給水處理中藻類的去除
1 混凝除藻
投加硫酸鋁作為混凝劑可同時(shí)去除濁度和藻類,出水中藻類數(shù)量<1000個(gè)/mL時(shí)所需混凝劑量遠(yuǎn)大于濁度<3 NTU時(shí)所需的量。原因是粘土類膠體在ζ電位=-5 mV時(shí)即可完全脫穩(wěn),而藻類必須在ζ電位=0時(shí)才能脫穩(wěn)。若同時(shí)投加聚丙烯酰胺或陽離子型助凝劑則可減少硫酸鋁用量。
采用混凝法除藻時(shí)應(yīng)根據(jù)藻的種類選擇藥劑。去除硅藻時(shí)可單獨(dú)投加硫酸鋁,例如番禺市沙彎水廠在硅藻高繁殖期的投鋁量從平時(shí)的1.2 mg/L增加到3.0 mg/L,可使沉淀池出水的濁度降至1~2 NTU以減少進(jìn)入濾池的藻類數(shù)量。去除綠藻一般需要預(yù)氧化,預(yù)加氯時(shí)其去除率約為95%~98%,無預(yù)氯化時(shí)其平均去除率為85%(如果考慮到預(yù)加氯會(huì)產(chǎn)生三鹵甲烷,也可以用其他氧化劑)。藍(lán)、綠藻會(huì)產(chǎn)生臭味,甚至含有毒素,并且會(huì)分泌黏液造成配水管網(wǎng)中出現(xiàn)后絮凝現(xiàn)象,此種分泌物又可能轉(zhuǎn)化為三鹵甲烷母體,因此是水處理中較難去 除的藻類,也是多數(shù)富營養(yǎng)化水體中主要生長(zhǎng)的藻類,它對(duì)混凝劑投量的調(diào)整極為敏感。
另外,藻類代謝產(chǎn)生的有機(jī)物對(duì)絮凝和過濾也有影響,其原因是該有機(jī)物中的酸性物質(zhì)與混凝劑(鐵鹽或鋁鹽)的水解產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng),生成的表面絡(luò)合物附著在絮體顆粒表面,阻礙了顆粒相互碰撞,因此必須增加混凝劑的投量,補(bǔ)償由于表面絡(luò)合物的形成對(duì)顆粒脫穩(wěn)和絮凝造成的影響。
2 直接過濾除藻
直接過濾不適宜處理含藻量極高的水,這時(shí)應(yīng)在過濾池前增加沉淀池或澄清池,但這樣還可能出現(xiàn)濾池出水含藻量>1000 個(gè)/mL的情況,需要進(jìn)一步處理。??
沉淀或澄清構(gòu)筑物的類型很多,可除藻率卻不相同。例如用靜沉池處理泰晤士河水時(shí),平均除藻率為59%,可是它處理衣阿華河水時(shí),除藻率為37%(硫酸鋁混凝)~97%(石灰軟化)。應(yīng)用澄清池處理波蘭河水時(shí),平均除藻率為85%~86%(無預(yù)氯化)、95%~97%(預(yù)氯化),并且浮游動(dòng)物量也相應(yīng)下降93%~96%(無預(yù)氯化)和99%(預(yù)氯化),因此澄清池的處理效果優(yōu)于靜沉池。
直接過濾適用于原水中藻類和懸浮物數(shù)量較少的情況,該工藝的關(guān)鍵是濾速的大小。采用均質(zhì)砂濾池或雙層濾料濾池進(jìn)行直接過濾的工藝,藻類去除率約為15%~75%。若進(jìn)行預(yù)氯化并在投加混凝劑后采用白煤—砂雙層濾料濾池直接過濾(濾速<3 m/h),則藻類的最優(yōu)去除率約為95%。但是當(dāng)原水中藻量>1000個(gè)/mL、白煤粒徑為0.9 mm或藻類數(shù)量>2500個(gè)/mL、白煤粒徑為1.5 mm時(shí),過濾周期明顯縮短。
昆明五水廠原水藻類數(shù)量平均為30 500個(gè)/mL,采用微絮凝直接過濾法除藻(雙層濾料:陶粒粒徑為2.0~2.5 mm、高為700 mm,石英砂粒徑為0.6~1.2 m m、高為500 mm,濾速為6~10 m/h),其去除率平均為96.4%。
將馬德里的西班牙河水作為原水進(jìn)行的半生產(chǎn)性試驗(yàn)也得出了類似的結(jié)果。雙層濾料濾池的藻類去除率為63%~98%,其中以同時(shí)投加10 mg/L的硫酸鋁和0.5 mg/L的活化硅酸時(shí)效果最好,但因原水中藻類數(shù)量>2500個(gè)/mL,致使濾池的工作周期僅為6 h。??
