蓝藻的去除技术研究进展.doc

蓝藻的去除技术研究进展 摘要：对水源地饮用水中藻类去除技术进行了论述，系统分析了目前各除藻技术的去除效果和局限性，并展望了藻类去除技术的发展前景。 关键词：蓝藻；去除；饮用水源地；羟基自由基 随着人类活动对水域生态系统的影响日益加剧，富营养化已成为全球性的重大水环境问题。我国饮用水水源约有25%是湖泊水或水库水。目前，淡水湖泊蓝藻水华发生的频率与严重程度都呈现迅猛的增长趋势。从1986年南京玄武湖蓝藻的第一次暴发，到2007年5月29日无锡太湖蓝藻的全面暴发，导致无锡城市水危机；随后，安徽巢湖、云南滇池、武汉东湖也陷入了同样的困局；7月份的中国北方长春新立城水库也遭受了蓝藻水华的危害[1]。1991年，我国122个湖泊中，还只有51%的湖泊呈富营养化状态；到了2005年，我国133个湖泊中有88.6%的湖泊呈富营养化状态，其中61%的国控重点湖(库)水质为五类或劣五类。在劣五类水质的湖(库)中，暴发蓝藻的太湖、巢湖、滇池名列其中[1-3]。大面积的藻类暴发，严重破坏了水生生态系统的平衡与稳定，不仅影响了水体景观，影响了水产养殖业的发展，而且水源地的蓝藻爆发直接影响饮用水的水质。因此对含藻水的治理成为给水处理中最紧迫的任务之一。 1 国内外藻类去除技术的研究进展 目前国内外主要的除藻技术有很多，主要有生物除藻、化学除藻、物理除藻等方法。 1.1生物除藻 近年来，国内外对生物处理技术进行了广泛深入的研究。从国内外文献报道与试验来看，生物预处理对蓝藻、硅藻、裸藻的去除率较高[4-7]。 1.1.1微絮凝过滤 微絮凝过滤是一种可充分发挥滤池中滤料截污能力的净水工艺，能有效提高出水水质，特别是对常规工艺难以去除的藻类具有良好的去除效果。微生物絮凝剂[8]是一种由微生物产生的具有絮凝功能的高分子有机物。利用微生物本身或其产生的多肽、酯类、糖蛋白、粘多糖、纤维素和核酸等作絮凝剂,可以对包括藻类在内的大多数微生物产生絮凝作用, 并且对环境无二次污染[9]。昆明第五水厂采用此工艺(陶粒及石英砂双层滤料，滤速6～10 m/h)，除藻率平均达到96.4%，远高于直接过滤工艺[10]。M.I.Aguilar等[11]发现利用微生物絮凝剂处理河水和湖泊水时，絮凝后所产生的胶团大，沉降快，上清液剩余浊度低，利用本法进行除藻的研究还不够深入。中科院南京地理与湖泊研究所根据不同生态类型水生高等植物的净化能力及其微生物环境特点,设计了由飘浮、浮叶、沉水植物及其根际微生物等组成的人工复合生态系统(ACE),在太湖进行了模拟试验,结果表明,该湖水经该系统净化后藻类生物量下降58%[12]。吴为中等人生物陶粒池净水效果试验研究,藻类的平均去除率为60.7%～84.3%。-40mV以上，具有较高的稳定性[17]。因此采用气浮法可以取得较好的除藻效果。溶气气浮法除藻在固液分离速度 (5～8m/h)、污泥浓度及节约药耗等方面都有比较满意的效果[18]。气浮法的主要问题是藻渣难以处理，气浮池附近臭味重，操作环境差。为达到较好的除藻效果，气浮前需要进行预加氯，这又会降低了饮用水的安全性。 1.4物理化学法联用 目前应用较多的是臭氧和气浮联用技术。巴黎的Joinville水厂对含有2×10 7个/L绿藻的原水进行中试试验，采用气浮-预滤-慢滤-臭氧- GAC过滤-消毒工艺，获得极佳的除藻效果，除藻效率可达95%～99%[19]。 2、蓝藻治理研究发展趋势 藻类给传统净水工艺带来了诸多不利影响[20]，主要表现在： （1）-40 mV以上，具有较高的稳定性，比重小，难于下沉，影响沉淀效果。藻类不易在混凝沉淀中去除，未去除的藻类进入滤池，造成滤池堵塞，会使滤池运行周期缩短，反冲水量增加。 由于水处理工艺效能的降低，穿透滤池进入管网的藻类可成为微生物繁殖的基质，促进细菌的生长，造成管网水质恶化，加速配水系统的腐蚀和结垢，使管网服务年限缩短。另外，藻类的有机质易氧化，会消耗管网中的余氯。这些不利影响必然加大了处理含藻水的难度。因此有必要研制一种水源地水质突变饮用水应急处理新方法在研究应急处理水源地突发性环境污染物方法时，应遵循国际化学科学研究的前沿——绿色化学12条原则和国际环境科学研究前沿——高级氧化技术原则，从源头上解决治理过程中的环境污染问题力求实现零环境污染、零废物排放[]。众所周知，羟基自由基（OH）是具有极强氧化能力的氧化剂。它具有极强的杀灭蓝藻微生物的特性，同时又具有除臭、脱色的特性。OH·参与化学反应是属于游离基反应，它的化学反应速率常数大多在109 L/mol·s以上，达到或超过扩散速率的极限值（1010L/mol·s），比其它化学药剂、杀灭菌剂的反应速率常数高出8个数量级，反应时间短，可以满足快速应对突发事件的要求；OH半衰期约在30min左右，反应剩余的OH将最终