藻类对净水工艺的影响与处理方式研究

发表时间:2021/4/29   来源:《科学与技术》2021年29卷3期   作者:朱敬丽
[导读] 本文首先阐述了藻类特性,接着分析了藻类对生活饮用水的影响
       朱敬丽
        青岛西海岸公用事业集团水务有限公司,山东 青岛 266555
        摘要:本文首先阐述了藻类特性,接着分析了藻类对生活饮用水的影响,最后对藻类对生活饮用水处理的影响及监测技术进行了探讨。希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。
        关键词:藻类;净水工艺;影响;处理方式
        引言
        通过研究实际生产工艺可知,以往的净水厂去除藻类过程中,提升反冲洗次数、强化絮凝等技术都是正确的,但是实际成本支出过高。由此,为了提升城市自来水质量,对传统意义上的工艺需要进行创新,提升预处理或者是深度处理设备,从而解决原水中水质异常带来的生产问题。
        1藻类特性
        藻类通常是具有聚集能力的单细胞微生物,因此能够形成不同类型的细胞组织,如单细胞、菌落和丝状组织。藻类被认为是地球上最早的生命形式,具有根状茎,可进行无叶植物的光合作用,叶绿素a是主要的光合色素。藻类光合作用类似于陆生植物的光合作用,但由于藻细胞结构更简单、更容易获得CO2和营养物质,并且在将太阳能转化为生物质能方面具有更高的效率。藻类存在于各种各样的环境中。在大范围营养和光照供应有限时,藻类生长可能受到限制。藻类生物降解是一种对环境较友好、经济的生物净水技术,与物理化学方法相比,不会向环境中引入任何化学物质,所以,藻类生物处理技术为生物修复和环境治理提供了非常有效且可行的处理方案。藻类干物质以碳(含量40%~50%)为主,其次为氮(含量10%)。藻类培养基中氮、磷的缺乏会限制藻类的生长。一方面,氮有助于蛋白质、叶绿素和氨基酸的生成。低硝基浓度可导致细胞生长速度和氯酚含量下降,同时增加脂质生成;另一方面,磷酸盐用于能量转移、光合作用、DNA和RNA的合成。除氮、磷外,有效培育藻类还需要多种微量元素。生活废水和农业废水中含有藻类生成所需的这些营养物质,利用废水作为藻类培养基培养藻类是一种很好的方法。
        2藻类对生活饮用水的影响
        藻类是一种低级植物,富含叶绿素,以及各种需要利用显微镜进行观察的微小藻类,其中蓝藻门、黄藻类等都会对生活饮用水处理工作造成影响。大部分藻类携带负电离子,无法结合成絮状,造成其在水中密度较低,沉淀效果较差。针对生活饮用水中的藻类而言,其尺寸较小,能够穿过透滤池进入给水管网,从而对管网内的饮用水水质造成影响,且藻类在光合作用以及代谢过程中,会产生一定的异味,严重影响生活饮用水质量。部分藻类中含有有毒物质,如蓝藻等,会分泌出能够转化为三卤甲烷母体的粘液,在水管中出现絮凝现象,难以进行处理,这种富营养化水体也是生活饮用水净化工作中的主要问题。目前,常用的生活饮用水处理工作,是利用氯气进行消毒,但藻类会与氯发生化学反应,产生三卤甲烷等多种有害物质,对人体造成损伤。
        3藻类对生活饮用水处理的影响及监测技术探讨
        3.1藻类成长规律
        藻类成长主要受到温度、水深、营养物质含量的影响。首先,藻类生长受水温度条件影响,以某地生活饮用水为例,根据调查结果显示,当水库温度从33.8摄氏度下降到27.3摄氏度时,藻类在生活饮用水中的密度也从4200万个/升下降到450万个/升,变化情况较为明显。这也能够解释为什么在夏季藻类能够过度繁殖,并且根据调查结果显示,在水温保持在28-29摄氏度时,其密度通常稳定在1000万个/升。其次,藻类生长也受到水深度的影响,通过对同个生活饮用水水库中水库表层与水库1.5米深处的藻类数量调查可知,二者藻类密度相差大约6000万个/升。当然这不刨除二者之间的温度差异,以及受阳光照射频率的影响,所以就此而言,在生活饮用水中适当降低水口位置,能够有效降低藻类含量。

