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梦岩——解答藻类问题

本主题由 zpfh2008 于 2008-4-23 18:08 移动
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触目惊心的中国水污染地图出笼触目惊心的中国水污染地图出笼
谁能破解22亿吨生活污水困局





  10月5日,中国水污染地图正式开通。据介绍,水污染地图设置了三类数据:水质信息、排污信息、污染源信息。

  中国水污染地图的推出,使人们更加直观地了解到中国严重的水污染现状,对环境污染和环境保护也更加重视。

  据了解,中国一年洗衣污水量就将近22亿吨,相当于34个十三陵水库,76个昆明湖。仅北京市2005年废水排放为10.10亿吨,其中生活污水就达到8.82亿吨,占总排污的近90%。城市生活废水和农业污水开始成为水污染物的主要来源。同时,生活污水对城市地下水和内陆湖泊的污染情况日益凸显。已经对我们的生活和健康构成严重威胁,必须引起每个人的足够重视。

  据专家介绍,水体的富营养化,会造成藻类和其他浮游生物爆发性繁殖,引起鱼类和其它生物大量死亡。富营养化污染的根源在于含磷和氮废水的大量排放,生活污水一般氮和磷浓度都很高,因而成为了水富营养获得主要原因。

  生活污水一旦污染饮用水,饮入体内将会对人体健康造成很大威胁,甚至会致癌。未漂洗干净的衣物上残留的苯,不仅会刺激皮肤引起瘙痒,而且会通过皮肤渗入人体内,日积月累,可能诱发疾病。荧光增白剂亦是致癌物质,可使人体细胞发生畸变,也可以引发皮炎和皮肤瘙痒。可见,含磷生活污水排放等造成的环境污染后果相当严重,寻求22亿吨生活污水的解决之道迫在眉睫。

  然而,要想减轻水污染对人类健康造成的威胁,除了依靠国家之外,提高全民环境保护意识也是非常重要的。尤其是对于生活污水的治理,更要靠每位公民尽量减少含化学物质的污水排放。

  由于城市中的生活污水集中处理率较低,小城镇和农村的生活污水排放更为分散,集中处理更是无从谈起,一时之间,每年22亿吨的生活污水似乎找不到好的解决办法。一些致力于维护人类健康,以科技创新为原则的企业几年前就开始研究解决方法。在刚刚闭幕的第100届中国出口商品交易会上,一款海尔的无洗衣粉洗衣机引起了温总理的注意,他说:“这个产品我知道。不用洗衣粉,对环境又好,这是非常重要的!”这款洗衣机为我们提出了一条新的洗衣污水解决方案——不用洗衣粉。正所谓“釜底抽薪”,从“根源”上解决了生活污水污染的问题。从理论上讲这是最科学有效的方法。

  对环境的保护不仅仅是国家的责任也是企业自身的责任。只有政府与企业、人民共同用持续发展的目光看待水污染问题,才能使这一问题得到根本解决,这也是国家发展、企业立足、人们生活水平提高的基础。

  虽然现在像不用洗衣粉洗衣机这样的环保类产品的市场普及还需要有相当长的一段路要走,但它为每年22吨的生活污水找到了一条行之有效的解决之道,更是为人们的饮水健康找到了方向!业内人士指出,企业致力于环保事业是从根本上解决环保问题的重要一环,需要各企事业部门的支持和参与。

