组合水处理工艺除藻效率探讨

1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.组合水处理工艺除藻效率探讨岳舜琳(净水技技术杂杂志社 上上海 20000772)摘 要： 文章介介绍了复复旦大学学基于藻藻毒素MMC-LLR在饮饮用水中中的限值值为1g/L提出出的饮用用水源水水中蓝藻藻细胞密密度的限限值为99.1105个/L，并并导出出出厂水总总藻细胞胞密度的的限值应应为(1.5529.112)106个/L，介介绍了出出厂水中中叶绿素素a的限限值0.30.55g/L按此此三类限限值(藻毒素素，总藻藻密度，叶叶绿素aa)，对组组合工艺艺(3个

2、水水厂的常常规水处处理工艺艺，3个个水厂的的强化常常规处理理工艺，33个水厂厂的深度度处理工工艺)的除藻藻，除藻藻毒素，除除叶绿素素a的效效率进行行了评价价，认为为水源水水中藻细细胞密度度是出厂厂水藻密密度是否否符合限限值要求求的主要要因素。故故要加强强水源防防护。著著者根据据藻细胞胞尺寸及及藻毒素素，藻的的致臭物物，叶绿绿素a的的分子量量大小，提提出强化化絮凝沉沉淀，采采用高分分子絮凝凝剂流化化床接触触絮凝澄澄清池，生生物接触触氧化池池，气浮浮池等工工艺可有有效去除除藻细胞胞及其所所含藻毒毒素。不不采用预预氯化，防防止破坏坏藻细胞胞，释放放藻毒素素，增加加消毒副副产物.以叶绿绿素a评评价净水

3、水效率测测定方法法上可能能.存在在一些问问题.Exploorattionn onn thhe AAlgaae RRemoovall Efffecct wwithh Coompoositte WWateer TTreaatmeent ProocesssYue SShunnlinn（Wsteer PPuriificcatiion Tecchnoologgy PPubllishhingg Hoousee Shhangghaii 20000772 ChiinaAbstrractt：In thiis ppapeer，thee liimitt vaaluee off cyyanoobaccterria c

4、ellls dennsitty 99.1105cellls/L iin tthe souurcee waaterr foor ddrinnkinng uuse，reccommmendded by Fuddan Uniiverrsitty bbaseed uuponn thhe llimiit vvaluue oof mmicrrocyystiin toxxin MC-LR 1g/L aand thee drriveed llimiit vvaluues of tottal alggae cellls dennsitty (1.5529.112)106cellls/L ffor thee fii

5、nisshedd waaterr weere inttrodduceed .Witth tthiss vaaluee, llimiit vvaluue of miccroccysttin toxxin 1g/L aand of chlloroophyyll a 00.30.55g/L,eevalluattionn off thhe wwateer ppuriificcatiion efffectt off 9 watter plaantss ussingg 3 kinnds of commpossitee waaterr trreattmennt pproccessse (connvennti

6、oonall,ennhanncedd coonveentiionaal aand advvancced ) weere madde.TThe ressultts iindiicatted thaat tthe tottal alggae cellls dennsitty oof tthe souurcee waaterr iss thhe mmainn faactoor tto ddeteermiine wheetheer tthe finnishhed watter is in commplaain witth tthe aboove reqquirremeentss orr noot aa

7、nd thee prroteectiion of thee soourcce wwateer ffromm coontaaminnatiion musst bbe sstreengtthenned. Ennhanncedd cooaguulattionn annd ssediimenntattionn, aappllicaatioon oof hhighh moolecculaar ppolyymerr cooaguulannt aaid forr coontaact flooccuulattionn annd ffloaatattionn arre eeffeectiive meaasurr

8、es to remmovee allgaee ceellss annd tthuss too reemovve aalgaae ttoxiins.Oxiidannts, esspecciallly chlloriine is nott reecommmenndedd foor ppre-oxiidattionn trreattmennt ddue to its aabliity to desstrooy tthe alggae cellls andd thhus toxxinss reeleaasedd annd DDBPss inncreeaseed.PProbblemms iin tthe

9、 dettermminaatioon oof cchlooropphylll aa exxistt prrobaablyy foor eenalluattionn off thhe aalgaae rremoovall efffecct.湖泊，水库库水富营营养化导导致藻类类繁殖，水水有霉臭臭，腥臭臭。藻毒毒素又是是致病源源。除藻藻，除藻藻毒素成成为当前前我国给给水工作作者的重重要的课课题之一一。本文文主要对对组合工工艺常规组组合工艺艺和水质质深度处处理工艺艺除藻和和除藻毒毒素的效效率进行行分析和和评价。1生活饮用用水中藻藻密度的的限值1998年年世界卫卫生组织织(WHOO)出版的的饮用水水水质

