水厂常规水处理工艺对藻类的去除及投加硫酸铜对藻类去除的初步研

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发布时间：2012-05-18 14:29:39  更新时间：2023-06-01 17:15:54

【摘 要】[目的]了解硫酸铜对水中藻类去除的效果。[方法]对同一源水进行预加Cl2处理及投加CuSO4后对藻类检测进行对比研究。[结果]水常规处理不了的源水经预加Cl2后藻类去除率为49.5%，经投加CuSO4后藻类去除率为90%。[结论]通过水厂常规工艺处理后及投加CuSO4除藻的对比。发现常规水处理工艺不能完全去除水源水藻类，影响水厂混凝、絮凝，出厂水中仍携带有不同种属的藻类。而投加CuSO4后，藻类数量减少明显，控制了藻类的繁殖，使供水生产步入正常化。
【关键词】常规水处理、藻类控制
 
自2006年 1月份以来，新乡一水厂调蓄池中出现藻类急剧繁殖的情况。源水中如果含有大量藻类，将会为水厂带来一系列的工艺和水质问题[1]：会严重妨碍水厂的混凝、絮凝过程，使得加入混凝剂后难以形成矾花，不易沉降，使滤前水浊度升高；阻塞滤池，缩短滤池反冲周期；藻类穿透滤池，在清水池中形成泡沫造成出厂水混浊度升高，加氯后出现强烈的刺激性异味，市民反应强烈。
黄河水被严重污染，致使水体中鱼类、甲壳动物如各种虾、蟹等的数量急剧下降，调蓄池中杂草不生，致使生态严重失衡，这也是引起藻类快速繁殖的一个不容忽视的原因，浮游植物通过光合作用固定太阳能，制造其它生物所需要的有机物质，这个过程是水生态系统运转的能源提供者，是生态系统整个浮游生物和其他水生物的食物，浮游生物不能脱离浮游植物而生存，在这之间经常进行着能量和物质的交换[2]。
1.材料与方法
1.1常规水处理技术
1.1.1饮用水常规处理工艺所使用的处理技术有混凝、沉淀、澄清、过滤、消毒等[3]。（如下图）混凝是向原水中投加混凝剂，使水中难于自然沉淀分离的悬浮物和胶体颗粒相互聚合，形成大颗粒絮体。沉淀使将混凝形成的大颗粒絮体通过重力沉降作用从水中分离。澄清则是把混凝与沉淀两个过程集中在同一处理构筑物中进行。过滤是利用颗粒状滤料截留经过沉淀后水中残留的颗粒物，进一步去除水中的杂质，降低水的混浊度。消毒是饮用水处理的最后一步，向水中加入消毒剂来灭活水中的病原微生物。以地表水为水源的自来水净化厂典型处理工艺流程为：（如下图）
                                                                             
1.1.2常规处理工艺的局限性
饮用水常规处理工艺对水中的悬浮物、胶体物和病原微生物有很好的去除效果，对水中的一些无机污染物，如某些重金属和少量的有机物也有一定的去除效果，但是水中有机物去除率较低，对于许多水源受到污染的水厂，常规处理工艺已经无法解决水源不断恶化而饮用水水质标准不断提高的矛盾[1]。近年来的研究表明如果自来水中含有一定量的可以被异养微生物作为基质利用的有机物，则此种自来水为生物不稳定的水，即使在水中保持一定浓度的剩余消毒剂，仍然存在着较高的微生物再繁殖的风险。氮和磷是藻类生长所需的两种关键元素，有机物的污染为藻类的生长繁殖提供了充足的营养，使受纳水体中的藻类大量繁殖，产生所谓富营养化污染，使净水水质工作发生困难。
1.2 源水预加Cl2处理工艺去藻实验[4]
在藻类的高发季节，源水的主要特征为：
A、藻类主要为硅藻[1]、绿藻占95%以上，最高达1000万个/升
B、氨氮含量增高，为1.0mg/L-3.5mg/L，是一般季节的3倍
C、高锰酸盐指数升高，6-15mg/L，是一般季节的2-3倍
D、pH值略升高，8.2-8.7
E、色度为30-50度，比一般季节高10-20度
为了去除藻类水厂进行源水预加Cl2，为防止三氯甲烷过量生成，控制加Cl2量为0.5-2.0mg/L，经实验预加氯对绿藻的去除效果较为明显
1.3投加硫酸铜除藻实验方法
在水源厂泵站处设投药设施和装置，将药液加至水泵的吸水口处，利用水泵的叶轮进行混合，在调蓄池中投加药剂[1]
如下图
        自流             一级泵站、硫酸铜             二级泵站
黄河水          沉沙池                    调蓄池                  水厂
 
2.结果
2.1源水预加Cl2方法除藻结果如下：

2.2投加硫酸铜除藻结果如下：
硫酸铜是普遍使用的控制藻类水体的药剂，水厂使用硫酸铜为0.3-1.5mg/L，为安全起见，最后决定硫酸铜的投加量为0.5mg/L，同时投加0.1mg/L的柠檬酸，以增强其除藻效果。为了了解硫酸铜的藻体除藻效果，藻类及铜离子检测工作同时开展，从3月27日开始加硫酸铜如下表：

3.讨论
3.1出厂水所检出的不同种藻类，这些藻类对于常规水处理工艺的氯消毒有很高的耐受性，常规投入量不能完全杀灭这些藻类。
3.2使用预氧法加大投氯量，对绿藻有一定的效果，对硅藻效果一般，对于本水厂来说，总去藻率约为30%-50%。
3.3经预加氯后的源水，藻类含量虽然减少一些，但碎藻尸仍悬浮于水中，即使增加混凝剂的量是平时的两倍以上，也不宜在混凝沉淀中去除。
3.4用CuSO4抑制硅藻的繁殖效果显著，能从根本上解决由硅藻带来的一系列水质问题。
3.5 CuSO4的投入量的大小应严格控制，严密观察CuSO4对水中生物的影响及铜离子的富集，应及时清淤。
3.6生产实验发现，CuSO4抑制绿藻效果较差，对硅藻有一定作用。
参考文献：
[1]秦钰慧,凌波,张晓健. 饮用水卫生与处理技术. 化学工业出版社. 2006.6. 44.
[2]张胜华,郭一飞,靳慧霞. 水处理微生物学. 化学工业出版社. 2005.3  49-50.
[3]杨化文,孙海铃,孙学刚. 水质检验工.中国城镇供水协会编. 1996.11. 16-17.
[4]严敏,谭章荣,李忆.  自来水厂技术管理. 化学工业出版社 2005.9. 41-43.