发新话题
打印

梦岩——解答藻类问题

本主题由 zpfh2008 于 2008-4-23 18:08 移动
(二)化学方法
  1.大量投加硫酸铝 这种方法除藻,所用药剂一般比平时增加几倍,效果很好。有的水厂由于絮凝效果优越,可除掉藻类近90%。但也有的厂虽增加投药量,过滤池冲洗周期也没有延长。对于束丝藻和鱼肠藻等藻类,即使多投3-4倍的硫酸铝,也没有多少效果。应注意投铝盐过多,对人体健康不利。
  2.硫酸铜处理 对于具有活性的生物和能以抑制和分解的生物是有效的。但在有硅藻的场合,则其处理结果因藻类种类不同各式各样,有的水厂堵塞滤池是有练藻,用硫酸铜和硫酸铝处理都有效,有的水厂即使投入1.4ppm硫酸铜也无济于事;有的水厂为黄群藻,投加硫酸铜杀死后,还会全部复活,有的水厂为裸藻,投加硫酸铜就只有50%以下的去除率。投药量一般认为1ppm为适宜。
  3.投加铁盐混凝剂 铁盐形成的矾花重,对含有藻类的水有好处,有的水厂氯剂和硫酸铁一起使用,效果更好一些。
  4.氯剂处理 前处理投加除藻有效,用量多会引起有害臭味,个别水厂投少量的氯,因水中藻类不同,也会出现臭味。投量多还会使三氯甲烷过多。
  5.投加活性硅酸 有的水厂采用,可进一步增加除藻效率,增加过滤效果。
  6.高锰酸钾等去除 采用高锰酸钾除藻有成功的实例。其他树脂胺、三嗪衍生物,硫酸铜和硝酸银混合物,季胺化合物、有机酸、乙醛和甲酮等也可使用,但应用范围不广。有资料称可用藻苷(Algiciden)杀藻,但价格高,也不常使用。
  (三)生物处理、接触氧化法除藻
  这种方法是把一批六角形的峰窝管(孔径10-20mm,高1000mm一段,一般为2-4段)垂直,使要处理的原水与新鲜空气,共同从底部向上通过峰窝管,在管子循环,管内壁渐渐形成生物膜,水连续通过时,新鲜生物膜不断形成,老化的生物膜也不断排出,同时水中的杂质被附着在峰窝管的生物膜吸附,分解和澄清,这样原水中的污染物大量的除去,水中藻类也得以很好的除去。此法对去除氨氮也特别有效果,在夏季1h的去除效果为100%,冬季4h后也可去除80%以上。
  日本在铫子市应用,可使氨氮降低到0.02ppm,BOD降到2ppm,细菌和臭味全部除去,并发现藻类去除率高达70%。
  日本茨城县霞浦水厂用此法也得到了很大的改善,他们通过试验原水中污染杂质除去率很高,藻类也得到很好的除去,球形的小形藻类易于除去(去除80-90%),丝状软的兰绿藻、颤藻和大形坚硬的斜状藻去除效果较差(去除约60%)。以后茨城县于1981年建成一座7200m3/d的此种生物处理设备,实践结果是,已经污染了水质又变成1965年时期的洁净水质,臭气消除,水质良好,药剂也有所减少,易于处理操作,味道也好,藻类去除率达75%。
  三、水草对供水影响和防治
  (一)水草对供水影响
  水草与藻类不同,有着根,茎、叶,一般可分为露出水面的水草,漂浮在水面的水草及根埋在泥土中的水草。这些水草也像藻类一样,给水厂处理造成同样的难题(堵塞滤池、有色、臭味,根生水草还是致病生物的栖息场所),但水草也有一些用处,它给有益有机物停留,提供鱼类食物,产生溶解氧,水草还能及时暂贮存营养物质(如磷),免得不需要的大量藻类在上滋生。
  (二)水草防治
  防治水草可采用下列方法
  1.清除水草 根据现实际情况可用人工铲除,甚至用除草机械除掉,有小的河道或池沼可以抽乾,水底如坚实,可直接用铲子铲掉,或晒乾数日除掉。
  2.遮蔽方法 在水中加土造成水混使变为悬浮液体,不使太阳集中射入水中,以减少水草生物数量,也可以在水底加塑料薄膜覆盖,这样太阳照射受到遮蔽,以减少水草生长,或用人造橡胶做池子、河道等衬衫里,以防水草生长或防止水渗透。
  3.生物控制 使用鱼类龙虾、蜗牛等生物,有效的控制水草成长,但须注意,要考虑在当地条件下是否适宜。
  4.化学控制 使用除草剂。但目前须弄清,用其他方法是否已经都无济无事。国外在主管部门同意下,可使用敌草快(diguat)和endolholl。这两种除草剂已注册,对供水尤其是饮用水无害。这两种剂撒入水中7-10天即可起作用。国内尚不知道有此种性质的药剂。
  (三)防治实例
  天津水厂曾发生引水管道滋生水草影响水处理的问题。此水厂在引滦前曾用一段旧河道做为输水渠道,长约2公里,形成蓄水区,水草丛生,几年内每到秋末冬初时期上附大量丝状藻类(水棉藻)。这些藻类虽混凝处理,使部分沉淀,但仍有大部分随沉淀水进入滤池,聚集在滤床表层上,形成一层绒毯状覆盖物,极难冲洗干净,使水头损失加快,滤速减低,运行周期缩短。以后曾利用河泥投入,虽起了一些作用,但在大量供水的水厂用此法,工作量太大不能实现,应急办法还是要在被污染的滤池上考虑。办法是下列几种。
  1.人工清除 滤池停水腾空,人下到滤池中,顺序地将留在滤池表层上面的藻团取出,此法可行,但耗费人工。
  2.投氯处理 实验得知,用10mg/e氯剂处理,24h可以全部将水棉藻杀死,在实践应用此法,经30min后,发现大部分丝状体脱色并从泥团中脱离出来,反冲后可将大量藻体排出池外,但仍有较大的藻团不能排出。
  3.化学气浮法 经观察,水棉藻在自然条件下,经光合作用产生气泡。随气铴的增多,藻团可以升至水面。经过研究,采用予先配制的20%工业硫酸和20%的硫酸钠,分别装入塑料容器。喷酒到有水弹藻的表面,5min后再迅速地将碳酸钠溶液喷布一遍,由于碳酸钠和碳酸作用,产生CO2气体附着在水藻上,使藻团膨松,泥涛和藻团分离,并同时浮上水面,再冲洗排出。药剂用量,每平方米砂面各为0.5kg。此种方法使用比较适宜。
  水棉藻主要来源于渠道中的根生水草,为了根除,还需要从渠道上水草处理作起,一个是在渠道内加氯剂或硫酸铜杀灭,同时,要从河道环境卫生作起,水厂因系天津供水主要水厂不能停水,就得加强水源卫生,不准两岸居民乱泼乱倒,原有向渠道内排泄污水的下水道改道,不准向渠道内排泄,并几次突击清除渠道中水草,起到了清除的作用。