10、准准则增补版版推荐饮饮用水中中总微囊囊藻毒素素MC-LR的的安全限限值为11g/L，20001年我我国卫生生部，20002年颁颁布的(GBB-38838-20002)，以以及20005年年建设部部颁布的的，都都采用了了这一限限值。20002年上上海复旦旦大学公公共卫生生学院鉴鉴于藻细细胞密度度测定较较测定MMC-LLR为简简易，根根据多年年对藻密密度与MMC-LLR测定定的结果果回归所所获得的的两者的的关系式式，提出了了饮用水水源水中中藻密度度的安全全限值，警警戒限值值，危险险限值(1)。20005年5月17日卫生部部组织的的全国环环境卫生生标准委委员会鉴鉴定了该该学院提提出的饮饮用水水水源中

11、，蓝蓝藻密度度的限值值为9.11105个/L (2)并并作为推推荐性国国家标准准的报批批稿上报报。这一限限值对于于评价水水源水水水质提供供了依据据，但他他们并未未提出评评价生活活饮用水水中总藻藻密度的的限值。按照该学院院调查资资料(22)总藻藻密度中中蓝藻细细胞占110%60%.为此此可以认认为饮用用水源水水总藻密密度应为1.51106 9.111006 个/L。他他们在推推导出99.11055个/L这一一限值时时，是按按照常规规水处理理工艺，处处理含藻藻106个/L以上上时，除除藻率为为95%考虑的的，故可可推断出出出厂水水总藻密密度的限限值为77.610444.551055个/L。藻密度与

12、叶叶绿素aa呈正相相关，是是无庸置置疑的，测测定叶绿绿素a就间接接测定了了藻密度度.有人提提出自来来水中的的叶绿素素a要小于于0.11g/LL，但也也有人认认为0.300.5/L即相相当于AAOC99155g/LL已足够够严格(3)。，后者者可作为为衡量水水厂除藻藻后的另另一个标标准。2常规水处处理工艺艺除藻除除藻毒素素2.1宁波波市两水水厂采用用常规处处理工艺艺，用液液相色谱谱法测定定藻毒素素，结果果见表11。(44)表1宁波市市常规水水处理工工艺除藻藻及除藻藻毒素效效率水厂时间藻细胞藻毒素(胞胞内)藻毒素(胞胞外)原水106个/L管网水1006个/L去除率%原水g/L管网水g/L去除率%原

13、水g/L管网水g/L去除率%C2、4、6、8、10月3.154.560.060.1496.9700.3833.31000.140.9200.1214.3100M2、4、6、8、10月3.595.030.020.0898.4400.1825.010001.4801.0926.380.3可见宁波市市原水和和管网水水的藻密密度和藻藻毒素都都符合要要求。2.2.无无锡市梅梅梁湖水水厂采用用预加氯氯和后加加氯常规规组合工工艺处理理梅梁湖湖水,水水处理效效果见表表2（5）表2梅梁湖湖水厂常常规工艺艺除藻除藻毒毒素效果果(5)时间项目原水原水加氯去除率%沉淀池去除率

14、%过滤去除率%出厂水加氯氯去除率%总去除率%藻密度1007个/L1.799.223.534.651.560.061.790.07.3665.7793.897.57月9月月叶绿素gg/L1765570.050.073.933.3999.993.8944.1藻毒素gg/L0.181.8850.113.4412.935.922.559.4047.764.77.664由于原水藻藻密度接接近1008个/L，故故梅梁湖湖水厂出出厂水藻藻密度为为0.771006/L3.221006个/L，叶叶绿素aa为144mg/L，均均超过前前述要求求，两者者都须要要降低11个数量量级。但但出厂水

15、水藻毒素素为0.0433 g/LL0.65g/LL，尚符符合要求求。2.3常规规工艺原原水中投投泥除藻藻广东开平以以大沙河河水库水水为原水水，全年年90%以上时时间的浊浊度在110NTTU以下下，藻密密度在(155)1106个/L，CODDMn一般般为0.822.5/L，采采用原水水中投泥泥和后常常规水处处理工艺艺处理，生生产试验验证明，原原水浊度度在3-10NNTU，投投加泥浆浆水，使使浊度提提提高到到1520NNTU之之间，絮絮凝沉淀除藻率率达到880%90%，不投投泥只则则为600%，投投泥除藻藻，在滤滤池运行行30 h后，除除藻率仍可达到997%以以上，不不投泥，滤滤池运行行不足330

