摘要：通過(guò)對(duì)昆明第五自來(lái)水廠(chǎng)常規(guī)工藝的跟蹤調(diào)查，分析滇池源水的藻類(lèi)組成和變化情況，以及各工藝處理步驟對(duì)藍(lán)藻、綠藻、硅藻等各種藻類(lèi)的去除作用，尤其是對(duì)可產(chǎn)生藻毒素的微囊藻的去除作用。同時(shí)還將常規(guī)工藝和微絮凝處理工藝的除藻效果作對(duì)照，提出二次絮凝是一個(gè)較好的除藻方法，為采用常規(guī)工藝處理高藻水的水廠(chǎng)提供參考。

關(guān)鍵詞：除藻 藻類(lèi)組成 藻類(lèi)的去除

目前,日趨嚴(yán)重的水體富營(yíng)養(yǎng)化已成為全球性的環(huán)境問(wèn)題。滇池作為昆明市的主要飲用水源之一,富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題也日益突出,其直接后果就是藻類(lèi)的大量繁殖。藻類(lèi)除了可使水體產(chǎn)生霉臭味之外, 藻類(lèi)本身還是水中 COD、BOD 尤其是SS的主要來(lái)源之一,同時(shí)藻類(lèi)也是THM的主要前驅(qū)物質(zhì)， 另外在工藝運(yùn)行時(shí)藻類(lèi)還會(huì)在濾料表面形成藻類(lèi)泥糊堵塞濾池,使過(guò)濾周期縮短,反沖洗耗水量增加,并且藻類(lèi)的代謝產(chǎn)物如糖酸和糖醛酸能與鐵鹽,鋁鹽混凝劑作用形成配位絡(luò)合物,使混凝效果下降,而且這種絡(luò)合物是電中性膠體,它能穿透濾池,影響出水濁度,造成管網(wǎng)腐蝕和二次污染,尤為嚴(yán)重的是某些藻類(lèi)會(huì)產(chǎn)生藻毒素,威脅人民身體健康。因此提高水處理工藝對(duì)藻類(lèi)的去除率已成為日益迫切的問(wèn)題。從九五年八月份起,筆者作為昆明—蘇黎世合作項(xiàng)目辦工藝試驗(yàn)小組的成員對(duì)五水廠(chǎng)現(xiàn)有工藝的除藻效果進(jìn)行了跟蹤調(diào)查,并選取北1#濾池和蘇爾壽濾池與生產(chǎn)濾池作微絮凝對(duì)比實(shí)驗(yàn)，希望能為水廠(chǎng)改造現(xiàn)有工藝,提高水質(zhì),提供科學(xué)的依據(jù)，為其他采用富營(yíng)養(yǎng)化水體為水源的水廠(chǎng)提供參考。

1 五水廠(chǎng)現(xiàn)行工藝和取水點(diǎn):

五水廠(chǎng)生產(chǎn)能力20萬(wàn)噸/天,從滇池直接取水,通過(guò)以下工藝進(jìn)行處理:

（注：新建臭氧-活性碳深度處理工藝，不在本文論述范圍內(nèi)，本文僅指原有常規(guī)工藝。）

我們選定了四個(gè)點(diǎn)(如圖所示)進(jìn)行跟蹤取樣，將水樣用碘液固定，鏡檢計(jì)數(shù):
1.源水 2.氣浮后 3.過(guò)濾后 4.出廠(chǎng)水

2 源水藻類(lèi)狀況:

從95年8月至98年5月,進(jìn)廠(chǎng)源水的藻類(lèi)含量平均為3.05´107 個(gè)/L,群體數(shù)量平均是196群/ml,共出現(xiàn)藻類(lèi)50余種,其中藍(lán)藻門(mén)8屬,綠藻門(mén) 19 屬,硅藻門(mén)4 屬及其他種屬若干。藍(lán)藻門(mén)的藻類(lèi)種類(lèi)較少,但數(shù)量最多, 占總數(shù)的51.56%，特別是微囊藻約占源水藻類(lèi)數(shù)量47.4%,接近一半,可見(jiàn)微囊藻是源水中的優(yōu)勢(shì)種類(lèi)。綠藻門(mén)的種類(lèi)最多,但數(shù)量較少，占總數(shù)的31.32%; 硅藻門(mén)的藻類(lèi)數(shù)量?jī)H占總數(shù)的8.65%；其他門(mén)類(lèi)的藻類(lèi)占總數(shù)的8.47%。

以下是源水中常見(jiàn)藻類(lèi):(出現(xiàn)頻度從上到下遞減)

進(jìn)廠(chǎng)源水中的藻類(lèi)數(shù)量隨季節(jié)變化而變化，在三、四月份和七、八月份有兩個(gè)明顯的高峰期（圖一），此時(shí)期也是源水濁度較高的時(shí)期，如能采取有效的措施去除藻類(lèi)，就能有效地降低濁度，提高水質(zhì)。