  Ⅱ、地面水中沼贻贝对供水的影响和防治

  一、沼贻贝对供水的影响
  水生生物具类对供水有着影响。在国内沼贻贝就是一例。沼贻贝是一种软体生物生活在水中,整个外形似新月形,像一个倒置的小舟,从幼小形体到1-2cm体长,颜色为黄至黑色,生殖季节主要是暖变凉水温在10℃的时期,幼小沼贻贝生出后,在母体周围或构筑物上爬行,并可依靠内分泌的足丝附着其上,开始营固着生活,吞食水流中细小的单细胞生物。流动的水可以改善沼贻贝通气与饲养情况,且能不断清洗掉沼贻贝在生活过程中积累的大量需要清除的排泄物和积累在体上的淤泥。在幼小沼贻贝生长的同时,老龄的沼贻贝逐渐死亡,但牢固粘附着不动,因此使沼贻贝越积累越多,影响管内输水。
  二、防治实例
  天津水厂输水管道有着沼贻贝固着在管道内壁影响输水的问题,例如天津一水厂输水管道1450mm及1200mm直径,长2km,经过约二十年来输送原水,管子内壁即粘结着此种贝类,厚度一般为50-80mm,个别地方可达250mm,管道闸门也满积着沼贻贝,据测算,1450mm径管道内壁沼贻贝厚度平均以60mm计算,管子截面积减少15.7%,输水量减少31%。两条管道积累的沼贻贝竟有100余吨,都牢牢的粘附在管壁上。
  沼贻贝除治的对策简介如下:
  1.停水清除 在某个时期基本不影响输水供应的条件下,将一根管道停止输水,将管道分成几个工作段,工人进入管内用手工刮除,这方法天津用过,可以将管道内沼贻贝刮除乾净,但用工很多,也影响了用水。最大的缺点是刮除后沼贻贝重新发生,不能彻底清除。
  2.窒息清除 沼贻贝只在管内正常生长繁殖,主要靠的是管内水的流动和水流带去的氧气和食物,尤其是在高温下更重要。一般在水温25℃时,如果管网被封闭,沼贻贝一周会大部死亡,10天全部死亡。在水温20℃时,一周未见死亡,18天后全部死亡。因此在有可能时,可考虑用此法比较省事。但在大城市或用水短缺的城市,使用此法恐无条件。
  3.氯剂防治 根据实验,在低温(10-12℃)中,投加5ppm氯剂量,在管内保持20-25天,沼贻贝虽流动受到抑制,但如果再放到正常水中,仍然恢复活动,并能重新固着。在低温时,氯剂投加30ppm,处理时间1-2h,也无效果。初生稚贝抗药性差,但在低温时,加大氯剂到30ppm杀贝,效果也不大。
  高温25℃-27℃时,氯剂保持2-5ppm的条件下,维持3-7天可杀死全部沼贻贝。原因是在高温时,沼贻贝新陈代谢旺盛,很快地把沼贻贝壳体内氧气耗尽,贝壳被迫张开被氯毒杀死。此方法在供水上防治沼贻贝认为适宜。国内水厂有采用的反应很好。

  Ⅲ、结语

  1.地面水中水生物水草与藻有着干扰水处理操作、堵塞滤池、产生色、臭、味的情况,一些藻类有毒,更影响着人体健康。沼贻贝影响管道输水。因此这些水生生物尤其是藻类的防治,越来越为给水界所注意。
  2.沼贻贝、水草影响供水,不容忽视。藻类种类繁多,形状大小,特性不同,在水中数量也不等,目前处理办法也不一致。因之收效也不尽相同。认为在确定处理方案前,要弄明白藻类存在情况,原水条件、处理途径,必要时通过实验,得出比较妥实的处理办法。
  3.目前处理水生生物,尤其是除藻还没有找出百分之百的去除办法,除努力在这方面加强研究外,认为更应当在水源中去除和防治,以减轻供水处理的压力,而节约经费,保证供水的数量和质量。
  4.地面水中还有其他水生生物及有机物等,应当在考虑上述水生生物时一并考虑。
  5.本文章参照一些国内外资料及部分国内实际运行经验,其中有一部分天津地区经验写成的。

TOP

介绍日本的湿地净化技术——人工浮岛(afi)
摘要:由于人类大规模的开发建设活动,使原来的自然环境发生了很大的变化,特别是湿地面积不断缩小、水质的恶化,造成了河流、湖沼、池塘等的水生态的严重破坏。因此世界上一些国家特别是日本把生态系统保护的重点放在湿地上,目前正在为恢复生态环境、保护生物的生息空间,创造优美的绿色景观、净化河川、湖沼水质而努力。在此向大家介绍的人工浮岛技术,是日本的专门研究机构近年来一直在进行研究,并在实践中取得一定成果的科研项目,值得借鉴。
关键词:湿地净化技术 人工浮岛

