水厂常规水处理工艺藻类去除初步研究.doc

水厂常规水处理工艺藻类去除初步研究1 前言藻类问题一直是供水行业人们关注的一大热点，由于现代工、商、农业的迅速发展以及生活污水的乱排乱放，导致淡水水源受到不同程度的影响，水体受氮、磷等营养物质污染后水质恶化1,2，水体富营养化进程大大加速致使藻类生长旺盛3，因此每年夏秋季藻类的大量繁殖都加大了水厂的水处理难度。由于水质监测工作中大多只对水源水藻类进行显微计数，对经过常规处理后的出厂水藻类监测关注不够，同时人们在实际生活中发现水表中常有一些绿色微型植物覆盖，影响了人们对供水水质的信任度。因此，对水源水、出厂水藻类及水表中“绿色污染物”的鉴别跟踪是完全必要的，我们以某水厂为例，对三者进行藻类监测，以期为常规水处理工艺改进以及更好的保障人们的安全用水提供参考和依据。2 研究方法2.1 仪器与试剂CH-30型显微镜（附带Pstudio软件成像系统）；鲁哥氏液固定剂：称取4g碘及6g碘化钾，溶于100mL纯水中。2.2水源水中藻类的测定42.2.1水样的采集采样每月2次，连续采集两个月（分别为五、六月份），采集工具用分层水质采样器。对水深310m的水体，同一取水点分别在距水面0.5m及底层0.5m处取水，两层水各取500mL混合成一个水样；水深大于10m的水体,采样点采用分层取样（每1m一水样），各层等量混合成一个水样（采样时间在同一天的相近时间）。本实验水源水采集水样量为1L，出厂水为10L，水表打开表盘后直接取样，用少量无菌蒸馏水稀释镜检。2.2.2水样的固定测定藻类用的水样应立即加以固定，即杀死水样中的浮游植物和其他生物。固定剂用鲁哥氏液，固定剂用量为1L水样中加15mL鲁哥氏液，使水样呈棕黄色即可。2.2.3沉淀和浓缩沉淀和浓缩在筒形分液漏斗中进行,因为一般浮游藻类的大小为几微米到几十微米，再经过碘液固定后，下沉较快，所以静置沉淀时间一般需用48h。然后用细小玻璃管以虹吸方式缓慢地吸去上层的清液，注意不能搅动或吸出浮在表面和沉淀的藻类。最后留下约20mL时，将沉淀物放入容积为30mL或50mL的试剂瓶中，试剂瓶事先应精确的在30mL处做好标记，用吸出的上层清液或蒸馏水冲洗分液漏斗23次，一起放入试剂瓶中，在计数时定容到30mL。2.2.4计数计数时用面积2020mm、容量0.1mL的计数框。计数时，将计数样品充分摇匀后，迅速吸取0.1mL样品到计数框中，盖上盖玻片。计数框内应无气泡，也不应有样品溢出。计数时显微镜的目镜为10倍，物镜为40倍。我们采用目镜视野法计数，计数200个视野。2.2.5计数结果把计数所得结果换算为原来所采的水样中藻类的数量。计算公式：N=(A/Ac.V)(Vs/Va)Ns/n式中：N每升原水样中藻类数量（个/L）；V采样体积（L）A计数框面积（mm2）；Ac计数面积（mm2）；Vs1L原水样沉淀浓缩后的体积（mL）；Va计数框的体积（mL）；n视野数目（个）Ns藻类总数（个）3 研究结果与讨论通过显微观察，我们发现水源水中藻类在五、六月份多以蓝藻、绿藻和硅藻为主，其优势种为微囊藻属、平裂藻属和小球藻属，水源水虽然经过了水常规处理工艺的一系列絮凝、沉淀、过滤、消毒等过程，但在出厂水中仍可检出许多种藻类，我们检出的有十字、平裂藻、微囊藻、鼓藻等5,6（见附图），同时对水源水、出厂水藻类计数统计发现，出厂水藻类的去处率五、六月份仅为94%96%，与戎文磊等报道的常规水处理工艺同期藻类的去除率97.5%相比要低7，究其原因可能在于水源水中所含藻的种类和数目不同。出厂水所检出的不同种藻类说明这些藻类对于常规水处理工艺的氯消毒有很高的耐受性，常规投加量不能完全杀灭这些藻种，而后续的絮凝、沉淀、过滤等过程对这些藻类也不能完全起作用，这样水常规处理工艺并不能完全去除水源水中的藻类，而且藻类的去处率在一年中随时间的不同也有所波动，加大了水厂对藻类处理的难度。对水表中绿色附着物直接取样镜检发现附着物多为藻类且藻的种类与出厂水所含种类相同，如出厂水中含有的绿藻、色球藻、鼓藻、微囊藻等，其中尤以色球藻和微囊藻多见，同时还有一些微生物、浮游生物等，微生物和浮游生物的含有是因对水表直接取样未加试剂对其杀灭所致，但也说明了水中的微小生物由于有了水表的附着场所而出现了繁殖现象，水表中藻类的检出说明出厂水中的藻类在流经管网到达水表时，由于水表密封不严，少量管网水可以流经水表表盘，其中出厂水所附带的少量藻类、浮游生物和微生物附着在表盘上，经过常年累积，在合适的光照、温湿度等良好的生存条件下，出厂水附带的藻类在水表中繁殖生长蔓延，藻类逐渐覆盖表盘进而影响到水表的使用，用户看到水表积存的藻类怀疑到供水的水质，影响到水的感官，影响了人们对供水水质的信任，而且藻类的存在的确也会对人体造成一定的危害，如藻类会产生对人体有害的藻毒素，水体中的藻毒素是一种强力致癌物质，能抑制细胞蛋白磷酸酶，导致细胞癌变。