16、 hh，除藻藻率仅为为70%，投泥泥除藻的的同时将将臭除去去，但原原水投泥泥后，细细菌总数数，大肠肠菌及耗耗氧量略略有提高高。开平平水厂原原水藻密密度符合合限值要要求，出出厂水藻藻密度亦亦符合要要求。（66）2.4气浮浮结合砂砂滤除藻藻武汉市东湖湖水厂采采用气浮浮滤池工工艺除藻藻。原水水预加氯氯0.881.00 mgg/L，11993319995年生生产实测测除藻效效果如表表3表3武汉东东湖水厂厂历年除除藻效率率1993年年1994年年1995年年原水藻量个/L气浮去除%过滤后去除%原水藻量个/L气浮去除%过滤后去除%原水藻量个/L气浮去除%过滤后去除%235510367.483.119894

17、410368.081.116274410366.982.8仅气浮工艺艺可除藻藻平均达达67%，经砂砂滤后又又增加了了15个个百分点点，但由由于原水水藻密度度在1007个/LL以上，过过滤后总总去除率率仅833%。出出厂水藻藻密度119933年为44105个/LL，符合合限值要要求，其其余两年年分别为为3.88106个/LL 和22.8106个/LL，不符符合要求求。2.5济南南玉清水水厂将氧氧化剂KKMnOO4，Cll2，ClO2与常规规水处理理工艺结结合，进进行了除除CODDMn，叶叶绿素aa，及藻藻毒素的的研究，结结果见表表4表4 加加KMnnO4及Cll2-常规规处理各各工艺试试验结果果

18、比较（济济南玉清清水厂）(7)水质加KMnOO40.55mg/L加Cl211.0 mg/L原水沉后 %滤后 %出厂 %原水沉后 %滤后 %出厂 %CODMnn mgg/L4.864.52 73.58 26.33.42 29.64.824.62 4.24.31 10.64.01 16.8叶绿素a g/LL23.815.3 35.75.83 75.50 110020.820.8 07.8 662.550 1100总藻毒素g/LL1.00.75 25.00.45 55.00.35 651.10.68 38.20.58 9 55.5从表4可见见，加KKMnOO4工艺较较Cl22为好，原

19、原水叶绿绿素为220.88-233.8g/LL，总藻藻毒素为为1.00-1.1g/LL，藻污污染已达达到一定定程度，经经KMnnO4或Cll2强化常常规后，藻藻毒素均均低于11g/LL，但叶叶绿素aa去除似似有疑问问，是测测定问题题？还是是叶绿素素a被氧氧化？需需进一步步研究。CCODMMn都大于于3mgg/L，超超标。表5 二二氧化氯氯强化常常规工艺艺（济南南玉清水水厂）(7)水质常规 ClO2+常规 叶绿素ag/L %EMCg/L %叶绿素ag/L %EMCg/L %原水9.8 -0.46 -9.8 -0.46 -反应后3.4 6650.26 4430.3 9770.15 677沉淀后10

20、.1 -30.25 4461.0 9000.12 744过滤后4.4 5550.28 339ND 10000.11 766常规加CllO2显然比比单纯常常规工艺艺为好，从从叶绿素素a来评评价，过过滤后的的水只有有ClOO2+常规规低于00.3g/LL。叶绿素a存存在于藻藻体中，沉沉淀后，或或氧化剂剂后，藻藻细胞仍仍有大量量存在与与前面一一样，加加氧化剂剂ClOO2叶绿素素a即检检不出。潍坊村水厂厂采用气气浮-粉粉末活性性炭强化化处理，结结果见表表6表6气浮-粉末活活性炭(气浮后后混凝前前加)-常规处处理(潍潍坊眉村村水厂)(7)工艺浊度NTU色度度CODMnnmg/L %叶绿素ag/L %藻毒