  “浮岛” 原本是指由于泥碳层向上浮起作用,使湖岸的植物一部分被切断,漂浮在水面的一种自然现象。在这里介绍的浮岛是一种象筏子似的人工浮体,在这个人工浮体上栽培一些芦苇之类的水生植物,放在水里。它的主要机能可以归纳为四个方面:1.水质净化;2.创造生物(鸟类、鱼类)的生息空间;3. 改善景观; 4.消波效果对岸边构成保护作用。
  人工浮岛的水质净化针对富营养化的水质,利用生态工学原理,降解水中的COD、氮、磷的含量。在这里讲的生态工学(Ecological engineering )或Ecotechnology的概念最早是由W.J.Mitsch和S.J.Jorgensen提出来的,他俩给生态工学下的定义是 “We define ecological engineering and ecotechnology as the design of human society with its natural environment for the benefit of both (Mitsch , 1988)。作为水边的环境保护技术——人工浮岛,20年前是由德国的BESTMAN公司想出来的。在日本的琵琶湖,作为鱼类用的产卵床的人工浮岛70年代末就开始在做。近年来,随着人们对环境问题的越来越关心,周围的自然环境特别是水边的自然景观状况也越来越受到重视,在此背景下,不光是水的净化,人们对创造多样性生态系统的人工浮岛技术也寄予了很大希望。现在,人工浮岛因具有净化水质、创造生物的生息空间、改善景观、消波等综合性功能,在水位波动大的水库或因波浪的原因难以恢复岸边水生植物带的湖沼或是在有景观要求的池塘等闭锁性水域得到广泛的应用。随着人工浮岛工程事例的不断增加,经验也越来越多,在评价人工浮岛的功能及效果方面已逐步从定性评价上升到定量评价的高度
1. 浮岛的构造
1、1 构造分类
  从大的方面分,人工浮岛可分为干式和湿式两种。水和植物接触的为湿式,不接触的为干式。干式浮岛因植物与水不接触,可以栽培大型的木本、园艺植物,通过不同木本的组合,构成良好的鸟类生息场所同时也美化了景观。但这种浮岛对水质没有净化作用。一般这种大型的干式浮岛是用混凝土或是用发泡聚苯乙烯做的。湿式浮岛里又分有框架和无框架,有框架的湿式浮岛,其框架一般可以用纤维强化塑料、不锈钢加发泡聚苯乙烯、特殊发泡聚苯乙烯加特殊合成树脂、盐化乙烯合成树脂、混凝土等材料制作。据统计到目前为止湿式有框架型的人工浮岛的施工事例比较多,占了7成。无框架浮岛一般是用椰子纤维编织而成,对景观来说较为柔和,又不怕相互间的撞击,耐久性也较好。也有用合成纤维作植物的基盘,然后用合成树脂包起来的做法。
1、2 植物栽培基盘
  植物栽培基盘用椰子树的纤维、鱼网之类的材料和土壤混合在一起使用的比较多,由于装入土壤会增加重量且促进水质恶化,目前使用的比较少,只有20%左右。
1、3 大小和形状
  一块浮岛的大小一般来说边长1~5m不等,考虑到搬运性、施工性和耐久性,边长2~3m的比较多。形状上四边形的居多,也有三角形、六角形或各种不同形状组合起来的。以往施工时单元之间不留间隙,现在趋向各单元之间留一定的间隔,相互间用绳索连接(连接形式因人工浮岛的制造厂家的不同而各异)。这样做的理由有四:①可防止由波浪引起的撞击破坏;②可为大面积的景观构造降低造价;③单元和单元之间会长出浮叶植物、沉水植物,丝状藻类等也生长茂盛,成为鱼类良好的产卵场所、生物的移动路径;④有水质净化作用。
1、4 人工浮岛的水下固定设计
  人工浮岛的水下固定设计是一个较为重要的设计内容,既要保证浮岛不被风浪带走,还要保证在水位剧烈变动的情况下,能够缓冲浮岛和浮岛之间的相互碰撞。以前日本在研究海洋的浮防波堤的时候,曾对水下固定部分的安全性提出过怀疑。而人工浮岛的设计是以湖沼为对象,象琵琶湖、霞浦这两个湖泊属最大规模的项目,和海洋比较起来设计外力仅为海洋的1/10,所以参考过去海洋建筑物及沿岸设计进行琵琶湖、霞浦这两个湖泊的人工浮岛的水下固定计算,得到了安全可靠的计算结果。水下固定形式要视地基状况而定,常用的有重量式、锚固式、杭式等。另外,为了缓解因水位变动引起的浮岛间的相互碰撞,一般在浮岛本体和水下固定端之间设置一个小型的浮子的做法比较多。
上进行特殊布置,为该鸟创造筑巢的条件。
  陆生昆虫的的调查1996年在土浦港的人工浮岛、附近的樱川河口的芦苇林、附近的住宅区空地草坪上进行过一次,调查方法是用采用网捕捉、排打取出、随机取样、目视观察等方法。调查结果表明住宅区的草地上昆虫最多,其次是樱川河口,人工浮岛上最少。人工浮岛上昆虫有10目35科53分类群,蜘蛛类有8科18分类群。人工浮岛上种的构成与樱川河口的芦苇林大致相同,只是量少一些。其原因是人工浮岛上没有土壤,而土壤在昆虫的生活史中十分必要,所以说人工浮岛上的昆虫生息条件还有欠缺。
5. 人工浮岛的消波作用
  作为消波物体的人工浮岛属于浮防波,在海岸工程专业研究的比较多。它的优点主要有以下几个方面,1 因有较高的水交换机能,防止堤防内的(海)水污染作用较大。2 不受设置水域深浅的影响,即使在深水区也比固定式防波堤的建设费用要低。3 与水下地基的好坏没什么关系,即使设置在软弱地基上,也不需要进行地基处理。 4 设置场所的变更容易。5 除了消波,其它多目的利用也可以。6 现场施工的工期短。 7 一般可在场外制作,质量容易保证。除了上述的若干优点外,作为防波用的浮岛,比起其它防波建筑物,与岸边的植物带的融和性更好,而且浮岛本身又可成为生物的良好生息场所。不过防波浮岛也存在若干的不足,1、为了达到期望的防波效果所需要研究的课题比较多。2 绳索的拉断、水下锚固端的破坏都比较容易。3 修补比较困难。
  由于波浪的原因日本很多湖的沿岸植物带的面积越来越小,近几年已引起人们的注意。特别是霞浦麻生町岛并地区的情况比较典型。1972年该沿岸还是一片50m宽的绿色长廊,到了1997年只剩下10m×60m的一小块绿地,靠近水的一侧可以见到象似被挖开的寝食断面,岸边附近的水深1m左右。经过对湖心风速和风向3年间的观测,掌握了频率较高的风向(不考虑来自陆地方向的风),由此算出它的代表波高为0.64m、周期T=3.4m,方向为西偏南8°。消波浮岛的消波率与风向有很大关系,一般在5%~40%之间,要是把反射波的影响考虑进去设计消波率可达53%。设置在霞浦的消波浮岛的消波率,经检测达50%,第二年岸边植物面积增加3.4%。可见人工浮岛的消波效果还是很大的。

TOP

1、5 布设规模
  人工浮岛的布设规模因目的的不同,规模也不同,到目前还没有固定的公式可套。研究结果表明提供鸟类生息环境至少需要1000m2的面积,若是以净化水质为目的除了小型水池以外,相对比较困难,专家认为覆盖水面的30%是很必要的,若是以景观为主要目的的浮岛,至少应在视角10°~20°的范围内布设。
1、6 人工浮岛的造价
  为了恢复一度失去的自然,其费用是很大的,经过对近些年的施工事例的调查,造价在10万日圆/m2的比较多,不过最近也有每平米几万日圆做下来的。在国外比如美国,使用的是再生材料,其造价每平米不到1万日圆。
  日本也好,美国也好,人工费相对比较高,只要是经过加工的材料、物品,其价格也会相应提高很多,我国和日本、美国的国情不一样,他们的造价只能作参考。
2. 人工浮岛的水质净化机能及效果
  人工浮岛的水质净化的定义因目的、对象的不同而有所不同,人工浮岛的水质净化主要针对富营养化的水质而言的,通过减少COD(化学需氧量)、氮、磷的浓度来抑制赤潮的发生提高水的透视度为目的。它的净化机理基本上与湖沼沿岸植物带的水质净化机理相似。根据有关研究资料,湖沼沿岸植物带的水质净化要素由以下7个:1. 植物茎等表面对生物特别是藻类的吸附,2. 植物的营养吸收,3. 水生昆虫的摄饵、羽化等,4. 鱼类的摄饵、捕食,5.防止已沉淀的悬浮性物质再次上浮,6. 日光的遮蔽效果,7. 在湖泥表面的除氮。人工浮岛比起湖沼沿岸植物带来它具有附着生物多、水中直接吸收N、P等特点,在对植物性浮游生物的抑制、提高水的透视度等方面效果比较显著。
  为了对人工浮岛的水质净化效果进行定量分析,1995年专业研究者们在霞浦(土浦市大岩田)进行一次隔离水域试验,他们分别设置3个边长为4m的正方形、水深1.5m的相互隔离的水域,在这三个隔离的水域里,A、B水域各放一个人边长2m(4m2)的人工浮岛,在其上面分别栽培蒲公英和水毛花,C水域为对照水域,没有人工浮岛。
  从1995年5月11日放置人工浮岛开始,历经8个多月,期间进行了6次调查,主要调查水中叶绿素和COD变化过程。从左边的图-2可以看出,没有设置人工浮岛隔离水域C,夏季蓝藻的细胞繁殖很快,相当于有人工浮岛的10倍左右。取7、9、12月的数值平均后,人工浮岛占有率只有25%的条件下,削减了94%的植物性浮游生物。由此可以得出人工浮岛抑制夏季的植物性浮游生物的细胞繁殖的效果非常大的结论。另外人工浮岛对COD的抑制效果夏季也比较明显,大约能削减50%,但是入冬以后抑制效果很小。其他类似的试验研究结果同样得出人工浮岛夏季抑制植物性浮游生物、COD的效果突出的结论。专家普遍认为植物的遮蔽效果在抑制植物性浮游生物的细胞繁殖方面起了很大作用。
3、 作为鱼类生息场所
  人工浮岛本身具有适当的遮蔽、涡流、饲料等效果,构成了鱼类生息的良好条件。实际的调查表明,在设施周围、人工浮岛的下面聚集着大量的各类鱼种,均为生下来不到一年的幼鱼。滋贺县琵琶湖的调查表明,在设置60个人工浮岛构成的大约1500m2的水域里,发现8500万粒鲤鱼等三种鱼的鱼卵。为了强化人工浮岛作为鱼类产卵床的机能,有的在浮岛的下面系上一些绳子,改善鲤鱼等鱼类的浮式产卵床的结构。由于绳子对污泥有吸附作用,又可净化水质。