3 各工藝環(huán)節(jié)對(duì)藻類(lèi)的去除:

3.1 氣浮:

氣浮后水中藻類(lèi)含量平均為 9.14´106 個(gè)/L (見(jiàn)表一),在氣浮池運(yùn)行狀態(tài)良好,投藥量大的極個(gè)別情況下,藻類(lèi)去除率可達(dá)到91.8%,但在一般情況下平均只有66.55%的去除率,在運(yùn)行條件差的情況下僅有37.9%(見(jiàn)表二)。結(jié)果表明, 現(xiàn)有氣浮工藝未處于最佳運(yùn)行狀態(tài), 具有較大的可改進(jìn)性, 通過(guò)對(duì)現(xiàn)有氣浮工藝進(jìn)行改造，嚴(yán)格管理，控制好投藥量，是可以提高氣浮工藝對(duì)藻類(lèi)的去除效果的, 并且將非常有利于后續(xù)工藝的運(yùn)行。

氣浮后水中各門(mén)藻類(lèi)的平均含量（見(jiàn)表三），藍(lán)藻的數(shù)量占了74.07%，仍處于優(yōu)勢(shì)地位，可見(jiàn)它最難被去除，氣浮工藝對(duì)它的去除率僅為65.8%,對(duì)綠藻、硅藻、及其他藻類(lèi)的去除率分別為86.12% 、93.82% 、95.75%，這與藍(lán)藻的某些結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)密切相關(guān)。
 
3.2 濾后水和出廠(chǎng)水:

經(jīng)快濾池過(guò)濾后,濾后水中的藻類(lèi)含量平均為 7.52´106 個(gè)/L, 群體含量平均為39群/ml。濾池對(duì)氣浮后水中藻類(lèi)的去除率最高也只有54.8%,最差僅有7%,平均值得只有29.6%。但是由于藻類(lèi)群體的破碎，經(jīng)常出現(xiàn)出廠(chǎng)水中藻類(lèi)的個(gè)體含量高于濾后水中藻類(lèi)含量的情況(見(jiàn)表一),實(shí)際上就抵消了濾池的作用,出廠(chǎng)水藻類(lèi)實(shí)際總?cè)コ势骄抵挥?0.66%。(見(jiàn)表二)

濾后水中的各門(mén)藻類(lèi)平均含量（見(jiàn)表三），仍是藍(lán)藻占首位，為總數(shù)的81.36%，快濾池對(duì)藍(lán)藻的去除率只有19.94%，對(duì)綠藻和硅藻分別是57.66%和14.35%。
由此可見(jiàn)在五水廠(chǎng)的現(xiàn)行工藝中,除藻效率最高的環(huán)節(jié)是氣浮,但也只能除去66.5%的藻類(lèi),而濾池的作用極其有限。

3.3 微絮凝過(guò)濾:

微絮凝過(guò)濾是一種可充分發(fā)揮濾池中濾料截污能力的凈水工藝，能夠有效地提高出水水質(zhì)，特別是對(duì)常規(guī)工藝難以去除的藻類(lèi)具有良好的去除效果。在實(shí)驗(yàn)室濾柱小試的基礎(chǔ)上，我們建造了一過(guò)濾面積為3M2的蘇爾壽(SULZER)濾池（具體參數(shù)見(jiàn)表四）進(jìn)行中試，然后用五水廠(chǎng)原北1#濾池進(jìn)行生產(chǎn)性試驗(yàn)。在試驗(yàn)過(guò)程中，將北1#濾池原雙層濾料中的無(wú)煙煤更換為陶粒濾料并進(jìn)行了相應(yīng)的技術(shù)改造（見(jiàn)表四）。在將北1#濾池和蘇爾壽(SULZER)濾池作為微絮凝過(guò)濾試驗(yàn)濾池與普通生產(chǎn)濾池進(jìn)行的對(duì)比試驗(yàn)中,我們發(fā)現(xiàn)采用微絮凝過(guò)濾的北1#濾池和蘇爾壽（SULZER）試驗(yàn)濾池,除藻效率極高,對(duì)于氣浮后水中的藻類(lèi)的去除率平均都分別高達(dá)87.65%和96.4%(見(jiàn)表二),加上氣浮工藝除去的藻類(lèi),總?cè)コ识荚?8%以上。圖(三)清楚地表明實(shí)驗(yàn)濾池濾后水中的藻類(lèi)含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于普通濾池濾后水中的藻類(lèi)含量，從圖（二）也可看出實(shí)驗(yàn)濾池的藻類(lèi)去除率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通濾池的藻類(lèi)去除率.可見(jiàn)采用微絮凝過(guò)濾是去除藻類(lèi),提高水質(zhì)最有效的途徑，也是目前采用常規(guī)工藝處理高藻水的水廠(chǎng)比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用的選擇。