21、素gg/LEMC %IMC %TMC %水原水13.31586.3 -25.7 -0.26 -2.2 -2.46 -气浮后9.51096.0 4.885.1 80.20.23 111.50.4 811.80.63 744.4粉末炭后5.7685.4 14.31.1 95.70.26 000.3 866.30.56 777.2沉淀后3.7183.9 38.10 10000.16 0.1 955.40.26 砂滤后2.9203.1 50.80 10000.17 344.60.2 911.90.37 855消毒后2.902.6 58.70 10000.08 699.20.1 955.40.09 96

22、6.3常规-3.78 4009.25 644-1.03 588此工艺似较较加KMMnO44或预CCl2为好，CCODMMn，叶叶绿素aa，TMMC都及及格，单单纯常规规三者都都不及格格。从常规水处处理工艺艺几例可可见（1）宁波波，开平平水原水水藻密度度为-1106个/LL，一般般常规水水处理可可使出水水藻密度度符合前前述出厂厂水限值值要求，（2）梅梁梁湖及东东湖水原原水藻密密度在11107-1108个/LL之间，气气浮+过过滤和一一般常规规处理，出出厂水超超过限值值1个数数量级，梅梅梁湖出出水的叶叶绿素aa浓度为为1.002-33.9g/LL，也需需要再降降低1个个数量级级，即水水处理工工艺要

23、加加强。（3）从三三例强化化常规水水处理工工艺来看看，于原原水叶绿绿素a较较低时（99.8g/LL），常常规处理理出水为为4.44g/LL，不合合格，而而用预加加ClOO2，出水水即不检检出，而而当原水水叶绿素素a为223.88和255.7g/LL时，预预加KMMnO44或Cll2，滤后后叶绿素素a都大大于0.5g/LL，只是是由于后后加氯出出厂时降降为0g/LL（未检检出），但但总藻毒毒素滤后后水却都都小于11g/LL。采用气气浮，粉粉末活性性炭+常常规处理理，滤后后水叶绿绿素a即即不检出出，总藻藻毒素也也低于11g/LL。3深度处理理工艺济南玉清水水厂采用用气浮，砂砂滤，臭臭氧活性性炭处理

24、理含藻水水的结果果见表77表7济南玉玉清水厂厂气浮-O3-BAAC含藻藻水现场场及装置置各工序序试验结结果（济济南南郊郊水厂）（7）工艺UV2544cm-1 %CODMnnmg/L %叶绿素ag/L %EMCg/L %气浮前0.0344 -2.90 -1.2 -0.2500 -气浮后0.0333 32.76 44.80.79 3340.09 66.4砂滤后0.0333 34.16 - 0.31 774.220.1011 599.6O3出水0.0033 991.222.36 211.10.30 775- -活性炭后0.0033 91.20.70 955.90.04 997- 1000水质较好与与

25、玉清，眉眉村两水水厂工艺艺无可比比性，由由于原水水水质较较好，CCODMMn，叶叶绿素aa，都合合格。表8 北京京第九水水厂除藻藻效率(年平均均值)(8)1994年年1995年年原水藻量个/L澄清池除藻%煤砂滤池滤后除藻%活性炭滤池滤后除藻%原水藻量个/L澄清池除藻%煤砂滤池滤后除藻%活性炭滤池滤后除藻%315310388.07789.53396.3882154103-91.977出水藻密度度分别为为7.114105个/LL和1.79105个/LL，符合合限值要要求。瑞士苏黎世世Lenngg水水厂除藻藻工艺及及效率见见表9。表9Lenngg水水厂19984,19886,119888三年平平均除

26、藻藻率（99）原水含藻密密度预氯化，微微絮凝双双层滤池过滤后后除藻率率%加O3，GGAC滤滤池过滤滤后除藻率%慢滤池过滤滤后除藻藻率%255310355.186.091.03年出厂水水藻密度度平均值值为2.3105个/LL，符合合限值要要求。从三例深度度水处理理工艺可可见:（1）玉清清水厂由由于水源源水质较较好，叶叶绿素aa仅为11.2g/LL，活性性炭滤后后只有00.044g/LL，总藻藻毒素未未测，估估计应为为合格的的。（2）北京京及苏黎黎世水原原水藻密密度为22106-4106之间，符符合水原原水藻毒毒素限值值。北京京和苏黎黎世出厂厂水基本本上符合合藻密度度限值。4.讨论和和结论4.1从

