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深度探討-水處理系統(tǒng)中綠藻的去除

 梵心4466 2020-12-16

原水中的藻類會產(chǎn)生異臭,、異味,影響凈水廠出水水質(zhì),。針對這些問題,,總結(jié)了國內(nèi)外一些除藻方法和經(jīng)驗(yàn),并介紹了部分工程實(shí)例,。?


1 混凝除藻?


  投加硫酸鋁作為混凝劑可同時去除濁度和藻類,,出水中藻類數(shù)量<1000/mL時所需混凝劑量遠(yuǎn)大于濁度<3 NTU時所需的量。原因是粘土類膠體在ζ電位=-5 mV時即可完全脫穩(wěn),,而藻類必須在ζ電位=0時才能脫穩(wěn),。若同時投加聚丙烯酰胺或陽離子型助凝劑則可減少硫酸鋁用量。
  采用混凝法除藻時應(yīng)根據(jù)藻的種類選擇藥劑,。環(huán)保小蜜蜂去除硅藻時可單獨(dú)投加硫酸鋁,,例如番禺市沙彎水廠在硅藻高繁殖期的投鋁量從平時的1.2 mg/L增加到3.0 mg/L,可使沉淀池出水的濁度降至12 NTU以減少進(jìn)入濾池的藻類數(shù)量,。去除綠藻一般需要預(yù)氧化,,預(yù)加氯時其去除率約為95%98%,無預(yù)氯化時其平均去除率為85%(如果考慮到預(yù)加氯會產(chǎn)生三鹵甲烷,,也可以用其他氧化劑),。藍(lán)、綠藻會產(chǎn)生臭味,,甚至含有毒素,,并且會分泌黏液造成配水管網(wǎng)中出現(xiàn)后絮凝現(xiàn)象,此種分泌物又可能轉(zhuǎn)化為三鹵甲烷母體,,因此是水處理中較難去 除的藻類,,也是多數(shù)富營養(yǎng)化水體中主要生長的藻類,它對混凝劑投量的調(diào)整極為敏感,。
  另外,,藻類代謝產(chǎn)生的有機(jī)物對絮凝和過濾也有影響,其原因是該有機(jī)物中的酸性物質(zhì)與混凝劑(鐵鹽或鋁鹽)的水解產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng),,生成的表面絡(luò)合物附著在絮體顆粒表面,,阻礙了顆粒相互碰撞,因此必須增加混凝劑的投量,,補(bǔ)償由于表面絡(luò)合物的形成對顆粒脫穩(wěn)和絮凝造成的影響1,。


2 直接過濾除藻?


  直接過濾不適宜處理含藻量極高的水,這時應(yīng)在過濾池前增加沉淀池或澄清池,但這樣還可能出現(xiàn)濾池出水含藻量>1000 /mL的情況,,需要進(jìn)一步處理,。
  沉淀或澄清構(gòu)筑物的類型很多,,可除藻率卻不相同,。例如用靜沉池處理泰晤士河水時,平均除藻率為59%,,可是它處理衣阿華河水時,,除藻率為37%(硫酸鋁混凝)97%(石灰軟化)應(yīng)用澄清池處理波蘭河水時,,平均除藻率為85%86%(無預(yù)氯化),、95%97%(預(yù)氯化),并且浮游動物量也相應(yīng)下降93%96%(無預(yù)氯化)99%(預(yù)氯化),,因此澄清池的處理效果優(yōu)于靜沉池,。
  直接過濾適用于原水中藻類和懸浮物數(shù)量較少的情況,該工藝的關(guān)鍵是濾速的大小,。采用均質(zhì)砂濾池或雙層濾料濾池進(jìn)行直接過濾的工藝,,藻類去除率約為15%75%。若進(jìn)行預(yù)氯化并在投加混凝劑后采用白煤砂雙層濾料濾池直接過濾(濾速<3 m/h),,則藻類的最優(yōu)去除率約為95%,。但是當(dāng)原水中藻量>1000/mL、白煤粒徑為0.9 mm或藻類數(shù)量>2500/mL,、白煤粒徑為1.5 mm時,,過濾周期明顯縮短。
  昆明五水廠原水藻類數(shù)量平均為30 500/mL,,采用微絮凝直接過濾法除藻(雙層濾料:陶粒粒徑為2.02.5 mm,、高為700 mm,石英砂粒徑為0.61.2 m m,、高為500 mm,,濾速為610 m/h),其去除率平均為96.4%,。
  將馬德里的西班牙河水作為原水進(jìn)行的半生產(chǎn)性試驗(yàn)也得出了類似的結(jié)果,。雙層濾料濾池的藻類去除率為63%98%,其中以同時投加10 mg/L的硫酸鋁和0.5 mg/L的活化硅酸時效果最好,但因原水中藻類數(shù)量>2500/mL,,致使濾池的工作周期僅為6 h,。


3 沉淀或過濾除藻?