4、作为鸟类、昆虫类的生息空间
  有关人工浮岛上的鸟类研究相对比较多,特别是鸟的种类、筑巢情况等几乎在所有的人工浮岛上都进行过调查。在霞浦土浦港的人工浮岛上,已发现一些鸟类的巢穴,有时为了吸引某种鸟在岛上搭窝,根据该鸟的筑巢习惯在人工浮岛
本帖最近评分记录
  • zpfh2008 金币 +50 不错! 看来你对这方面比较有研究啊!感谢你 ... 2008-4-23 18:00
  • zpfh2008 威望 +1 不错! 看来你对这方面比较有研究啊!感谢你 ... 2008-4-23 18:00

TOP

不错的资料!感谢提高这么多资料,有时间的话,多就太湖蓝藻问题的有关解决方法等问题讨论一下!!

TOP

转载上传几篇关于蓝藻的文献
附件: 您所在的用户组无法下载或查看附件
随时,随性,随遇,随缘,随喜。

TOP

在来几篇
附件: 您所在的用户组无法下载或查看附件
本帖最近评分记录
  • zpfh2008 金币 +20 不错的资料,感谢分享!欢迎多多参与! 2008-4-24 00:01
  • zpfh2008 威望 +1 不错的资料,感谢分享!欢迎多多参与! 2008-4-24 00:01
随时,随性,随遇,随缘,随喜。

TOP

水体富营养化使得摇蚊幼虫在水库、湖泊类水源中大量孽生繁殖,直接
导致其可以在给水处理系统中出现。1龄摇蚊幼虫具有较强的游动性,可以
穿透滤池进入到清水池中,由于常规的水处理消毒工艺对其难以有效地灭活,
在我国一些大中城市的管网水中都曾发现过摇蚊幼虫。尽管目前不能证实摇
蚊幼虫会威胁到公众健康,但是人们常常把这些生物的存在和饮用水不卫生
联系起来,引起他们对水质信心的下降。
    本研究旨在通过两条途径来解决给水处理系统中摇蚊幼虫的威胁:一是
研究摇蚊幼虫的生理生态学特性,为摇蚊幼虫的预测预报提供基础数据,以
指导水厂在其暴发期间采取应急措施;另一条途径则是从改进与强化水处理
工艺入手,研究行之有效的水处理工艺技术,达到使其被有效去除的目的。
    深圳水源水和给水处理系统中的摇蚊优势种属为花翅摇蚊。在18, 22,
26, 30和34℃五个恒定温度下,研究了温度对花翅摇蚊的生长发育、存活及
繁殖的影响。在试验温度范围内,花翅摇蚊各虫态发育历期随温度升高而逐
渐缩短,发育速率与温度呈正比关系,并得出各虫态发育速率与温度的5个
回归关系式,可用于花翅摇蚊发生期的有效积温预测。花翅摇蚊的世代发育
起点温度和有效积温分别为6.68℃和742.97d-'C. 26℃时世代存活率、成虫
繁殖力和种群增长指数均高于其它温度处理。在5个温度条件下,内享增长
力仁rm)和周限增长速率仁几)均随温度的升高而增大,至34℃时最大,分
别为 0.175和1.191。净增殖率仁R,o)在26℃时最大,其与温度呈二次抛物线
关系。平均世代周期仁T)和种群数量加倍时间(t)均随温度的升高而缩短,
至34℃最短,分别为24.53d和3.96d。花翅摇蚊对温度较敏感,30-34℃为
其种群增长的最适温区。根据有效积温推算,花翅摇蚊在深圳地区一年发生
8个世代,5-10月为其多发期,这与深圳地区夏秋季多发的动态相吻合。除
温度外,湿度和光照周期等环境因子对花翅摇蚊的成虫繁殖力均具有显著影
响。在一定范围内,随湿度升高每雌产卵量逐渐增大,在85%RI3下每雌产
卵量达到最大值,而后呈下降趋势。每雌产卵量与光照周期呈抛物线关系,
并在光照12h时达到最高。以上结果为分析摇蚊种群动态规律提供了参考依
据。
    三种化学氧化剂中,二氧化氯对摇蚊不同龄期幼虫的毒力最高,臭氧次
之,液氯最低;25℃时二氧化氯、臭氧和液氯对4龄幼虫的24h半致死浓度
哈尔滨工业大学工学博士学位论文
(LCSO)分别为0.41mg/L, 2.16mg/L和3.01mg/L。化学氧化剂对摇蚊幼虫的
毒力随幼虫龄期的增长而降低,1龄幼虫对化学氧化剂最敏感,其中二氧化
氯对4龄幼虫的的LCD。是1龄幼虫的1.78倍。化学氧化剂的毒力在一定范
围内符合正温度系数规律,二氧化氯对4龄幼虫的毒力在1530℃范围内增
加了2.16倍。
    通过扫描电镜和透射电镜观察,综合分析了氧化剂对摇蚊幼虫表皮和肌
肉细胞超微结构的影响。结果表明,处理后的摇蚊幼虫表皮由于真皮细胞结
构被破坏导致板层结构消失,真皮细胞层与内表皮层相分离。真皮细胞的损
害表现为核仁变形、染色质固缩;线粒体内晴减少、解体、空饱化;内质网
减少,小池扩张、囊泡化,表面核糖体数量减少。中毒的肌肉细胞内核仁变
形;线粒体内峭溶解,空泡化严重。
    针对原水中存在的1龄摇蚊幼虫,研究了化学预氧化剂,包括二氧化氯,
氯、臭氧等,对1龄幼虫的灭活效果,并对原水中1龄摇蚊幼虫经预氧化、
混凝沉淀后的去除效果进行了考察。与其它两种氧化剂相比,二氧化氯对原
水中摇蚊幼虫具有更好的灭活作用,在1.5 mg/L二氧化氯投量下接触30mn
能够达到100%的灭活率。pH值在S.S}-8范围内对二氧化氯的灭活效果不会
产生影响,但温度在一定范围内的升高能够提高二氧化氯的灭活效果。二氧
化氯投加量0. 8 mg/L,二氧化氯预氧化与混凝沉淀工艺的协同作用可以完全
去除水中生物活性降低的1龄幼虫。
    二氧化氯预氧化的中试结果表明;二氧化氯预氧化可以有效地灭活水中
的1龄幼虫,并与混凝,沉淀工艺相结合,能够保证对1龄幼虫的彻底去除,
在1.Omg/L的投加量下,沉后水中就检测不到摇蚊幼虫的存在。Ames试验进
一步表明,采用二氧化氯作为预氧化剂可明显降低饮用水的致突变性。