3沉淀或過濾除藻
向反應(yīng)沉淀池中投加粉末活性炭(PAC)作為助凝劑(可有效去除泥土氣味),可以強(qiáng)化反應(yīng)、沉淀效果,特別是在藻類大量繁殖的季節(jié)此法可作為應(yīng)急措施。1995年5月,美國芝加哥的 供水部門在夏季到來之前就開始投加PAC(投量約為2.4 mg/L);當(dāng)水中出現(xiàn)甲基—異冰片(MIB)時(shí)(7月中旬),將PAC的投量逐漸增加到11 mg/L;夏季過后,PAC的投加量隨MIB濃度的減小而減少,當(dāng)PAC的投量減到1.2 mg/L時(shí)再持續(xù)投加1個(gè)月,在此期間若MIB濃度降到5μg/L 則可停止投加PAC。
日本的高橋和孝等人對(duì)以水庫水為水源的某水廠(采用常規(guī)處理工藝)全年的進(jìn)、出水進(jìn)行監(jiān)測(cè),得出藍(lán)藻6月—10月數(shù)量多、硅藻9月—轉(zhuǎn)年4月數(shù)量多。同時(shí)證明,只要藻類的數(shù)量不太多,常規(guī)處理對(duì)藻類具有較好的去除性能[。
美國的Pakmer教授研究了水中藻類對(duì)過濾效果的影響:當(dāng)藻類數(shù)量<500個(gè)/mL時(shí),不會(huì)引起濾池堵塞;當(dāng)藻類數(shù)量為500~1000個(gè)/mL時(shí),濾池有稍許堵塞;當(dāng)藻類數(shù)量為1000~2000個(gè)/mL時(shí),有明顯堵塞現(xiàn)象;當(dāng)藻類數(shù)量>2000個(gè)/mL時(shí),會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重堵塞。
上海市月浦水廠自陳行水庫取水,從每年的3月下旬開始,庫中水溫上層高、下層低,藻類繁殖很快,進(jìn)入水廠的藻類難以沉淀,造成濾池堵塞(過濾周期僅為2~3 h)。該廠采取的措施:一是減少原水在水庫中的停留時(shí)間,提高水庫的換水率,使水中雜質(zhì)來不及沉淀(保持渾濁狀態(tài))而陽光難以射入,從而導(dǎo)致藻類的光合作用困難;二是采用藥劑控制(向水庫水中投加漂白粉)。
4 慢濾池、生物濾池除藻
瑞典的斯德哥爾摩水廠將快濾池的出水再經(jīng)慢濾池處理(慢濾池過濾面積為500~2
5氣浮除藻
近年來溶氣氣浮法除藻得到了廣泛應(yīng)用,此法在固液分離速度(5~8 m/h)、污泥濃度及節(jié)約藥耗等方面都有比較滿意的效果。氣浮法除藻優(yōu)于澄清法之處主要是:①當(dāng)原水中藻類的數(shù)量為(3~5)×104個(gè)/mL時(shí),氣浮池和澄清池出水中藻類數(shù)量均為1000 ~1200個(gè)/mL,但氣浮法可節(jié)約混凝劑20%~40%;②氣浮池污泥干固體濃度為25~30g/L,澄清池的干固體濃度僅為氣浮池的1/10,因此在污泥處理時(shí)氣浮法可省去污泥濃縮階段,減少了處理設(shè)備的投資;③氣浮工藝比較節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用,但要求原水的懸浮固體含量不高,并且設(shè)備發(fā)生故障時(shí)能及時(shí)檢修。我國昆明、武漢和無錫等地的水廠采用了氣浮池,可同時(shí)達(dá)到澄清和除藻的目的。
6 微濾機(jī)法
采用網(wǎng)眼孔徑為10~45μm(多數(shù)為35 μm)的微濾機(jī),除藻率約為50%~70%,但濁度只能減少5%~20%。采用孔徑為25~35μm的布篩處理開羅的尼羅河水時(shí),藻類平均去除率為40%;處理巴黎塞納河水時(shí)為55%,處理湖泊和蓄水庫水時(shí)為50%~65%。德國的Slipplingen水廠在向原水中投藥之前用微濾機(jī)去除原水中大部分藻類等顆粒物。
微濾機(jī)對(duì)藻類的去除率隨藻的種類不同而有很大區(qū)別,越細(xì)小的藻類越難去除,有時(shí)僅去除10%,可是這種藻類所消耗的混凝劑量最大。又因微濾機(jī)所能去除的濁度不多,所以應(yīng)用微濾機(jī)幾乎不可能降低混凝劑投量。
在某些特殊情況下,例如需要去除浮游動(dòng)物(蠕蟲、甲殼動(dòng)物等)時(shí),可選用微濾機(jī)除藻。
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