来源:人民网环保频道

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这个主题很有意义,感谢版主和梦岩提供这样一个平台。

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藻类控制对策研究藻类控制对策研究


  一、综述     自1993年以来,每年冬季12月到次年3月份,我市花园口水源厂调蓄池中会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:会严重妨碍水厂的混凝、絮凝过程,使得加入混剂后难于形成密实的矾花,不易沉降,使滤前水浊度升高;堵塞滤池,缩短滤池反冲周期;藻尸穿透滤池,在清水池中形成泡沫,造成出厂水浊度升高;加氯后出现强烈的刺激性异味,市民反映十分强烈。
  现已查明,调蓄池进水口一级泵站处藻类含量一般低于100万个/升,出水口二级泵站处最高可达4400万个/升,且主要是硅藻。藻类在冬季在调蓄池内季节性快速生长繁殖的主要原因,一方面,冬季黄河的流量较小,污染相对较重,一般为V类水,超V类水也频繁出现。主要为氨氮和有机物污染,某些限制性生长元素如镁的含量也较其他季节为高,这就为藻类的生长繁殖提供了充足的营养。在藻类高发季节,原水的主要特征为:
  1、藻类主要为硅藻,占96%,最高达4400万个/升。
  2、氨氮含量增高,1.0m—3.5mg/L,是一般季节的3倍。
  3、高锰酸盐指数升高,6—15mg/l,是一般季节的2—3倍。
  4、PH值略有升高,8.2—8.7。
  5、化学需氧量20—64mg/L,是一般季节的5——10倍。
  6、镁的含量40—100mg/L
  7、浊度5.5—32NTU
  冬季,黄河水含沙量最小,调蓄池中水的浊度不足10NTU,阳光透射性较好,有利于藻类光合作用的进行,这是导致藻类急剧生长繁殖的另一个重要原因。光是浮游植物生存的必要条件,光照的时间、光的强度能影响浮游植物的代谢率,从而影响它的生长率和繁殖率。特别是当调蓄池冰封以后,能产生一定的温室效应,更有利于藻类的生长和繁殖。
  黄河水被严重污染,致使水体中鱼类、甲壳动物如各种蟹虾等的数量急剧下降;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可忽视的原因。浮游植物通过光合作用固定太阳能,制造其他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,是生态系统整个生产过程的最初和基础环节,他们位于水体食物链的第一环节,是浮游动物和其他水生物的食物。浮游动物不能脱离浮游植物而生存,在这者之间经常进行着能量和物质的交换。许多经济鱼类,特别是我国特有的鲢、鳙都以浮游生物为食。不少经济甲壳运行如各种虾、蟹在幼虫期以硅藻、裸藻为食。一旦这个食物链断了,生态平衡就会被破坏。
  为了解决高含藻水给净水处理带来的困难,国内通常采用气浮沉淀池、原水预氯化、生物预处理、臭氧氧化——活性碳过滤等工艺。考虑到在制水厂内采取措施的局限性,避免预氯化所产生的鱼腥味,我们根据公司自身的特点,重点研究了如何在水源地抑制藻类生长繁殖的二种方法:化学法、物理法,来解决藻类所带来的一系列的工艺和水质问题,取得了成效。
  二、 除藻方法研究
  郑州市自来水总公司东部供水系统是由花园口水源厂和白庙水厂组成。以黄河水为水源。黄河水经花园口水源厂进水闸自流进入沉砂池(350亩),自然沉淀后由一级泵站抽到调蓄池(1100亩,储水350万立方米,水深5米),二次自然沉淀后再由二级泵站将原水通过12公里管道送至白庙水厂处理。
  (一) 化学方法除藻
  硫酸铜具有特殊的抑制藻类生长的作用,考虑到饮水的安全性和对生态的影响,我们将试验分作两步,第一步先进行室外模拟实验,第二步进行生产试验。重点考察了硫酸铜抑制硅藻生长的情况、铜离子含量的变化以及对水中鱼类的影响。
  一、模拟试验
  1、试验目的
  (1)观察硫酸铜抑制水中藻类(主要是硅藻)繁殖的效果,找出抑制藻类生长的有效剂量。
  (2)观察硫酸铜对水中生物的影响。
  (3)观察投加硫酸铜后水中Cu2+含量的变化。
  2、试验方法 
  室外设四个同形状同体积的容器,设加氧装置,分放同样水质同样体积的原水和多种鱼苗,其中一个容器中不投加硫酸铜,其余三个容器中加入不同剂量的硫酸铜,通氧,放置数天,测定藻类含量、铜离子含量、观察鱼类活动情况。
  3、结果
  从实验的结果看硫酸铜确有抑制藻类生长的作用,对于硅藻来说0.3mg/L硫酸铜的投加量已能抑制其生长和繁殖,对于鱼类的活动已没有表现出明显的不良影响,可以进行生产实验。结果见下表。
表一:用硫酸铜抑制水中藻类繁殖的模拟实验结果项目容器号备注1234 硫酸铜投加量(mg/L)0.00.30.51.0加氧 放置三天
加硫酸铜前藻类数(个/L)1421010142101014210101421010加硫酸铜后藻类数(个/L)4641966+94734群299991142101142101藻类去除率(%) 799090硫酸铜投加量(mg/L)0.00.30.51.0加氧
放入鱼类
放置两天加硫酸铜前藻类数(个/L)1105230110523011052301105230加硫酸铜后藻类数(个/L)3094644252624284202299991藻类去除率(%) 77 7473铜离子残留量(%)<0.05<0.050.070.12鱼类活动情况良好良好良好良好  三、 生产试验
  1、试验方法
  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。在调蓄池中藻类有明显增加趋势时投加药剂。工艺流程如下:
  