TOP

藻类的生物学特性
一、藻类的形态、结构。
  浮游藻类大多数是单细胞种类,在生理上类同于植物细胞,只是细胞较小,仅悬浮于液体介质中。藻类可划分为:蓝藻门、硅藻门、绿藻门、甲藻门、裸藻门等,在不同的水体类型和营养条件下,会出现不同的优势藻属。在淡水中,蓝藻中的微囊藻和硅中的颗粒直链藻一般被认为是富营养型湖泊的典型代表。
  藻类细胞和植物细胞在结构上是相似的,有活性的细胞质膜,有一系列高度分化的细胞器和内含物。包括:细胞壁、核、色素和色素体、储藏物质、鞭毛。其中蓝藻细胞为原核细胞其余所有藻类都属真核细胞。原核蓝藻结构保守,代谢途径多样化:真核藻类在结构上高分化,代谢途径保守。
二、藻类在水体中的悬浮机制。
  藻类作为光合自养生物要维持不断的生长就必须能够在绝大部分时间内处于真光带区域。Smayda认为,水的运动对藻类等浮游植物的悬浮有着重要的意义。在无水运动的情况下,绝大多数非游动的浮游植物将会下沉。自然水体浮游植物种群的典型下沉速度为0.1m/d到1~2m/d。
   藻类对悬浮生活的适应有几个因素:体型大小、密度和体型阻力。一般而言,藻类可通过如下途径来适应悬浮生活:
  分泌黏液或制造胶状物质,使个体减轻;
  形成气囊壮物质,如蓝藻细胞的伪空胞;
  形成比重较小的代谢物质,如进行光合作用的细胞产生气体、脂肪或油珠等物质;
   增加身体表面积以增加与水的摩擦抵抗力,如某些硅藻和甲藻的细胞表面有刺或突起,其下沉时的阻力就大许多倍。
   水的粘滞性随温度而改变。从0~25℃同一个体下沉速度就快1倍。
  概括而言,浮游藻类减小平均密度的机制包括:①储存相对密度较轻的脂类;②离子调节;③在蓝细菌中,分泌黏液质或产生伪空胞。
三、藻类在水体中的时空分布特点
  藻类的生存环境是异质的,从时间上看,最显著变动的因子如温度、光照强度、水动力学特性、营养物可利用性等,这些变动可在不同的时间水平上得以反映。
   湖泊水体具有垂直的异质性。以温带深水湖泊为例,水柱温度分层过程既是水层物理性状分层的原因也是结果。每一分层有其特有的运动、温度、水密度和盐度。渗透压也随水层深度呈现梯度变化。以水温为例,垂直分布随湖水深度的变化而不同。长江中下游的浅水湖,全年以正温层为主,冷空气侵袭时出现短暂的逆温现象,阴雨天则呈同温层分布,接近多循环型;内陆深水湖夏季属正温层,春秋属同温层,冬季冰层下呈逆温层,输双循环型;外流深水湖春夏秋三季为正温层,夏季出现明显的温跃层,冬季近于同温层。
由于不同深度水层所接受的光照强度和水体热力学状态的显著差异,藻类分布在

TOP

按生物学竞争排斥原理,在某一水体最终应仅剩下一个或几个最能有效利用有限资源的种类,但实际在同一水体中可以同时有10~50种藻类共存,这可以有几种解释:
⑴不同藻类具有各自的营养物需求特征,不同藻类被不同营养物所限制,避免了直接竞争,使许多种类生活在一起成为可能。
⑵浮游动物的摄食增加了藻类共存的机会。摄食降低了藻细胞的总生物量,从而减缓了对营养物资源的需求强度,进而缓和了种类间竞争营养物的程度。又因为了不同的浮游动物摄食有种类和大小的选择性,通过对优势种类的摄食,可利于大多数相对劣势的种群的生存。
⑶湖泊混合层和海洋并不是均质的。在无风温和的气候条件下,光、温度、营养的垂直梯度分布提供了空间上的异质化,使得不同种类得以在各自的最适区域生长繁殖,从而使竞争降到最小。另外,藻类在生理功能上的昼夜节律也为资源的利用提出了暂时的异质化条件。
总结藻类的生物学特性,可以看出藻类的生长态势受环境的影响很大,具体包括水温、光照、地形、共存生物等等。
二、藻类生长的影响因子
在正常环境中,藻类生长多数在光和黑暗交替的条件下生活。在白天,藻类依靠体内的叶绿素a、b、c、d类胡萝卜素,藻蓝素,藻红素等光合作用色素,从H2O的光解中获得H2,还原CO2成【CH2O】n。其化学反应式为:

