預(yù)氧化除藻綜述

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1、1.引言湖泊與水庫是人類賴以生存的重要水資源，但隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,人口急劇增長，工業(yè)化和城市化加速，水體的氮和磷受納量大大增加，湖泊水庫等城市水體的富營養(yǎng)化日益加劇，水體富營養(yǎng)化的主要特征是藻類的大量繁殖。目前我國大部分地區(qū)是以地表水體為主要的飲用水源，水體富營養(yǎng)化易造成大量藻類進(jìn)入給水處理系統(tǒng)，這將嚴(yán)重影響常規(guī)水處理工藝的正常運(yùn)行，而部分藻類死亡后釋放的微囊藻毒素污染也會威脅到人們的健康。2.藻類難處理的原因及對策藻類一般帶負(fù)電荷，不易形成良好的絮體，且其密度低、尺寸小,沉淀效果差；高藻水的pH值一般

2、在8.0以上,不利于混凝過程中增加正電荷的數(shù)量和形成腐殖聚合物m。濾池中藻類會黏附在濾料表面，使濾池過濾周期顯著縮短，造成濾池頻繁反沖洗。某些藻類尺寸很小，可穿透濾池進(jìn)入給水管網(wǎng)中。2.1藻類不易混凝的原因及預(yù)氯化藻類在其生長過程中會分泌出酸性多糖的有機(jī)物，為陰離子型聚合物,與渾濁物顆粒的表面電荷同性。以鋁鹽作為混凝劑，在藻類干擾混凝的過程中，藻類有機(jī)物與水解形成的鋁的氫氧化物生成表面絡(luò)合劑，并與混凝劑鋁離子形成多核混合配位體絡(luò)合物，不利于脫穩(wěn)。藻類對混凝過程的影響與藻的生長階段及藻濃度有關(guān)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對

3、于處于穩(wěn)定期和衰亡期的藻類，當(dāng)其濃度較低時會表現(xiàn)出促凝作用,這主要是由于不同生長階段藻類的分泌物成分和含量都會有所不同，而這種分泌物會參與混凝過程宀；在我國大部分地區(qū),藻類爆發(fā)呈明顯的季節(jié)性特征，因而研究針對藻類高發(fā)期及微囊藻毒素污染的應(yīng)急處理措施，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。常規(guī)處理工藝對藻的去除是有限的，目前國內(nèi)實(shí)際生產(chǎn)上的應(yīng)對措施主要有預(yù)氯化和高猛酸鉀預(yù)氧化這兩種工藝。前期針對預(yù)氯化和高猛酸鉀預(yù)氧化的研究主要集中在對藻類去除效能的強(qiáng)化上，而其對微囊藻毒素及致嗅物質(zhì)釋放的研究相對較少現(xiàn)階段人們已開始注重這方面

4、的研究。預(yù)氯化是一種傳統(tǒng)的預(yù)氧化除藻技術(shù)，對藻類有一定的強(qiáng)化去除作用。藻類被氯部分滅活,從而易于被混凝工藝去除。實(shí)驗(yàn)證明,隨著有效投氯量的增加,藻類和葉綠素的去除率相應(yīng)提高，但總的看來，在藻類含量較高的情況下，單獨(dú)預(yù)氯化對兩者的去除效果較差，在有效率投加量為2.5mg/L時,藻類和葉綠素a去除率僅為39.3%和37.5%,與投加2.0mg/L的有效氯對比,兩者去除率均提高不到2個百分點(diǎn)，再繼續(xù)增加有效氯投加量去除率提高不明顯［心。從張躍軍等人通過對水源廠預(yù)氯化后的水（取樣時,在線實(shí)測加氯量為5.78mg/

5、L）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，除藻效率越高，相應(yīng)的余濁越低。說明由藻類產(chǎn)生的濁度可能對加氯水的濁度有較大影響,當(dāng)藻類被去除時,相應(yīng)的余濁也隨之下降貧營養(yǎng)水體中的藻類具有種類多、總量少的特點(diǎn)，隨著水體富營養(yǎng)化程度的增加，藻的種類減少，藍(lán)藻逐漸成為優(yōu)勢菌種爆發(fā)而形成水化，其主要由微囊藻(Microcystis)s束絲藻(Aphanizomenon)魚腥藻(Anabaena)、腔球藻(Coelosphaerium膠刺藻(Gloetrichia節(jié)球藻(Nodularia)及念珠藻(Nostoc)組成。其中，主要產(chǎn)毒藻有

6、魚腥藻、束絲藻和微囊藻屬的某些種。藻毒素種類很多，主要分為肝毒素、神經(jīng)毒素、脂多糖毒素三大類，其中肝毒素又分為微囊藻毒素和節(jié)球藻毒素。目前，在造成水體污染的藻毒素中最常見的就是微囊藻毒素（簡稱MCX常用的藻毒素檢測方法有生物學(xué)方法（如動物實(shí)驗(yàn)、細(xì)胞學(xué)實(shí)驗(yàn)、植物實(shí)驗(yàn)>色譜檢測技術(shù)（主要采用色譜分析法,如薄層色譜檢測技術(shù)和毛細(xì)管電泳法、高效液相色譜檢測技術(shù)、液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法等〉生化免疫技術(shù)（如蛋白磷酸酶抑制試驗(yàn)法、酶聯(lián)免疫法等）及分子信息檢測技術(shù)等"I藍(lán)藻毒素主要是細(xì)胞內(nèi)毒素（IMC）,當(dāng)細(xì)胞破裂或藻類腐爛

7、分解后,毒素才會被釋放到水體中。在研究氯預(yù)氧化對藻毒素的去除效果中研究者發(fā)現(xiàn)，低氯投加量時，DMC的含量隨投氯量的提高而增大,表明預(yù)氯化除藻的同時也使藻細(xì)胞內(nèi)的部分藻毒素釋放到水中，但釋放量相對較少,當(dāng)有效氯投加量增大到2.5mg/L時，水中DMC幾乎消失［役裴海燕等人⑺對含藻水及藻細(xì)胞破碎條件下水樣中有機(jī)物的分子質(zhì)量分布、吸光度（UV）總有機(jī)碳（TOC）進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,含藻水及其藻體細(xì)胞破碎后水樣中有機(jī)物可劃分為5個分子質(zhì)量群，藻細(xì)胞破碎后向水體中釋放帶有雙鍵基團(tuán)的有機(jī)物，隨破碎時間的延長,水樣U

8、V260值增加；藻體破碎后，溶出的大分子有機(jī)物使水樣TOC值隨破碎時間的增加而增加。藻細(xì)胞破碎后釋放出的有機(jī)物將成為氯化消毒副產(chǎn)物的前驅(qū)物。由于預(yù)氯化特定的目的，決定了預(yù)氯化所需的劑量不應(yīng)過大,一般控制在3mg/L以下逹；研究者發(fā)現(xiàn)，僅以去除藻類和有機(jī)物為目標(biāo)的預(yù)氯化過程的有效氯適宜投加量為2.0mg/L[41o當(dāng)CT值為20mgmin/L時,對MC-LR與MC-RR兩種微囊藻毒素的去除率分別達(dá)到35%和40%,能明顯降低微囊