  向反應(yīng)沉淀池中投加粉末活性炭(PAC)作為助凝劑(可有效去除泥土氣味),可以強(qiáng)化反應(yīng),、沉淀效果,,特別是在藻類大量繁殖的季節(jié)此法可作為應(yīng)急措施。19955月,美國芝加哥的 供水部門在夏季到來之前就開始投加PAC(投量約為2.4 mg/L),;當(dāng)水中出現(xiàn)甲基異冰片(MIB)(7月中旬),,將PAC的投量逐漸增加到11 mg/L;夏季過后,,PAC的投加量隨MIB濃度的減小而減少,,當(dāng)PAC的投量減到1.2 mg/L時再持續(xù)投加1個月,在此期間若MIB濃度降到5μg/L 則可停止投加PAC,。
  日本的高橋和孝等人對以水庫水為水源的某水廠(采用常規(guī)處理工藝)全年的進(jìn),、出水進(jìn)行監(jiān)測,得出藍(lán)藻6—10月數(shù)量多,、硅藻9轉(zhuǎn)年4月數(shù)量多,。同時證明,只要藻類的數(shù)量不太多,,常規(guī)處理對藻類具有較好的去除性能2,。
  美國的Pakmer教授研究了水中藻類對過濾效果的影響:當(dāng)藻類數(shù)量<500/mL時,不會引起濾池堵塞,;當(dāng)藻類數(shù)量為5001000/mL時,,濾池有稍許堵塞;當(dāng)藻類數(shù)量為10002000/mL時,,有明顯堵塞現(xiàn)象,;當(dāng)藻類數(shù)量>2000/mL時,會出現(xiàn)嚴(yán)重堵塞,。
  上海市月浦水廠自陳行水庫取水,,從每年的3月下旬開始,庫中水溫上層高,、下層低,,藻類繁殖很快,進(jìn)入水廠的藻類難以沉淀,,造成濾池堵塞(過濾周期僅為23 h),。該廠采取的措施:一是減少原水在水庫中的停留時間,提高水庫的換水率,,使水中雜質(zhì)來不及沉淀(保持渾濁狀態(tài))而陽光難以射入,,從而導(dǎo)致藻類的光合作用困難;二是采用藥劑控制(向水庫水中投加漂白粉),。


4 慢濾池,、生物濾池除藻?


  瑞典的斯德哥爾摩水廠將快濾池的出水再經(jīng)慢濾池處理(慢濾池過濾面積為5002400m2,濾速僅為快濾池的1/30,,砂層厚度為1m),,以去除水中殘留的微小藻類,。
  以色列以麥桿作為過濾材料,在體積1m3PVC池中裝入50 kg麥桿進(jìn)行過濾,,可去除75%的藻類,。
  生物濾池工藝是生物除藻的一種,主要是利用生物膜上的微生物對藻類的絮凝,、吸附作用,,使其被沉降、氧化或被原生動物吞噬,。


5 預(yù)氧化除藻?