27、前前面介绍绍可知，原原水中藻藻细胞密密度符合合限值要要求时，经经过常规规处理或或深度处处理，出出水藻细细胞密度度及藻毒毒素都符符合限值值要求，故故保护水水源是首首要任务务。4.2处理理含藻水水的任务务是去除除水中的的下列物物质 藻细胞尺寸寸大，可可以通过过絮凝沉沉淀去除除。文献献（100）证明明加有高高分子助助凝剂的的流化床床接触絮絮凝可有有好的除除藻除藻藻毒素效效率，生生物接触触氧化池池亦可有有高的除除藻除藻藻毒素效率（目目前已有有定型设设备高效效澄清池池Dennsadde（111）和和ACTTIFLLC（112，）强化混混凝气浮浮，可除除藻400-900%，有有资表10含藻水中与与藻有关关

28、的物质质分子量尺寸大小适宜处理工工艺藻细胞-1m20m易于在混凝凝沉淀,过滤中中去除藻毒素MCCRRC49H775N13O121038.21其分子大小小最易被被孔径22-500nm容容积大的的活性炭炭吸附(2)易于被活性性炭吸附附,或被被氧化剂剂破坏MCYRC54H772N8O121045.19MCLRC49H774N10O12995.117致臭物geeosmminC12H222O182属于A大小小但存在在于藻体体内随藻细胞一一道去除除2-MIBBC11H220O168叶绿素aC32H330CNN4MgCCOOCCH3893。 COOOC200H39大体与藻毒毒素同随藻细胞一一道除去去料证明若

29、再再经过砂砂滤可进进一步提提高除藻藻率，在在除藻工工艺中应应列为首首选。藻藻毒素及及致臭物物及叶绿绿素分子子量在110000或以下下，在混混凝测定定中或预预氧化中中，可去去除一小小部分，余余量要在在后续处处理的后后氧化或或砂滤，活活性炭过过滤中被被氧化或或吸附得得以除去去一部分分。4.3不采采用能破破坏藻细细胞释放放藻毒素素（155）且又又生成卤卤代烃消消毒副产产物的预预氯化工工艺，高高锰酸钾钾，二氧氧化氯预预氧化，生生物接触触预氧化化，在一一定条件件下亦可可选用，它它们对去去除胞外外藻毒素素有效。4.4有关关藻类的的水质标标准中藻藻密度及及叶绿素素a目前前只是推推荐性的的，因为为两者测测定都

30、比比较方便便，便于于日常生生产使用用，藻密密度的标标准是根根据它与与藻毒素素的相关关式推导导的，现现在看来来要求较较高，而而较安全全，可以以根据水水源水对照照此标准准选用合合适的水水处理工工艺，所所需基建建及运行行费用见见表111表11 四工艺艺所需费费用水处理工艺艺基建费元/m3.d运行费元/ m33ClO2强强化100.15KMnO44强化混混凝100.0044气浮-过滤滤-臭氧氧-活性性炭2600.18-0.221气浮-粉末末活性炭炭-常规规处理700.14.5叶绿绿素a存存在于藻藻体内与与藻密度度应有较较好的相相关关系系，叶绿绿素a的的测定较较藻密度度为简单单，故生生产上可可以测定定前

31、者来来控制生生产，但但叶绿素素a在测测定上存存在一定定需要研研究的问问题。4.6有资资料报道道沉淀池池积泥区区积泥中中含藻，死死亡后回回释放藻藻毒素，故故宜勤排排泥，排排泥水浓浓缩池的的上清液液不宜回回流到水水厂进水水设备再再利用，应应在藻细细胞都消消失后（88天后）方方可使用用。生物接触氧氧化的填填料上，含含有藻细细胞被截截留，滤滤池滤料料上同样样有藻细细胞截留留，截留留的藻细细胞在其其消亡过过程中会会释放藻藻毒素，成成为胞外外藻毒素素。参考文献1 .施玮，蒋蒋颂辉朱朱惠刚 饮用用水源中中藻类限限值研究究J净水技技术20000年年特刊pp15-192 复复旦大学学公共卫卫生学院院环境卫卫生教研研室饮用水水源水中中蓝藻细细胞密度度限值编制说说明3 GG.OssKamm aand etaal “Euutroophiicattionn annd ddeveeloppmennt oof aalgaae iin ssafaace watter”-a tthreeat forr thhe ffutuure 国际供供水协会会第200届年会会论文集集SPEECIAAL SSUBJJECTT sss.8-1-88-1004 张张晴浩，任任基成，朱朱惠刚等等 原原水中藻藻毒素污污染的探探讨 中国给给水排水水20000.118（44），223-