  2、试验结果
  生产试验结果见表二及下图
</P>  3、结果与讨论
  98年12月30日开始进行第一次生产试验,此时调蓄池中藻含量已由24日的62万个/L上升到310万个/L,在一泵站处按0.3mg/L的量投加,四天以后,硅藻含量开始下降,至九九年一月十日降至48万个/升,此段时间一泵站处硅藻含量变化不大,为40万个/升左右。生产实验从98年月12月30日开始至99年2月20日止,当藻类含量有明显上升趋势时投加硫酸铜,藻含量降将至正常水平后停止投加。
  (1)用硫酸铜抑制硅藻繁殖效果显著,能从根本上解决由硅藻带来的一系列水质问题,尤其是水腥味的问题,能够降低制水生产成本,提高水质,社会效益明显,是今后解决水腥味的一个重要途径。
  (2)硫酸铜的投加量的大小应严格控制,在生产实验中发现,投加量为0.3mg/L时不影响水中鱼类的活动,若投加量提高到0.5mg/L以上,调蓄池中许多小鱼成群游向二泵站,被水泵抽送至白庙水厂,当投加量降至0.3mg/L后,此现象消失。
  (3)生产实验发现,硫酸铜抑制绿藻繁殖的效果较差,0.3mg/L的投加量不能抑制绿藻的繁殖,甚至投加量提高到0.5mg/L,对绿藻繁殖的抑制作用也不明显,抑制绿藻的繁殖应采取生物防治和物理防治方法。
  (4)投加硫酸铜后,在试验的浓度范围内,水中铜离子含量稍有增大,且均低于0.2mg/L。
  (5)生产实验中发现,水中镁离子的含量对绿藻的生长有重要的影响。九九年二月水源厂调蓄池中第一次出现绿藻大量繁殖,经调查分析,当时源水指标除了镁含量与往年同期有较大差异外,其他指标与往年相比没有明显的变化。当时镁的含量约为70mg/L,以往同期则为40mg/L。因此初步断定镁的含量对绿藻的生长有重要的影响。
  (6)由于调蓄池中有一条挖泥船在清挖底泥,因此不会产生铜的积累性污染。
  (二) 改变调蓄池的运行方式,防止藻类大量繁殖
  对于藻类的生长,如果只满足营养、温度、阳光等条件而不提供其繁殖的时间,经常变化其生存环境,一样能达到抑制其繁殖地目的。
  1、调蓄池运行水位的改变与藻类含量的关系
  通过对水源厂、白庙水厂96年——99年四年的生产报表进行统计分析发现,调蓄池运行水位的变化与藻类含量有着密切的关系。
  (1)97年前(包括97年)没有将除藻与调蓄池运行水位的变化联系在一起,因此在藻类高发期,调蓄池的水位没有多大变化。如图1、图2。
  (2)98、99两年在藻类高发期改变调蓄池运行水位,藻类含量变化很大
  *在调蓄池水位下降的过程中,不同种类的藻类含量变化情况不一样。如果水中所含藻类主要是硅藻,则随着水位的降低,硅藻含量升高,如图3。如果水中所含藻类主要是绿藻,则在水位下降的过程中,绿藻含量没有明显变化,如图4。
  **在调蓄池水位上升的过程,随着水位的上升,无论是何种藻类,含量均明显下降,最后降至正常水平,如图3、图4所示。
  假如水中所含藻类主要是硅藻,随着水位的上升,无论是何种藻类,含量均明显下降,最后降至正常水平,如图3、图4所示。
  假如水中所含藻类主要是硅藻,随着水位的降低含量升高,这种现象是与硅藻的生活习性相一致的。因为硅藻主要生活和分布于水的较深部位。
  绿藻主要分布于水的上部,由于调蓄池较浅,仅有4—5米,绿藻在垂直分布上相对均匀,因此随着水位的降低,含量变化不明显。
  当水位降至92.5米(黄海高程)以下,在急剧升起后,由于稀释作用和水质的变化,降低了藻类的含量,抑制了藻类的繁殖。
  2、改变调蓄池运行水位,防止藻类繁殖生产实验
  99年12月4日开始改变调蓄池运行水位,由93.04米逐步降至12月17日91.97米,保持至21日后将水位升高,29日升至92.98米,保持到2000年1月3日又将水位降低,18日降至91.47后将水位升高,1月22日升至92.04米,一直保持到3月15日实验结束。结果见附表一。
  3、结果与讨论
  1)99年12月至2000年3月,通过采取改变调蓄池运行水位的措施,有效的避免了藻类的繁殖。该方法不消耗任何材料,不增加生产费用,不向水中投加任何化学药剂,是在黄河河道稳定时,抑制藻类繁殖的首选方法。
  2)调蓄池水位之所以高低变化,是为了避免调蓄池个别地方出现死水区,达到变化水质的目的。
  3)当调蓄池出现冰封时,由于“温室效应”,在同等停留时间内,藻类含量明显上升。但在选定的运行水位91.5—92.0米时,藻类含量最高达424万个/升(仅一天),对正常水处理影响不明显。
  (三) 效益分析
  我们选取三年同一时间段的情况进行对比,a、97年12月至98年3月。b、98年12月至99年3月。c、99年12月至2000年3月。a时间段,在水源厂未采取除藻措施,b时间段在水源厂采取了投加硫酸铜的措施,c时间段采取了水源厂调蓄池水位合理运行的措施。有关源水水质指标和消耗指标见表三。
 

[table=550]表三、源水水质指标和水厂消耗指标 97年12月—98年3月98年12月—99年3月99年12月—2000年3月源水高锰酸盐指数均值(mg/L)5.29 5.72 5.74 白庙出厂水鱼腥味有 无 无 制水量(dam3)3228.75 3204.76 2993.9 混凝剂单位耗用量(mg/L)19.87 15.41 14.29 氯单位耗用量(mg/L)3.85 2.82 2.96 活性炭耗用量(吨)2.0   硫酸铜耗用量(吨) 4.5  


  从表三可以看出,在这三年中,有机污染没有减轻,且有加重的趋势。但是由于我们采取了控制藻类繁殖的措施,水厂氯耗、混凝剂的消耗量均有明显下降。在这三个实验段中,C实验段即99年12月至2000年3月间制水量最少,以此间的制水量为标准计算这三个实验段中的各种消耗。见表四。
 