4.微囊藻的影響和去除率:

微囊藻是淡水水體水華中最常見(jiàn)的藻類(lèi), 微囊藻毒素 (Microcystins,簡(jiǎn)寫(xiě) MCYST)是藍(lán)藻的微囊藻屬、魚(yú)腥藻屬、顫藻屬及念珠藻屬的某些品系或種中產(chǎn)生的次生代謝物。由于湖泊富營(yíng)養(yǎng)化, 水華的普遍發(fā)生使 MCYST成為了一種存在廣,影響大的天然毒物, 這種毒素被確定為肽毒素, 它的生物活性, 即對(duì)生物體的毒性作用之一是肝毒作用, 最常見(jiàn)表現(xiàn)在引起急性肝中毒, 使肝臟充氣、腫脹,最嚴(yán)重的是大面積肝出血和肝壞死而導(dǎo)致死亡。另一生物活性是促腫瘤作用,是迄今已發(fā)現(xiàn)的最強(qiáng)的肝腫瘤促進(jìn)劑。鑒于此，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注水中的藻類(lèi)與人體健康情況。

滇池水體中含有大量的微囊藻, 在五水廠(chǎng)進(jìn)廠(chǎng)源水中微囊藻的數(shù)量占藻類(lèi)總數(shù)的47.4％,由于藻類(lèi)的親水性以及微囊藻微小的單體直徑(3-7μm)和具有偽空胞，現(xiàn)有工藝處理對(duì)微囊藻的去除效果不理想, 微囊藻很容易穿透濾池，濾池對(duì)它的去除率平均值僅有15.2%（見(jiàn)表五）, 并且由于微囊藻經(jīng)常以群體的形式出現(xiàn), 造成濾池的堵塞, 而且群體在清水池中被打碎, 使出廠(chǎng)水中的單個(gè)藻含量反而升高, 整個(gè)運(yùn)行過(guò)程對(duì)微囊藻的總?cè)コ势骄祵?shí)際只有39％,也就是說(shuō)有61％的微囊藻進(jìn)入城市的管網(wǎng)中。因此改造現(xiàn)有工藝, 提高除藻效率成為當(dāng)務(wù)之急。微絮凝過(guò)濾是一個(gè)較好的方法(見(jiàn)表五), 對(duì)氣浮后水中微囊藻的去除率平均值可達(dá)89％左右, 加上氣浮過(guò)程中除去的微囊藻, 總?cè)コ试?0％以上。

5.小結(jié):

五水廠(chǎng)進(jìn)廠(chǎng)源水中的藻類(lèi)含量平均為3.05´107個(gè)/L,其中微囊藻是源水中的優(yōu)勢(shì)種群,其數(shù)量約占源水藻類(lèi)數(shù)量的47.4%。五水廠(chǎng)源水中的藻類(lèi)含量隨季節(jié)的變化而變化，三、四月份和七、八月份是藻類(lèi)出現(xiàn)的高峰期。五水廠(chǎng)現(xiàn)有工藝對(duì)藻類(lèi)去除效果不理想, 僅有60％左右的總?cè)コ?其中藍(lán)藻的去除率最低，微囊藻尤其難以除去，僅有39％的去除率。然而在采用微絮凝過(guò)濾的北1#濾池和蘇爾壽(SULZER)試驗(yàn)濾池,藻類(lèi)去除率可達(dá)87.65%和96.4%, 對(duì)微囊藻的去除率也有89%左右。

水中的大量藻類(lèi)是影響飲用水質(zhì)量的主要因素,因此提高藻類(lèi)去除率, 將有效提高水質(zhì)。就目前情況看,可采取以下方法提高藻類(lèi)去除率:

①?lài)?yán)格水廠(chǎng)基礎(chǔ)管理,不斷完善和提高管理水平,掌握藻類(lèi)的變化規(guī)律，在現(xiàn)有條件下保證工藝處于良好運(yùn)行狀態(tài),特別是要保證氣浮池處于最佳運(yùn)行狀態(tài),因?yàn)閿?shù)據(jù)表明(見(jiàn)表二)氣浮池是目前除藻效率最高的環(huán)節(jié),只有氣浮池運(yùn)行狀態(tài)良好,才能有效的去除藻類(lèi),利于后續(xù)工藝的進(jìn)行。

②改造現(xiàn)有濾池,采用微絮凝過(guò)濾。微絮凝過(guò)濾投資省,加藥量少,試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明微絮凝過(guò)濾對(duì)藻類(lèi)去除率在88%以上,是一種經(jīng)濟(jì)有效的方法。
 

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