据报道近年来肝癌的高发率多与饮用水中存在的微囊藻毒素有关8，而在所检测的该水厂中微囊藻在出厂水中仍有检出。因此，提高出厂水藻类的去除率，强化水厂常规工艺去除藻类迫在眉睫。附图：出厂水中所检出的不同种藻类。4 研究结论 (1) 水源水经水厂常规工艺处理后不能完全消除藻类，对出厂水的水质及人们身体健康构成一定的威胁。(2) 出厂水中的藻类在五、六月份以绿藻、球藻为主，说明这些藻类对于杀菌消毒的氯有一定的耐受性，同时由于这些藻类个体微小，过滤、沉淀等不易去除，因此需要进一步强化水厂处理工艺，找到更合适的去除藻类方法。(3) 水表中绿色附着物多为藻类，实为出厂水的藻类流经水表常年附着累积所致，因此应改换密封性能好、灵敏度高的水表以提高用户对供水水质的信任度。(4) 水厂常规处理工艺需进一步强化，改善出厂水藻类的去除率，如增大氯的投加量，增加沉淀絮凝时间等，试验尚在进行中。水处理化学品概况水处理化学品又称水处理剂，在70年代，也有人称它为水质稳定剂，主要指工业水处理所用的化学药品，包括冷却水、锅炉水和油田用水等工业水处理用的阻垢剂、缓蚀剂、分散剂、杀菌灭藻剂、消泡剂、絮凝剂、除氧剂、污泥调节剂和螯合剂等。原水和污水处理用的凝聚剂和絮凝剂也包括在水处理化学品中。此外，活性炭和离子交换树脂也是重要的水处理化学品。在国外的统计资料中，水处理剂包括以下三类产品：1.通用化学品：原指用于 水处理的无机化工产品，如硫酸铝等。2. 专用化学品：包括活性炭、离子交换树脂和有机聚合絮凝剂(如聚丙烯酰胺、聚胺和聚季铵盐)等；3.配方化学品：包括缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂和燃烧助剂等。全世界水处理剂销售额1992年为28.37亿美元(不包括活性炭、离子交换树脂、燃烧添加剂及一般无机凝聚剂)，其中美国为14.79亿美元，西欧4.83亿美元，日本5.75亿美元。据统计， 美国有500多家从事水处理剂生产及服务的公司，它们以技术服务为主。西欧水处理市场主要受美国公司控制，西欧各国只有少数的水处理公司。西欧的有机聚合物絮凝剂，特别是聚丙烯酰胺产品具有一定优势，加之美国粉未产品的生产能力不足，其市场大部分被西欧公司占领，另外西欧几家公司还从日本厂家手中夺走了韩鲜和中东部分市场。日本从事水处理剂生产和技术服务的公司也很多，其中与冷却水处理剂制造和技术服务有关的公司就有20多家。我国水处理技术起始于50年代，从原苏联引进化工技术的同时已开始使用无机磷酸盐作水处理剂。70年代在引进大化肥装置同时开始引进水处理技术，主要是引进美国贝兹公司的技术，80年代初又从美国Nalco公司引进了磷酸酯水处理技术和从日本栗田公司引进T-225碱水处理配方。在此基础上，我国处行开发了国产化的水处理技术和水处理剂，污水处理技术从60年代一级处理开始，目前大多采用二级处理，絮凝剂和凝聚剂从50年代即已开始生产，但在60年代才应用于工业生产，80年代开发了许多新型药剂。我国有机絮凝剂的生产以聚丙烯酰胺系列产品为主，品种以非离子和阴离子型为主，阳离子型产品很少。其中产量较大，品种较多的生产厂是广州南中塑料厂。到2000年，各种水处理剂除个别品种在制备技术上有所突破外，现已生产应用的品种仍占主导地位。各类品种的平均年增长率将在5%-6%左右。国内外水处理主要品种国外主要品种 国内是否生产有机磷酸盐(酯) ATMP 氨基三甲叉磷酸 HEDP 羟基乙叉二磷酸(钠) EDTMP 乙二胺四甲叉磷酸 AEDP 乙脒基乙叉二磷酸 POE 三元醇磷酸酯 六元醇磷酸酯 单元醇磷酸酯 磷羧酸 PBTC磷酰基丁烷-1，2，4-三羧酸 HPA 羟基磷酸基乙酸 聚羧酸 PAA(Na) 聚丙烯酸钠 PAA二元(N-7319)丙烯酸二元共聚物 PAA三元(T-225)丙烯酸三元共聚物 AA-MA丙烯酸-马来酸共聚物 PMA 聚马来酸酐 AA-VA丙烯酸-醋酸乙烯共聚物 AA-SA丙烯酸-磺化苯乙烯共聚物 AA-AMPS丙烯酸-磺化丙烯酰胺共聚物 聚合磷羧酸 杀生剂 洁尔灭、新洁尔灭 二硫氰基甲烷(S15) 二氯酚(G-4) 有机胺 聚季胺盐 异噻唑啉酮 双氧