2994 混凝剂消耗(Kg)594,887 427,828 混凝剂单价(元/吨)890 氯消耗(Kg)115,26584,42888,619 氯单价(元/吨)1700 活性炭消耗(吨)2  活性炭单价(元/吨)8000 硫酸铜消耗(吨) 4.5 硫酸铜单价(元/吨)6000 共消耗(元)741,399581,137531,418 与a实验段相比节约(元) 160,262209,981   由表四可以看出,从源头控制住藻类的繁殖后,能够节约大量的净水药剂。与源水不采取控制藻类生长的措施相比,采取硫酸铜除藻的措施后能够节约资金16万元,采取调蓄池水位合理运行抑制藻类生长的措施后,节约资金21万元。经济效益显著。同时由于消除了产生鱼腥味的根源,提高了水质,社会效益巨大。
  (四)小结
  1、水腥味产生的根源是由于水中硅藻大量繁殖并与氯反应的结果。绿藻含量的升高(我公司达到1100万个/升)没有产生水腥味。
  2、适量硫酸铜能有效抑制硅藻的繁殖。该方法操作简单、方便,经济可靠。
  3、利用调蓄池运行水位的改变来抑制藻类的繁殖,是一种既有效又经济可行的方法。
  4、方法的选择视当时的具体情况,采取单一的或相互结合的办法。如黄河河道较稳定,可直接采取调蓄池水位合理运行的办法;如黄河河道不稳,或者黄河水污染严重,欲让调蓄池发挥调蓄、稀释的作用,调蓄池可高水位运行,采取投加硫酸铜的措施,同时还可以辅以生物防止的办法。

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(转)垂直流人工湿地系统水质净化技术介绍
高效垂直流人工湿地系统水质净化技术介绍
工艺原理
人工湿地系统水质净化技术是一种生态工程方法,其基本原理是在一定的填料上种植特定的湿地植
物,从而建立起一个人工湿地生态系统,当污水通过系统时,其中的污染物质和营养物质被系统吸收或分
解,使水质得到净化。
方法特点
人工湿地系统具有建造成本较低、运行成本很低、出水水质非常好、操作简单等优点,同时如果选择
合适的植物品种还有美化环境的作用。但另一方面具有占地面积较大的缺点。
适用范围
经过人工湿地系统系统处理后的出水水质可以达到地面水水质标准,因此它实际上是一种深度处理的
方法。特别适用于饮用水源和景观用水保护,处理后的水可以直接排入饮用水源或景观用水的湖泊、水库
或河流中。因此特别适合处理饮用水源或景观用水区附近的生活污水或直接对受污染水体的水进行处理,
或者为这些水体提供清洁的水源补充。
基建与运行费用
基建费用与很多因素有关:地形特征、地层结构、选用的前处理方法、进水水质情况、出水水质要求、
外观要求等等因素有关。因而根据情况的不同有很大差异,但比二级污水处理厂低很多。人工湿地系统运
行费用特别低,如果仅以电费计,通常不会超过0.05元/吨/天(主要用于提高进水水位,如果水位不需提
升则没有此项费用),另外需要工人进行简单的操作和维护管理。
处理效果
出水水质可以因进水水质或停留时间的不同达到地面水水质标准(GB3838- 88)II至V类标准。系统可
以根据进水水质状况和出水水质要求进行设计。

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藻类植物讲义:
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  • sy 金币 +50 2008-4-18 14:17

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昆明第五自来水厂常规工艺除藻效果的研究
作者:余 梅 卢文汉(昆明市自来水总公司)简介: 通过对昆明第五自来水厂常规工艺的跟踪调查,分析滇池源水的藻类组成和变化情况,以及各工艺处理步骤对蓝藻、绿藻、硅藻等各种藻类的去除作用,尤其是对可产生藻毒素的微囊藻的去除作用。同时还将常规工艺和微絮凝处理工艺的除藻效果作对照,提出二次絮凝是一个较好的除藻方法,为采用常规工艺处理高藻水的水厂提供参考。
关键字:除藻 藻类组成 藻类的去除
相关站中站: 水厂及污水厂建设
  目前,日趋严重的水体富营养化已成为全球性的环境问题。滇池作为昆明市的主要饮用水源之一,富营养化问题也日益突出,其直接后果就是藻类的大量繁殖。藻类除了可使水体产生霉臭味之外, 藻类本身还是水中 COD、BOD 尤其是SS的主要来源之一,同时藻类也是THM的主要前驱物质, 另外在工艺运行时藻类还会在滤料表面形成藻类泥糊堵塞滤池,使过滤周期缩短,反冲洗耗水量增加,并且藻类的代谢产物如糖酸和糖醛酸能与铁盐,铝盐混凝剂作用形成配位络合物,使混凝效果下降,而且这种络合物是电中性胶体,它能穿透滤池,影响出水浊度,造成管网腐蚀和二次污染,尤为严重的是某些藻类会产生藻毒素,威胁人民身体健康。因此提高水处理工艺对藻类的去除率已成为日益迫切的问题。从九五年八月份起,笔者作为昆明—苏黎世合作项目办工艺试验小组的成员对五水厂现有工艺的除藻效果进行了跟踪调查,并选取北1#滤池和苏尔寿滤池与生产滤池作微絮凝对比实验,希望能为水厂改造现有工艺,提高水质,提供科学的依据,为其他采用富营养化水体为水源的水厂提供参考。

  1 五水厂现行工艺和取水点:

  五水厂生产能力20万吨/天,从滇池直接取水,通过以下工艺进行处理:



  (注:新建臭氧-活性碳深度处理工艺,不在本文论述范围内,本文仅指原有常规工艺。)
  我们选定了四个点(如图所示)进行跟踪取样,将水样用碘液固定,镜检计数:
  1.源水 2.气浮后 3.过滤后 4.出厂水

