能 力 的 净 水 工 艺 , 能 有 效 提 高 出 水 水 质 , 特 别 是 对 常规 工 艺 难 以 去 除 的 藻 类 具 有 良 好 的 去 除 效 果 。 昆 明第 五 水 厂 采 用 此 工 艺 ( 陶 粒 及 石 英 砂 双 层 滤 料 , 滤 速6 1 0 m / h ) , 除 藻 率 平 均 达 到 9
40、6 . 4 % , 远 高 于 直 接 过滤 工 艺 4 0 。藻 类 对 普 通 滤 池 工 况 的 影 响 很 大 , 大 部 分 藻 类在 滤 料 表 层 1 0 c m 以 内 被 集 中 去 除 , 导 致 滤 层 水 头损 失 急 剧 增 加 , 过 滤 周 期 显 著 降 低 。 烟 台 某 水 厂 原 为2 9- -V o l . 2 7 , N o . 2 , 2 0 0 8单 层 石 英 砂 滤 池 , 后 增 加 一 层 无 烟 煤 , 增 大 了 表 层 滤料 间 的 孔 隙 , 采 用 煤 - 砂 双 层 滤 池 后 , 处 理 高 浓 度 含藻 水 效 果 好 4
41、1 。 这 一 方 法 在 日 本 等 国 家 已 有 成 功 的先 例 。 张 大 鹏 等 4 2 采 用 均 质 粗 砂 滤 料 滤 池 配 以 气 水反 冲 洗 技 术 , 对 源 水 中 藻 类 负 荷 变 化 有 较 好 的 抗 冲击 能 力 。 藻 类 浓 度 1 0 1 04个 / m L 的 情 况 下 , 1 2 m / h的 滤 速 仍 可 获 得 高 于 1 2 h 的 过 滤 周 期 。1 . 3 联 合 处 理 技 术目 前 应 用 较 多 的 是 臭 氧 和 气 浮 联 用 技 术 。 巴 黎的 J o i n v i l l e 水 厂 对 含 有 2 1 07个
42、 / L 绿 藻 的 原 水 进 行中 试 试 验 , 采 用 气 浮 - 预 滤 - 慢 滤 - 臭 氧 - G A C 过 滤 -消 毒 工 艺 , 获 得 极 佳 的 除 藻 效 果 ( 9 5 % 9 9 % ) 4 3 。 而 且运 行 方 式 灵 活 : 采 用 预 臭 氧 + 气 浮 可 获 9 0 % 去 除 率 ,其 后 如 经 过 接 触 过 滤 及 慢 滤 池 处 理 , 可 获 得 藻 类1 0 0 % 去 除 率 。 法 国 奥 顿 水 厂 、 里 昂 市 P a p e 备 用 水 厂运 行 资 料 表 明 4 4 : 臭 氧 和 气 浮 联 用 可 去 除 8 0
43、 % 的 鞭毛 裸 藻 类 或 4 0 % 的 丝 状 硅 藻 , 使 水 中 叶 绿 素 浓 度 降低 4 0 % 8 0 % 。1 . 4 生 物 调 控 法生 物 调 控 方 法 是 利 用 生 态 系 统 食 物 链 摄 取 原 理和 生 物 的 相 生 相 克 关 系 来 控 制 或 抑 制 藻 类 水 华 。藻 类 病 毒 可 溶 解 特 异 性 藻 类 。 广 泛 存 在 于 各 种水 环 境 中 的 “ 噬 藻 体 ” 和 病 毒 类 粒 子 ( V i r u s - l i k e p a r -t i c l e s , V L P s ) , 是 通 过 特 异 性 溶
44、 解 宿 主 来 维 持 种 群 关系 平 衡 的 关 键 因 子 , 在 生 物 群 落 演 替 中 具 有 重 要 的作 用 。 自 然 界 同 时 还 存 在 真 菌 溶 藻 、 细 菌 溶 藻 、 细 菌协 助 病 毒 溶 藻 等 现 象 。 细 菌 协 助 病 毒 溶 藻 提 供 了 一条 治 理 水 华 , 杀 死 产 毒 蓝 藻 的 新 办 法 。 使 用 以 蓝 藻 为特 异 寄 主 的 微 生 物 时 , 应 考 虑 生 态 系 统 的 安 全 性 , 防止 “ 二 次 污 染 ” 。许 多 蓝 藻 是 原 生 动 物 的 良 好 食 物 源 4 5 , 蓝 藻 的许 多 属