CO2+H2O→【CH2O】+O2
在光合作用中,叶绿素是将光能转变为化学能的基本物质,类胡萝卜素是辅助色素,它和叶绿素相结合,不直接参加光合反应,有捕捉光能并将光能传到叶绿素的功能,还能吸收有害光,保护叶绿素免遭破坏。
藻类进行光合作用所产生的氧气容于水或释放入大气。
藻类光反应最初的产物ATP和NADPH2不能长期储存,它们通过光周期把CO2转变为高能储存蔗糖或淀粉,用于暗周期。在夜晚,藻类利用白天合成的有机物做底物,同时利用氧进行呼吸作用,放出CO2。
⑴营养因子与藻类生长
营养因子是藻类生长和增殖的根本,藻类细胞由20多种元素组成,其中C、O、H、N、P、S、K、Mg、Ca、Na、Cl等11种元素占细胞干重或无灰分干重的0.01%以上,称为大量元素。其余的元素,如Fe、Mn、Cu、Zn、B、Si、Mo、Co等含量较低,被称为微量元素。对绝大多数水体而言,限制藻类生长的营养因子主要是氮和磷,有时CO2也会成为限制因素。
⑵氮
水环境中氮的主要来源是氮气,大气放电、光化学反应和生物固氮作用可将大气中的惰性氮转化为氮化物而进入水体。水体中的氮的形态粗略分为5种:分子氮、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮以及有机氮化物。经过固氮、同化和脱氮等生化作用后,一部分无机氮被生产者(水生植物如藻类)合成蛋白质并通过食物链进行传递,为其他消费者所利用;而部分无机和有机氮化物被分解成游离氮在氮食物链传递的过程中,生态系统的死亡有机物包括动植物尸体和排泄物,经过微生物的分解而释放出氨基酸,再经氨化菌作用而形成氨。其中,一部分以氨盐或其硝化产物的形式被植物吸收,再次进入循环途径;而有些则通过事物的脱氮作用或直接以氨的形式返回大气。此外,生态系统中的一些动植物尸体可能被埋入地层深处或成为深水沉积物,其中的有机氮将暂时脱离循环。
氮循环中虽然部分氮经上述途径而流失,但是这种损失得到了事物固氮和高能固氮的补偿。因此,氮循环是一个相当完全的、具有自我调节和反馈机制的系统。
氮是藻类合成蛋白质、叶绿素的元素。根据实验测定和理论推算,浮游藻类细胞中的碳、氢、磷摩尔比例为106:6:1。水体中的氮包括有机态氮、氨氮、硝酸态氮、亚硝酸态氮。我国于1986~1990年期间进行的调查显示,20个大中型水库氨氮平均氨氮浓度为0.029~1.508mg/L;城市近郊小型湖泊的氨氮浓度为0.262~20.82mg/L。一般淡水藻类的固氮速率为0.025~17ug氮/光照小时。根据美国环保局1976年进行的调查,美国东部623个湖泊中有30%是氮起着限制作用。
⑵磷
磷在水体中通常以正磷酸盐的形式存在,由于岩石的风化、磷酸盐矿的溶解、土壤的淋溶和迁移以及生物转化等过程,使磷酸盐进入水体。淡水中磷的循环可归纳为7个过程:①

TOP

①磷从岸边通过地表径流而进入水体;②岸边的水生植物和水体中的浮游植物从水中摄取磷,并经食物链传递;③水生生物的排泄物以可溶态有机磷的形式释放磷,并在磷酸酶的作用下缓慢的转化为磷酸根而被重新利用;④动植物尸体和其他含磷的悬浮物在沉降到水底的过程中,因其有机物分解而释放磷;⑤动植物尸体和悬浮物沉积到水底;⑥当水底的沉积物处于还原条件下,磷通过扩散作用从沉积物扩散到上蹭水体中;⑦沉积物中磷酸根与铁、铝等金属作用生成难溶解的磷酸盐而储存在沉积物中,暂时退出循环。由此可见,磷循环是一个不完全的循环,尤其在自然界中,大量的磷进入海洋后沉积于深处,而重新返回的磷不足以补偿陆地和淡水水域中的损失。由于磷的不完全循环,世界上很多地区的淡水水域缺磷,以致磷成为水体初级生产力的重要限制因素,一旦大量的磷进入水体后,往往会引起浮游植物的迅猛生长而使水体呈现富营养化。
磷是核糖核酸RNA和脱氧核糖核酸DNA以及三磷酸腺(ATP)的重要元素,也是许多酶促反应的辅酶因子的组成元素,是细胞内光合磷酸化和氧化磷酸化等能量转化的关键因素。一般认为,磷是藻类生长繁殖的首要限制因子。当水环境的磷供应充足时,藻类就可以得到充分增殖。我国大中型湖泊的总磷浓度范围是0.018~0.400mg/L,城市近郊小型湖泊磷的含量范围是0.089~0.74mg/L。
⑶氮磷比
氮磷比(N/P)也是主重要的影响因素。在N、P较丰富的情况下,对光合作用最适宜的N/P是7.2。日本湖沼学者坂本曾经研究指出:当湖水的TN/TP为10:1~25:1的范围时,N/P较大时,蓝藻为优势藻种;春秋绿藻为优势藻种;弱酸性水体中,水温低时,硅藻、金藻、甲藻易占优势。
⑷碳源
碳是构成有机物的基本元素,其代谢又是生物的能源来源。因此,生物即要从环境中获得碳源的补充,又要经过各种代谢作用将其回归自然。水环境中有机物的来源有两种:一种是随地表径流以溶解态或悬浮态进入水体的外来有机物;另外更重要的一部分是水生植物通过光合作用,利用二氧化碳等无机物所合成的各种复杂有机化合物。异养生物通过食物链直接或间接利用这些有机物,将植物的有机物转化为动物有机物。水体中的动植物通过呼吸作用来产生能量以维持自身生命活动的需要,其结果是一部分有机物被破坏和分解,所产生的二氧化碳将回到环境中去,一部分将进入到再循环途径。水体中动植物的排泄物及其死亡后的生物体,在水团或底部沉积物中被微生物分解,同时释放出同化的物质,使二氧化碳又重新回到环境中,在下一次循环中被利用。水体中所自生的或外来的有机物并非全部被破坏和分解,其中一部分有机质以不同的形式脱离水体(如渔业捕捞),通过其他途径进行碳的循环;另外一些未被分解的有机物质(如木质素)沉积于水底,逐渐转化为具有地质化学特征而退出循环。
CO2是藻类进行光合作用的碳源。藻类在有光照的条件下利用水中的氢还原CO2合成有机物质,藻类生物量增加,水中CO2逐渐减少。可通过藻类利用CO2的速度来指示水体富营养化程度。日本学者提出预告水体富营养化的关系式所示:
COD(mg/L)×无机氮(mg/L)×无机磷(mg/L)÷1500
以测定和预告水体富营养化的发生和富营养化的程度。当该值﹤1,水体不能发生富营养化;当该值=1,水体中营养增高,但富营养化不很严重;当该值﹥1,则水体氮磷含量高,可发生富营养化。该值越大,风雨衣化程度越严重。
三、生态因子与藻类生长
微生物生存的场所中,对微生物生长发育具有直接或间接影响的环境要素,成为生态因子。生态因子是藻类生长的外因。主要包括光照、温度、pH值、溶解氧、水的活度、