  2 源水藻类状况:

  从95年8月至98年5月,进厂源水的藻类含量平均为3.05´107 个/L,群体数量平均是196群/ml,共出现藻类50余种,其中蓝藻门8属,绿藻门 19 属,硅藻门4 属及其他种属若干。蓝藻门的藻类种类较少,但数量最多, 占总数的51.56%,特别是微囊藻约占源水藻类数量47.4%,接近一半,可见微囊藻是源水中的优势种类。绿藻门的种类最多,但数量较少,占总数的31.32%; 硅藻门的藻类数量仅占总数的8.65%;其他门类的藻类占总数的8.47%。
  以下是源水中常见藻类出现频度从上到下递减)

蓝藻门(CYANOPHYTA):

水华微囊藻(Microcystis flos-aquae)
铜绿微囊藻(M.aeruginosa)
微囊藻 (Microcystis sp.)
水华束丝藻(Aphanizomenon flos-aquae )
阿氏颤藻 (Oscillatoria agardhii)
窝形席藻 (Phormidium foveolarum)
蓝纤藻 (Dactylococopsis sp.)
水华鱼腥藻(Anabaena flos-aquae)
螺旋鱼腥藻(Anabaena sphaerica)
湖泊鞘丝藻(Lyngbya limnetica)
束球藻 (Gomphosphaeria sp.)

绿藻门(CHLOROPHYTA):

栅 藻 (Scenedesmus sp.)
盘星藻 (Pediastrum sp.)
卵囊藻 (Oocystis sp.)
骈胞藻 (Binuclearia sp.)
新月藻 (Closterium sp.)
纤维藻 (Ankistrodsemus sp.)
胶网藻 (Dictyosphaerium sp.)
蹄形藻 (Kirchneriella sp.)
长刺顶棘藻 (Lagerheimialongiseta)
微小四角藻(Tetraedron minimum)
肾形藻 (Nephrocytium sp.)
空星藻 (Coelastrum sphasricum)
角星鼓藻 (Staurastrum sp.)

硅藻门(BACILLARIOPHYTA):

直链藻 (Melosira granulata)
冠盘藻 (Stephanodiscus hantzschii)
小舟形藻(Navicula minima)
针杆藻 (Synedra sp.)
其他:

蓝隐藻 (Rhodomonas sp.)
隐 藻 (Cryptomonas sp.)
裸甲藻 (Gymnodinium sp.)
角甲藻 (Ceratium hirundinella)
桥弯藻 (Cymbella sp.)


  进厂源水中的藻类数量随季节变化而变化,在三、四月份和七、八月份有两个明显的高峰期(图一),此时期也是源水浊度较高的时期,如能采取有效的措施去除藻类,就能有效地降低浊度,提高水质。


图一:源水中藻类数量的季节变化图

  3 各工艺环节对藻类的去除:

  3.1 气浮:
  气浮后水中藻类含量平均为 9.14´106 个/L (见表一),在气浮池运行状态良好,投药量大的极个别情况下,藻类去除率可达到91.8%,但在一般情况下平均只有66.55%的去除率,在运行条件差的情况下仅有37.9%(见表二)。结果表明, 现有气浮工艺未处于最佳运行状态, 具有较大的可改进性, 通过对现有气浮工艺进行改造,严格管理,控制好投药量,是可以提高气浮工艺对藻类的去除效果的, 并且将非常有利于后续工艺的运行。
  气浮后水中各门藻类的平均含量(见表三),蓝藻的数量占了74.07%,仍处于优势地位,可见它最难被去除,气浮工艺对它的去除率仅为65.8%,对绿藻、硅藻、及其他藻类的去除率分别为86.12% 、93.82% 、95.75%,这与蓝藻的某些结构上的特点密切相关。
  3.2 滤后水和出厂水:
  经快滤池过滤后,滤后水中的藻类含量平均为 7.52´106 个/L, 群体含量平均为39群/ml。滤池对气浮后水中藻类的去除率最高也只有54.8%,最差仅有7%,平均值得只有29.6%。但是由于藻类群体的破碎,经常出现出厂水中藻类的个体含量高于滤后水中藻类含量的情况(见表一),实际上就抵消了滤池的作用,出厂水藻类实际总去除率平均值只有60.66%。(见表二)
  滤后水中的各门藻类平均含量(见表三),仍是蓝藻占首位,为总数的81.36%,快滤池对蓝藻的去除率只有19.94%,对绿藻和硅藻分别是57.66%和14.35%。
  由此可见在五水厂的现行工艺中,除藻效率最高的环节是气浮,但也只能除去66.5%的藻类,而滤池的作用极其有限。

表一:五水厂各运行环节的藻类数量     源 水
气 浮 后
滤 后
北 1# 滤 后
苏尔寿滤后
出 厂 水

总 数
(106 个/L)
(106 个/L)
(106 个/L)
(106 个/L)
(106 个/L)
(106 个/L)

最大值
105
19.4
12.4
1.4
1.01
25.8

最小值
8.18
2.58
2.52
0.257
0.0755
3.3

平均值
30.5
9.14
7.52
0.62
0.463
10.7


表二: 五水厂各工艺环节的藻类去除率 去除率
气浮后(%)
滤 后(%)
北1#滤 后(%)
苏尔寿滤后(%)
出厂水(总去除率%)