45、 可 被 纤 毛 虫 类 的 N a s s u l a , 鞭 毛 虫 类 的O c h r o m o n a s 和 变 形 虫 类 的 A c a n t h a m o e b a , M a y o r e l l a和 N u c l e a r i a 捕 食 。 这 些 原 生 生 物 的 存 在 可 大 大 降 低水 中 藻 的 密 度 。某 些 鱼 类 ( 如 鲢 鱼 、 罗 非 鱼 ) 对 藻 类 的 耐 受 性 较强 , 并 可 吞 食 、 消 化 水 华 藻 类 , 这 也 是 生 物 控 藻 的 基础 4 6 。 中 科 院 水 生 所 通 过 在 东 湖 放 养
46、 鲢 、 鳙 鱼 , 使 其1 4 年 未 再 爆 发 水 华 4 7 。1 . 5 人 工 生 态 系 统营 建 人 工 生 态 系 统 , 可 强 化 水 体 自 净 能 力 4 8 。 大型 水 生 植 物 和 藻 类 生 长 在 同 一 生 态 空 间 , 大 型 水 生植 物 在 营 养 盐 竞 争 方 面 明 显 优 于 藻 类 , 又 以 遮 阴 作用 抑 制 藻 类 的 生 长 繁 殖 。 同 时 其 分 泌 物 可 对 藻 类 产生 克 制 效 应 , 宽 叶 香 蒲 、 风 眼 莲 、 水 葫 芦 、 水 花 生 、 水浮 莲 、 满 江 红 等 分 泌 物 对 藻 类 有
47、 一 定 的 克 制 效 应 4 9 。王 国 祥 5 0 根 据 不 同 生 态 类 型 水 生 高 等 植 物 的 净化 能 力 及 其 微 生 境 特 点 , 设 计 建 造 人 工 符 合 生 态 系统 ( A C E ) , 在 太 湖 五 里 湖 一 湖 湾 内 进 行 动 态 模 拟 试验 : 富 营 养 化 湖 水 经 该 系 统 净 化 后 , 藻 类 生 物 量 ( 以c h a 计 ) 下 降 5 8 % , 氨 氮 下 降 6 6 . 7 % , 总 氮 下 降 6 0 . 0 % ,水 质 得 到 明 显 改 善 。 武 汉 东 湖 通 过 近 年 来 人 为 恢 复
48、和 发 展 水 生 植 物 , 适 当 放 养 鱼 类 , 藻 类 优 势 种 也 发 生了 改 变 。 水 体 质 量 逐 渐 变 好 , 水 体 生 态 系 统 步 入 良 性循 环 的 轨 道 5 1 。1 . 6 其 他 方 法作 为 饮 用 水 源 的 湖 泊 、 水 库 , 要 求 处 理 措 施 不 仅经 济 有 效 、 易 于 操 作 , 而 且 没 有 副 作 用 。 有 报 道 称 大麦 秸 秆 能 够 有 效 地 控 制 蓝 绿 藻 后 , 各 国 学 者 对 其 效果 、 机 理 进 行 了 广 泛 的 研 究 。 大 麦 秸 秆 在 水 中 腐 烂 时能 够 释 放
49、一 种 活 性 物 质 , 这 种 物 质 对 蓝 绿 藻 类 具 有很 强 的 抑 制 作 用 5 2 , 在 水 华 发 生 前 2 3 个 月 , 向 水 体中 投 加 大 麦 秸 秆 2 . 5 g / m3就 能 有 效 地 抑 制 藻 类 的 发生 , 而 且 这 种 抑 制 作 用 可 持 续 6 个 月 , 每 年 投 加 2 次大 麦 秸 秆 就 可 以 有 效 地 控 制 蓝 绿 藻 水 华 的 发 生 。 这项 技 术 成 本 低 , 应 用 范 围 广 , 没 有 副 作 用 。2 结 语藻 类 控 制 与 去 除 技 术 , 今 后 应 从 以 下 几 个 方 面进 行 深 入 研 究 :( 1 ) 我 国 目 前 现 有 的 除 藻 处 理 方 法 中 , 以 预 氯化 - 气 浮 工 艺 为 主 。 针 对 预 氯 化 存 在 饮 用 水 安 全 问题 , 现 阶 段 适 于 采 用 的 工 艺 流 程 为 二 氧