  對于某些藻類(例如綠藻)可以用氯,、臭氧、高錳酸鉀或二氧化氯等氧化劑進(jìn)行預(yù)氧化,,以提高去除效果。有一些藻類在預(yù)加氯后常會產(chǎn)生臭味,,這時應(yīng)加過量的氯,,使之產(chǎn)生游離態(tài)的余氯,隨后再根據(jù)水質(zhì)要求進(jìn)行脫氯,。
  利用高錳酸鉀除藻也有較好的效果,,對堿性水的除藻效果優(yōu)于中性或酸性水。一般高錳酸鉀投加量為13 mg/L,、接觸時間≥12 h,,但也有投加量為10 mg/L、接觸時間為1015 min的特殊情況(為了延長接觸時間,,可在引水管中投藥),。如果預(yù)氧化過程中高錳酸鉀投量過多,可能會穿透濾池而進(jìn)入配水管網(wǎng),,出現(xiàn)黑水現(xiàn)象,,而且出水的含錳量增加,有可能不符合生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),。過剩的高錳酸鉀可在沉淀池中去除,,只要淡紅色已在池內(nèi)消失,高錳酸鉀就不會進(jìn)入濾池,。有些水廠采用直接過濾工藝(不經(jīng)過混凝,、沉淀),則需專門的檢測設(shè)備,,以防止多余的高錳酸鉀穿透濾池而進(jìn)入配水管網(wǎng),。有時也可投加粉末活性炭去除過剩的高錳酸鉀,其投加點(diǎn)應(yīng)在高錳酸鉀氧化反應(yīng)完成以后,,以免相互作用而降低除藻效果,,但是粉末活性炭也可能穿透濾池而進(jìn)入配水管網(wǎng),,宜在濾速上加以控制。
  臭氧是唯一不增加處理水中總固體的有效氧化劑,,投加量為0.55 mg/L,。由于該法所需資和運(yùn)行費(fèi)用較高,在國內(nèi)還很少應(yīng)用,。
  臭氧和活性炭聯(lián)合除藻已受到人們的重視,。日本福間町水廠原水取自某水庫,該水庫庫容較小,、深度較淺,,因此藻類容易繁殖(有時有異味)。該水廠僅在水庫水位低,、藻類多,、氣味大時增用臭氧活性炭處理設(shè)備,使藻類得到控制,。
  北京田村山水廠水源取自懷柔,、密云和官廳水庫,藻類繁殖高峰期經(jīng)常規(guī)處理后的出水達(dá)不到飲用水標(biāo)準(zhǔn),,當(dāng)增加了臭氧活性炭深度處理后,,取得了滿意的效果。
  美國許多水廠附近設(shè)有調(diào)節(jié)水庫,,庫中藻類數(shù)量較多,,常采用三種方法除藻:當(dāng)藻類數(shù)量較多時,每天由專門人員向水庫中投加硫酸銅溶液,,投加量一般為0.50.7 mg/L,;當(dāng)藻類數(shù)量居中等時,在原水中投加高錳酸鉀,;當(dāng)藻類數(shù)量較少時,,采用預(yù)氯化去除。近年來,,人們認(rèn)為二氧化氯可以作為一種有效的除藻劑,。其除藻機(jī)理是藻類葉綠素中的吡咯環(huán)與苯環(huán)非常類似,二氧化氯對苯環(huán)具有一定的親和性,,能使苯環(huán)發(fā)生變化而無臭無味,。二氧化氯也同樣能作用于吡咯環(huán),氧化葉綠素,,致使藻類因新陳代謝終止且合成蛋白質(zhì)中斷而死亡,。二氧化氯與藻類的反應(yīng)速度極快,能夠有效地控制霉味和魚腥味等,。二氧化氯目前在國內(nèi)并沒有得到廣泛應(yīng)用,,它和臭氧一樣需就地生產(chǎn),。國外有穩(wěn)定的液態(tài)二氧化氯供應(yīng)站,但是價格昂貴,。


6 氣浮除藻?


  近年來溶氣氣浮法除藻得到了廣泛應(yīng)用,,此法在固液分離速度(58 m/h)、污泥濃度及節(jié)約藥耗等方面都有比較滿意的效果,。氣浮法除藻優(yōu)于澄清法之處主要是:當(dāng)原水中藻類的數(shù)量為(35)×104/mL時,,氣浮池和澄清池出水中藻類數(shù)量均為1000 1200/mL,但氣浮法可節(jié)約混凝劑20%40%,;氣浮池污泥干固體濃度為2530g/L,,澄清池的干固體濃度僅為氣浮池的1/10,因此在污泥處理時氣浮法可省去污泥濃縮階段,,減少了處理設(shè)備的投資,;氣浮工藝比較節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用,但要求原水的懸浮固體含量不高,,并且設(shè)備發(fā)生故障時能及時檢修,。我國昆明、武漢和無錫等地的水廠采用了氣浮池,,可同時達(dá)到澄清和除藻的目的。


7微濾機(jī)法?


  采用網(wǎng)眼孔徑為1045μm(多數(shù)為35 μm)的微濾機(jī),,除藻率約為50%70%,,但濁度只能減少5%20%。采用孔徑為2535μm的布篩處理開羅的尼羅河水時,,藻類平均去除率為40%,;處理巴黎塞納河水時為55%,處理湖泊和蓄水庫水時為50%65%,。德國的Slipplingen水廠在向原水中投藥之前用微濾機(jī)去除原水中大部分藻類等顆粒物,。
  微濾機(jī)對藻類的去除率隨藻的種類不同而有很大區(qū)別,越細(xì)小的藻類越難去除,,有時僅去除10%,,可是這種藻類所消耗的混凝劑量最大。又因微濾機(jī)所能去除的濁度不多,,所以應(yīng)用微濾機(jī)幾乎不可能降低混凝劑投量,。
  在某些特殊情況下,例如需要去除浮游動物(蠕蟲,、甲殼動物等)時,,可選用微濾機(jī)除藻。

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