TOP

三、生态因子与藻类生长
微生物生存的场所中,对微生物生长发育具有直接或间接影响的环境要素,成为生态因子。生态因子是藻类生长的外因。主要包括光照、温度、pH值、溶解氧、水的活度、氧化还原电位、其它生物等。
在富营养化的湖泊水库中,营养充足,藻种群由于对温度、光照等生态因子的适应,群落组成存在季节演替现象。藻种群的生长态势与生态因子之间密切相关。
⑴光照的影响
光照对藻类生长的影响主要表现在:
①        水体中藻类的生长是利用光能进行光合作用合成自身物质的。在一定范围内,光照强度增加和光照持续时间延长,藻类的生长率也增加。不同的藻需要不同的光照强度。
②        藻类在水体的垂直分布受光质和光强影响。在水体中,由于水对各种光波的吸收能力不同,不同水深具有的光波范围也不同。一般,蓝藻常集中在表层,绿藻大都分布在上层,硅藻一般在绿藻之下。另一方面,光强限制了藻类向深层分布的深度。
⑵温度的影响
绝大多数藻类是中温性的。温度对藻类的生命活动有重要的影响,一面通过控制光合作用或呼吸作用强度,直接影响藻类的增殖。另一方面,可通过控制水体中各类营养物的溶解度、离解度或分解率等理化过程间接影响藻类的生长。
温度对藻类在水体中的分布和数量也起一定的作用。在风力比较小和水体比较平静的状态,温度沿水体深度分布存在着温跃现象,水体呈现分层,垂直方向的传质受到限制。水体的分层会加速藻类的繁殖生长。
⑶pH值的影响
水体pH值的影响主要表现在:引起细胞膜电荷的变化,从而影响营养物的吸收;影响代谢过程中酶的活性;影响生长环境中营养物的溶解度、离解度或分解率等理化过程,从而改变营养物质的供给。
  天然水体中pH值主要取决于游离CO2的含量及碳酸平衡:
CO2(溶解于水中)+H2O=HCO3-+H+=CO32-+2H+
水体中的pH值由于藻、菌的作用,昼夜变化,也随季节变化和生物的垂直分布而变化。
藻类生活的最适宜pH值为范围为6.5~7.5,可以生长的范围在4~10,多数蓝藻最适合生长在弱碱性条件下。
四、地形因子与藻类生长
影响富营养化的地形因子主要有面积、水力停留时间、容积、水深、岸线系数等因素,富营养化易发生在水流比较缓慢、水深比较浅(一般小于4米)、相对封闭的水域。这类湖泊利于光照、温度向水体内部的透入,有助于水体迅速增温,光线充足,水压较小,有较大的浅水区,低泥距离水面近,有利于营养物的释放,因此藻类容易大量繁殖,形成富营养化现象。
  另外,湖泊水域的封闭度是衡量湖泊生态条件优劣的重要标志之一。封闭度愈大,愈不利于交换,愈有利营养物质在湖泊水体内的滞留和积累,从而为生物产生提供了良好的条件。

TOP

藻类的控制与去除
在相对封闭的水域,如湖泊、水库、储水池等,由于受到污染而发生富营养化,水中藻类等浮游植物会增殖剧烈,因此,消除藻类对城市供水水质的影响,关键要限制水体的营养盐含量。
生物控制是绿色的控藻技术。中国科学院水生所通过在东胡放养鲢、鳙鱼,使其14年未再爆发水华。此外,还可利用藻类病原菌、藻类病毒以致藻类繁殖。
清除低泥是彻底的去除内源性营养盐的方法,但也具有风险,因为低泥中的污染物会重新进入水体,宜采取有效的防范措施。
解层技术是常用的物理方法,即人为地使水体水层混合,消除热分层及由此引起的利于藻类繁殖的条件。英国在一些面积大于1Km2和水深大于10m的水库中应用暴气或推流系统来防止水库热的分层,但对水深小于10m的水库,则因水浅而难于使用暴气系统。
投加硫酸铜是应用最多的化学方法,但是硫酸铜的投加量较大,须保证浓度1.0mg/L以上才能有效控制藻类生长,会使水中铜盐浓度上升。铝盐、铁盐、钙盐都是有效的营养物钝化剂,它们可以沉淀水体中的氮和磷,在美国许多湖泊水库的应用中,成功地去除了藻类和其他水生植物。改变水体的pH值,向水中投加石灰提高pH值,有助于以致藻类的生长。
美国有一种产品称为Aquamats,具有很强的摄取氮磷等营养物质的能力,将此产品置于水体中,它们抢先摄取氮磷等营养物质,光合作用之后可产生鱼类和其他水生生物的食物,藻类得不到足够的营养物,其生长受到限制,其作用相当于一人工湿地。
当水中藻类随取水进入水厂,则需在水厂采取杀藻除藻措施。
预氧化杀藻是常用的一项除藻技术。常用的预氧化剂有氯、二氧化氯、臭氧、过氧化氢以及高锰酸钾及复合剂。氯预氧化杀藻效果也好,但会产生大量氯化消毒副产物,其中大多数对人体有害,所以,现在愈来愈多地被其他预氧化剂代替。
臭氧预氧化杀藻效果也好,但有人认为。臭氧化可能将大有机物分解成分之较小的中间产物,这些中间产物,可能存在毒性物质或突变物质,或者有些中间产物与氯作用后致突变反而增强。当水中的溴离子时,臭氧易于与溴离子反应生成溴酸根(BrO3ˉ),致癌作用很强。美国对BrO3ˉ的限制为0.01mg/L。另外,臭氧生产设备较复杂、投资较大,电耗也高,当水质变化时,调节投加量比较困难。臭氧在水中溶解度低,尾气处理不当会形成空气污染。
二氧化氯(ClO2)预氧化杀藻效果又很好,且不会产生氯化消毒副产物,不过ClO2消毒或作为氧化剂存在以下问题值得重视:ClO2本身和副产物ClO2ˉ对人体血细胞有损害。毒理学研究表明,二氧化氯是一种有毒化合物,对肝功能、血液、中枢神经有一定影响;二氧化氯的副产物主要是ClO2ˉ和ClO3ˉ,这些副产物对人体产生一定的危害,可能会抑制人体甲状腺素的分泌,引起胎儿小脑重量下降,神经行为作用迟缓和细胞数下降等,所以采用二氧化氯消毒应严格控制管网水中ClO2ˉ不得超过0.2mg/L。在我国生活饮用水水质新标准中,不得超过0.8mg。L。

TOP

此外,由于制取ClO2的NaClO2的价格很高,约为CL2的10倍,这也限制了ClO2消毒在我国的广泛使用。
由于ClO2氧化时向ClO2ˉ和ClO3ˉ的转化率为70%,所以ClO2投加量不宜超过1mg/L,这个投加量对含藻量高的水是不够的,所以限制了二氧化氯用作预氧化剂的使用。(在欧美有一些国家严格控制投加量。)
高锰酸钾预氧化杀藻,由于其氧化能力较弱,杀藻效果不如前几种预氧化剂。但是,上述几种氧化剂杀藻时会导致藻细胞的破坏,使水中臭味物质以及藻毒素含量增大,造成二次污染。高锰酸钾杀藻时藻细胞内溶物基本不外泄。此外,高锰酸钾预氧化迄今尚未发现对人体有害的氧化副产物,所以是比绿、臭氧和二氧化氯更安全的杀藻剂。高锰酸盐复合剂(PPC)由于主、辅剂的相互协同效应,使其杀藻效果显著提高。
混凝是城市水厂净水工艺不可缺少的主要单元,也是除藻的主要方法,由于藻类细胞一般都带负电,在水中投加混凝剂以中和藻类表面的负电,使之脱稳而沉淀。对于低浊度的含藻水,由于水中泥沙颗粒较少,混凝生成的絮体密度较低,故沉速较慢。为了加快固液分离,可以采用污泥回流的方法,以强化絮凝反应,生成更粗大更密实的絮体;还可以向水中投加有机高分子助凝剂,提高絮凝沉淀效果;还可以向水中投加细纱,以加大絮体密度,提高絮体沉淀速度,等等。
采用气浮的方法,使微细气泡黏附在絮体表面,借助气泡上浮的作用,使絮体快速上浮而分离除去,所以气浮是一种高效处理含藻水的技术。但是,气浮产生的浮渣的处理比较难,是有待解决的问题。
微滤机是一种物理除藻方法。用极细孔径的网筛过滤含藻水,可将水中部分藻类去除截留。微滤机除藻在我国很少使用。
膜滤除藻也是一种物理除藻方法。使水通过微滤膜超滤膜,可将水中藻类几乎全部除去,但要防止藻对滤膜的污染。
高锰酸钾及其复合剂(PPC)即是预氧化杀藻剂,也是助凝剂和助滤剂,能显著提高混凝除藻效果。将高锰酸盐复合药剂除藻实验结果与生产上预氯化的藻类去除滤比较,对于相同的原水水质,用预氯化方法,PAC的投加量90mg/L,加氯量14mg/L,沉后水除藻率达到70%左右;而投加PPC1mg/L和PAC40mg/L时,即能达到沉后水藻类去除滤97%的效果。