最大值
91.8
54.80
96.5
99.3
88.3

最小值
37.9
7.0
78.7
88.4
34.1

平均值
66.55
29.6
87.65
96.4
60.66



表三:五水厂各工艺环节中的各类藻类含量所占比例     蓝藻门
绿藻门
硅藻门
其他门

源水
51.56%
31.32%
8.65%
8.47%

气浮后
74.07%
22.59%
1.58%
1.75%

滤 后
81.36%
13.13%
1.86%
3.65%

出厂水
83.04%
12.07%
0.98%
3.92%

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 3.3 微絮凝过滤:
  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,能够有效地提高出水水质,特别是对常规工艺难以去除的藻类具有良好的去除效果。在实验室滤柱小试的基础上,我们建造了一过滤面积为3M2的苏尔寿(SULZER)滤池(具体参数见表四)进行中试,然后用五水厂原北1#滤池进行生产性试验。在试验过程中,将北1#滤池原双层滤料中的无烟煤更换为陶粒滤料并进行了相应的技术改造(见表四)。在将北1#滤池和苏尔寿(SULZER)滤池作为微絮凝过滤试验滤池与普通生产滤池进行的对比试验中,我们发现采用微絮凝过滤的北1#滤池和苏尔寿(SULZER)试验滤池,除藻效率极高,对于气浮后水中的藻类的去除率平均都分别高达87.65%和96.4%(见表二),加上气浮工艺除去的藻类,总去除率都在98%以上。图(三)清楚地表明实验滤池滤后水中的藻类含量远远低于普通滤池滤后水中的藻类含量,从图(二)也可看出实验滤池的藻类去除率远远高于普通滤池的藻类去除率.可见采用微絮凝过滤是去除藻类,提高水质最有效的途径,也是目前采用常规工艺处理高藻水的水厂比较经济实用的选择。

表四:普通生产滤池与试验滤池的技术参数:  滤池类型
滤料
配水系统
冲洗方式
滤速
二次絮凝

投量(AL3+)

生产滤池
无烟煤400mm

1.0-1.8mm

石英砂400mm

0.5-1.0mm
滤头配水

系统
气冲、水冲
6-10m/h


苏尔寿(SULZER)

滤池
陶粒 700mm

2.0-2.5mm

石英砂500mm

0.6-1.2mm
瑞士SULZER公司滤管配水系统
气冲、气水混冲、水冲兼表面扫洗
6-10m/h
0.5-2mg/l

北1#滤池
陶粒 700mm

2.0-2.5mm

石英砂400mm

0.6-1.2mm
滤头配水

系统
气冲、气水混冲、水冲
6-10m/h
0.5-2mg/l




图(二):生产滤池与试验滤池的藻类去除率对比:



图(三):各工艺流程中的藻类含量(个/ml):(1995.9.20)

  4.微囊藻的影响和去除率:

  微囊藻是淡水水体水华中最常见的藻类, 微囊藻毒素 (Microcystins,简写 MCYST)是蓝藻的微囊藻属、鱼腥藻属、颤藻属及念珠藻属的某些品系或种中产生的次生代谢物。由于湖泊富营养化, 水华的普遍发生使 MCYST成为了一种存在广,影响大的天然毒物, 这种毒素被确定为肽毒素, 它的生物活性, 即对生物体的毒性作用之一是肝毒作用, 最常见表现在引起急性肝中毒, 使肝脏充气、肿胀,最严重的是大面积肝出血和肝坏死而导致死亡。另一生物活性是促肿瘤作用,是迄今已发现的最强的肝肿瘤促进剂。鉴于此,人们越来越关注水中的藻类与人体健康情况。
  滇池水体中含有大量的微囊藻, 在五水厂进厂源水中微囊藻的数量占藻类总数的47.4%,由于藻类的亲水性以及微囊藻微小的单体直径(3-7μm)和具有伪空胞,现有工艺处理对微囊藻的去除效果不理想, 微囊藻很容易穿透滤池,滤池对它的去除率平均值仅有15.2%(见表五), 并且由于微囊藻经常以群体的形式出现, 造成滤池的堵塞, 而且群体在清水池中被打碎, 使出厂水中的单个藻含量反而升高, 整个运行过程对微囊藻的总去除率平均值实际只有39%,也就是说有61%的微囊藻进入城市的管网中。因此改造现有工艺, 提高除藻效率成为当务之急。微絮凝过滤是一个较好的方法(见表五), 对气浮后水中微囊藻的去除率平均值可达89%左右, 加上气浮过程中除去的微囊藻, 总去除率在90%以上。


表五: 五水厂各工艺流程对微囊藻的去除率:  去除率
气浮后
过滤后
北1#滤后
苏尔寿滤后
出厂水(总去除率)

最大值
72.8%
33.9%
96.7%
99.8%
75.8%

最小值
15.0%
5.4%
79.2%
62.3%
10.5%

平均值
44.0%
15.2%
88.7%
89.2%
39.0%


  5.小结:

  五水厂进厂源水中的藻类含量平均为3.05´107个/L,其中微囊藻是源水中的优势种群,其数量约占源水藻类数量的47.4%。五水厂源水中的藻类含量随季节的变化而变化,三、四月份和七、八月份是藻类出现的高峰期。五水厂现有工艺对藻类去除效果不理想, 仅有60%左右的总去除率,其中蓝藻的去除率最低,微囊藻尤其难以除去,仅有39%的去除率。然而在采用微絮凝过滤的北1#滤池和苏尔寿(SULZER)试验滤池,藻类去除率可达87.65%和96.4%, 对微囊藻的去除率也有89%左右。
  水中的大量藻类是影响饮用水质量的主要因素,因此提高藻类去除率, 将有效提高水质。就目前情况看,可采取以下方法提高藻类去除率:
  ①严格水厂基础管理,不断完善和提高管理水平,掌握藻类的变化规律,在现有条件下保证工艺处于良好运行状态,特别是要保证气浮池处于最佳运行状态,因为数据表明(见表二)气浮池是目前除藻效率最高的环节,只有气浮池运行状态良好,才能有效的去除藻类,利于后续工艺的进行。
  ②改造现有滤池,采用微絮凝过滤。微絮凝过滤投资省,加药量少,试验数据表明微絮凝过滤对藻类去除率在88%以上,是一种经济有效的方法。

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水生生物对供水的影响和防治
作者:杨福才 (天津市自来水公司)简介: 目前由于城市的发达、工业的发展,地面水中几种水生生物(水生植物和沼贻贝)对供水的影响,已为国内外给水界上相当关注的问题,尤其是水生植物中的藻类,更是国内外水处理技术中的关键所在。现国内几乎所有湖泊水库及部分河道供水都有藻类发生。天津地区供水,60年代就有藻类问题影响水处理,间或造成滤池堵塞,引滦后更甚。引滦水源是几个水库加上二百多公里输水渠道,因之藻类比引滦前增加很多倍,84年8月上游水库一次调查,藻类总数最高达6500万个/升。
关键字:水生生物 影响和防治 藻类问题