最后,是营养物质含量对于藻类生长的影响,生活饮用水中富含大量的营养物质,其中氮、磷是藻类生长的必备要素,部分藻类具有固氮的效果,更能提高其成长效率。这种高浓度的营养物质虽然在平常状态下对于藻类成长影响不大,但在特殊条件下,能够为藻类爆发提供足够的养料,造成生活饮用水污染。
        3.2生活饮用水监测要点
        在进行生活饮用水监测工作时,应强调对于监测数据统计的记录工作,包括不同条件下的藻类数量变化规律等。利用科学技术手段提升生活饮用水监测等级,成为当下进行藻类对生活饮用水处理工作的核心解决方案。政府部门要构建生活饮用水安全检测体系,引进各种监测技术的同时,购买国际先进监测设备,有效提高生活饮用水监测质量。要注意生活饮用水监测的时效性,藻类繁殖周期较短,当藻类污染爆发,若放任不管几天内就会污染整座城市的生活饮用水。所以要强调动态监管,重视科学化、信息化、高效化监测发展趋势,有效降低藻类污染问题发生概率,提高现代技术在水资源监测工作中的效率。此外,可以根据以往监测数据,对在往年同一时间段出现过的监测不合格类生活饮用水进行重点检查,而不易出现问题的方面可适当减少监测频率。
        3.3常见生活饮用水中藻类处理技术
        3.3.1物理法
        物理法主要是利用机械化筛分,来达到强制截留的处理目的,从而对生活饮用水中藻类群落进行去除。常见的物理饮用水处理设备为微滤机,其核心在于中间的滤网能够过滤生活饮用水中大部分大于网眼孔直径的藻类或浮游生物,从而达到净化的目的。但物理法进行生活饮用水中藻类处理时,无法进行30微米以下的藻类处理工作,且对于30微米以上的藻类处理率最高不超过80%,处理效率较低。
        3.3.2化学法
        化学法主要是利用某些氯化物,在盐类物质的共同作用下与藻类进行化学反应,以达到生活饮用水处理目的,常见的化学氯化剂有二氧化氯、高锰酸钾、高锰酸钾复合药剂等。利用化学法进行生活饮用水中的藻类处理技术,其应用范围最为广泛,能够大面积进行藻类去除工作,且去除率较高。但在处理过程中,藻类同氯化物反应会产生三卤甲烷等有毒、有害物质,这些物质在生活饮用水中无法被处理,所以此工艺在生活饮用水中的处理应用受到了限制。
        3.3.3生物法
        生物法是21世纪国内外科学家通过对生物处理的深入研究,发现的一种新型生活饮用水中藻类植物的处理方法。就目前发展水平而言,利用生物法能够极大程度上去除生活饮用水中的藻类,且不存在产生有毒副物质的影响。以绍兴某水厂为例,其生活饮用水水源为青甸湖,湖中严重富营养化的条件为藻类提供了良好的成长环境,高发期湖内藻类密度高达106/升,并且水中有严重的土腥味。当地生活饮用水水厂采用陶粒生物膜预处理技术,其藻类平均去除率高达60%以上,局部地区的去除率接近100%。但生物法进行生活饮用水中藻类去除工作,对于绝大多数藻类都有很强的处理效果,但针对绿藻,其处理率普遍低于50%。
        结束语
        藻类是水中总有机碳的主要来源,饮用水中的消毒副产物的前体物。同时,因为藻类自身存在较高的平稳性,减少混凝程度,会提升水中的有机物浓度。另外,很多藻类能分泌藻毒素等其他物质,会影响饮用水的水质,所以在实际应用之前要通过净水工艺对其进行处理。
        参考文献:
        [1]李倩,黄辉,欧永倩,孙达,宋兴静,陆万招,费相琴.淮安市强化常规净水处理工艺研究[J].给水排水,2016,48(S1):69-71.
        [2]刘士丰.黑龙江省某镇净水厂设计[D].吉林:吉林大学,2015.
        [3]关心丽.净水工艺投泥除藻的研究[J].净水技术,2016(06):4-6
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