TOP

富营养化对供水安全的影响
湖泊水库作为我国重要的给水水源,水体富营养化对供水安全带来的影响主要表现在水厂运行、饮用水水质、管网、与管网水质三方面。
一、        对水厂的不利影响
由于水中微小藻类不易在混凝沉淀构成中去除,含有大量藻类的沉淀水进入滤池时,常常使得滤池较早堵塞,使滤池运行周期缩短,反冲水量增加,严重时可能导致水厂停产。
   另一方面,水中大量藻类、有机物和氨氮的存在,使得混凝剂和消毒剂用量大大增加。这是因为:天然有机物所含羟基和酚基,使得有机物所具有的负电荷是黏土矿物颗粒阳离子交换容量的几十倍,因而使混凝剂消耗量增加。同时,有机物和氨氮与氯反应,投加量大大增加,不仅使制水成本提高,更增加了水中消毒副产物的含量,降低了饮水安全。
  富营养化水体在缺氧时产生大量的硫化氢、甲烷和氨等,更增加了水处理的技术难度。
二、        对水质的不利影响
在富营养化的湖泊水体中,藻类大量繁殖,引起不同的腥味异臭。藻类产生的臭味用常规处理工艺很难去除,使城市供水出现不愉快气味,大大影响了供水质量。

TOP

助滤剂的主要原理是通过加入助滤剂改变进入滤池之前的颗粒或滤料表面性质、电性与尺寸。改变滤料表面性质可提高颗粒向滤料迁移速度与黏附效率;改变进入滤池悬浮颗粒的表面性质与尺寸可提高颗粒黏附效率。按照该机理形成的聚合物–颗粒絮体,使颗粒和黏附作用都得到加强。形成的絮体尺寸比较大,颗粒之间或颗粒与滤料之间结合紧密,可抵抗滤池对水流的剪切力,使滤池工作周期延长。投加助滤剂后,能有效地降低滤速突然变化引起的悬浮颗粒穿透程度,保障滤后水水质。
助滤剂的主要种类有:⑴聚合无机高分子(如聚合氯化铝、聚合硫酸铝)⑵合成有机高分子(如聚丙烯酰胺、HAC阳离子絮凝剂)⑶天然有机高分子(如骨胶、海藻酸钠)⑷氧化剂(如氯、臭氧、二氧化氯等)。
助凝剂:凡是改善混凝过程与混凝剂联合使用的药剂都可称为助凝剂。其作用原理与具体用途有关,对于藻类过量繁殖的情况,可加入氧化剂进行预氧化提高混凝效果,也可加入有机高分子助凝剂,增加絮体密度,提高混凝沉淀效果;对于低温低浊水处理,由于其黏度大,絮体沉降性能差,造成混凝剂投加量增大,此时加入有机或无机高分子助凝剂增大絮体尺寸、增加絮体密度,提高沉速;对于碱度较低的原水,混凝过程会导致pH下降,不但影响混凝效果,而且会产生酸性水,不利于管网水质稳定,因此需要投加碱进行pH调整;对于含藻水和含有有机类色度水(例如含腐殖酸、富里酸等),不但混凝剂投加量升高,而且沉降性能恶化,可加入一定量有机高分子助凝剂提高沉降性能,也可加入一定量的氧化剂破坏有机物对胶体的稳定作用(如高锰酸钾、高铁酸钾)。对于含铁、锰地表水,氧化剂可使铁和锰的有机物洛合物破坏,有利水中铁、锰和有机物的去除。对于低温低浊水,也可投加黏土强化混凝,但增加了沉淀排泥量。
助凝剂种类:⒈有机与无机高分子,如活化硅酸、聚丙烯酰胺、骨胶等。⒉pH调节剂如盐酸、硫酸和碱石灰。⒊无机颗粒如黏土、微砂。⒋氧化剂如高锰酸钾、二氧化氯等。
聚丙烯酰胺((PAM)是由丙烯酰胺聚合而成的有机高分子聚合物,无色、无味、无臭,能溶于水,没有腐蚀性。聚丙烯酰胺在常温下比较稳定,高温时易降解,并降低絮凝效果。储存时应考虑防冻措施,室内温度不应低于2℃。
  聚丙烯酰胺的分子结构为:  —〔CH2–CH〕–n
                                                                            ︱
                                                                         CONH2
  结构式中丙烯酰胺分子量为71.08,n值为2×104~9×104,故聚丙烯酰胺分子量一般为1.5×106~6×106,分为低、中、高和超高分子量。
聚丙烯酰胺是目前絮凝分离工业应用最广泛的高分子絮凝剂之一。聚丙烯酰胺含有高活性的亲水基团-酰胺基,常能吸附在悬浮固体颗粒表面。在所吸附的颗粒间架桥连接,把分散的细小颗粒聚集成大絮团。水解的聚丙烯酰胺有显著的絮凝作用,聚丙烯酰胺在NaOH等碱类作用下,发生水解反应,变成阴离子型高分子,在链接静电斥力的作用下产生卷曲状的分子链拉长,提高吸附、架桥效果。但水解过度会使负电性过强,应通过水解产生的氨控制水解度为30%。水解后的聚丙烯酰胺增加了其伸展性,有利于发挥吸附架桥作用,因此部分水解聚丙烯酰胺具有很好的絮凝特性。
聚丙烯酰胺有些是水解产品,又有些是未水解产品,需要在使用前进行水解,聚丙烯酰胺的溶解时间一般为8~48h。聚丙烯酰胺的溶解时间为0.75~1h。提高水温和搅拌速度可加快其溶解速度,但水温最高不超过55℃,否则降低絮凝效果。
聚丙烯酰胺本身无毒,但是其单体有毒。我国卫生部规定生活饮用水中的最高使用量为1.0mg/L(经常使用)和2mg/L(不经常使用)。单体丙烯酰胺的最高允许浓度为0.01mg/L(经常使用)和0.1mg/L(不经常使用)。一般高锰酸盐投加量在1.0mg/L之内既可将丙烯酰胺氧化分解到检出限以下。

TOP

发新话题