  Ⅰ、地面水中水生植物对供水的影响和防治

  水生植物对供水有直接关系的主要是藻类和根生长草,这两种植物一般可作为水禽和鱼的食品,产生溶解氧,净化水质、藻类有的还有大量的营养价值。但主要的还是对饮用水的影响。
  一、藻类对供水影响
  藻类有三万种左右,大小范围从单细胞到海草(64m长),尺寸一般为2um-200um,主要有兰绿藻、硅藻、绿藻和带色鞭毛藻四种藻类。地面水中藻类的数量,在供水中认为是属于高藻范围,一般以下列指标判别:藻类数目达到100万个/升,总P达到0.2ppm,总N达到0.02ppm,并以叶绿素的含量、透明度的情况、溶解氧的数量为参考数据。
  藻类对供水的影响简介如下:
  1.堵塞滤池、影响凝聚、沉淀 藻类进入滤池在滤池表面形成一层毯状物堵塞滤池,造成滤速减低,冲洗频率加大。硅藻,针杆藻是经常造成此种问题的藻类。滤池还会被某些微小的藻类(微胞藻属,小环藻属等)穿透。由于水中藻类的存在,混凝剂也会增多,矾花密度降低,导致沉淀去除率下降。此外由于光合作用,水中pH值升高,以及由于藻类作用,水中溶解氧增加,使矾花上浮也影响沉淀。
  2.味和臭 藻类使水产生甜、苦、酸等不同味道。一般湖泊水中春季易于繁殖针杆藻、直丝藻等硅藻,使水发生鱼腥臭,夏季如有颤藻等,则会发生霉臭,金胞藻、绿藻等都发生一定的臭味。
  3.色 色是藻类次生物,经常是水中臭和味的一种表态,差不多藻类都有色。用户对饮用水中有色相当注意,常因而抱怨。色有黄绿、绿、兰绿、红和褐色。但水中的色也可能为其他物质污染而成,如铁、锰和工业废水等造成。所以发现水中有色,要调查发生的原因,然后再去解决。
  4.干扰水处理操作 由于藻类在水中存在使水质变化,也造成处理上的麻烦,生长着和死亡的藻类都会使水的pH、碱度、硬度、溶解氧和有机物起变化,而干扰了水处理操作。藻类也使有机物增加,这样处理就得增加氯剂,添设处理措施,如需增加碳类和吸附性物质。藻类的化学特性也使PH改变,需要更多的处理药剂。
  5.污染配水管网 供水的水大部分由氯消毒,但管道内有容易繁殖的一些耐氯的藻类,这些藻类是由环包着细胞的凝胶性薄膜包住,抵抗着氯消毒。管网内还有有生命的藻类消耗余氯,结果使水中有机物增加,有机物又成为细胞及其他令人生厌生物的营养成分,污染管道。
  6.毒性 某些藻类是有毒性的,如皮肤炎是由兰绿藻中的鱼腥藻造成的;枯草热过敏症也是有兰氯藻中的倒囊藻存在的缘故。曾有过千余人居住地区暴发肠胃病,可能是兰绿藻引发的。兰绿藻由于其毒性,还会杀害鱼类。
  7.腐蚀 有的藻类对混凝土和金属构筑物构成很大的威胁,它们直接在这些物质上生长;也可在水通过时,藻类以物理和化学作用而间接腐蚀。一些种类的藻可生在混凝土上造成小坑,使混凝土破坏。藻类大多数无光不能生长,因此钢管、铁管等内壁腐蚀认为不是藻类作用所致。
  8.粘质物 藻类细胞成层成为粘质物,多数硅藻和绿藻及一些鞭毛藻也产生粘质物粘附在混凝土及其他物质的表面上,形成一层润滑层,非常难看,人走在上面困难。粘附在管子内壁暗处的一般不是藻类细胞,而是一般细菌。
  二、藻类的防治
  藻类防治有许多方法,每个地区都根据原水水质、水源和水厂环境及藻类的种类、数量采取对应的防治方法,获得了相应的效果,现把防治方法分别介绍
  (一)物理方法
  1.常处理 藻类防治用常规的混合一反应-沉淀-过滤方法,一般是有效的。据报道藻类经过沉淀处理,最好的可除掉50%甚至更多(80%或以上),但一般认为可能只有20-30%,还有的更少,这要根据地面水中有那种藻类,及投加药剂的种类和数量而定。以日本小雀净水场例,该场用的是斜板和脉冲沉淀池,去除的藻类是针杆藻和星杆藻。星杆藻去除效果接近90-100%,用瓶子试验,去除针杆藻为56%,实际运行去除效果为20-80%,还有低于10%的,平均为50%;根据目前国内运行情况,恐怕去除效率还要低一些。滤池去除有一定的效果,如果使用双层滤池效果更佳,小雀净水场滤池运行一般情况,过滤周期为72h,遇有藻类严重时期双层煤砂滤池缩短为20h,砂滤池只有5h不能应用。砂滤池通过滤层表层上铺2.5cm煤滤料,过滤周期可增加到15h左右,是双层滤池的70-100%。总之,滤池去除是水处理最后一道工序,一般认为去除到了藻类的70-85%,最高的到了95%,然不能全部去除掉。
  2.微滤机去除 微滤机在国外已广泛应用。国内抚顺、武汉等地也在使用。国外有的水厂甚至用微滤机可以不必经过直接过滤。滤网孔国外能达到20um,孔数每平方英时16万个,加拿大的安大略州使用20um孔径的微滤机,在给水量相同的情况下,比不用微滤机的,混合沉淀能力可增加到二倍,反冲次数减少到四分之一,冲洗水量减少到一半,平均去除率可高达89.30%。英国进口的20um网径的微滤机,在某些使用去除率为70%。国内制造的滤网网孔每平方英时为7万个,效率约为60%左右(抚顺提供资料去除率达到75-90%,此数据偏大,可能是藻类品种不同关系缘故)。
  3.气浮池去除 此种池子对除藻有很好的效果,国外使用很多,英国已作为取代沉淀池的一种构筑物。国内苏州建设了日产5万吨移动罩式气浮池、武汉设计了溶气释放气,昆明将原平流沉淀池改造成气浮池除藻。苏州认为使用后,含有大量的灰绿色纤维状藻类已被去除,武汉、昆明也认为使用很好。这种池子适于去除比重较轻的藻类群体,对低浊度、高色度水更为合适。但国内用此种池子,在溶气和释放气泡、上浮速率、沉碴的去除处理,均存在不少问题,待进一步解决,目前除藻效率不够稳定。有资料估计在70-80%之间。
  4.遮蔽阳光 在予沉池中用活性碳散于水中,形成一层黑毯,使藻类失去生长的光合作用,但散发困难。也可在原水进入处理构筑物口或用投药设备投加。另外用一种合成橡胶织品浮在水面,这种织品与水接触不产生臭和味,但不易操作。
  5.人工加泥、加石灰 在原水中投加混土,人工使浊度加大,由于矾花比重增加,沉淀加速,一般滤池过滤情况良好。投石灰也可得到同样效果。天津水厂85年去除藻类。曾投加泥土,得到较好效果,但浪费人工,只适宜于小水厂应用。
  6.投加活性碳 一般投加粉末活性碳,在投硫酸铝前或与之同时投加,这样可生成易于沉淀的矾花,但使用活性碳造价高,一般短期使用。
  7.不加混凝剂过滤 含有藻类比较清澄的原水,不加混凝剂反而除藻效果好。滤池滤料不过粗,硅藻与大部分藻类都会被除去,在原水浊度不高(5度以下)可长时间得到优质的滤后水。如果在较短的过滤周期内冲洗,则由于藻类同时被冲掉,所以认为是解决滤池堵塞最经济的办法。国外有水厂用此法,15年来滤过水常在1度以下,冲洗用水即使在长藻季节只多5%,藻类特别严重时,冲洗用水也不过增加10%。
  8.分层取水 为了在藻类进入水处理构筑物前去掉,取水点若深,可采取分层取水办法,一般冬季取上层水,夏季取下层水,暴雨季节取中层水。设计规范原稿初步拟定,湖泊、水库水深大于10m时,取水口可考虑分层取水,其下缘距水底高度不小于1m,上缘淹没深度也不得小于1m,并建议取水口建在含藻量较低处,及不宜设在高藻季节主导风向的下游凹岸。
  9.高梯度磁分离 以Fe3O4为磁种。磁分离器内填充数微米到数十微米的填充物,试验除藻效率可达99.5%,细菌70-90%,但在实用上,只能用于小型设备上。
  10.猛烈电荷或超声波幅射去除 用此法使兰绿藻的气泡破裂,破坏细胞而去除。但对鱼和其他水生有机物不利。

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