几种化学药剂除蓝藻效果对比试验

４４给水排水Ｖｏｌ．３９增刊２０１３几种化学药剂除蓝藻效果对比试验潘海祥楼小平邵王芳（宁波市自来水总公司，宁波３１５０４１）摘要选取水厂中常用的氯气、高锰酸钾、高锰酸盐复合剂、高铁酸钾４种氧化剂，以及聚丙烯酰胺、活化硅酸、聚二甲基二烯丙基氯化铵、粉末活性炭４种助凝剂，模拟水厂工艺条件，在实验室中进行这８种药剂的除蓝藻对比性试验。结果表明，氧化剂中高锰酸钾除藻效果相对较好，助凝剂中聚二甲基二烯丙基氯化铵除藻效果相对较好，是８种药剂中效果最佳的，同时对试验结果进行了探讨分析。关键词氧化剂助凝剂除蓝藻对比试验原因分析日益严重的水体富营养化已成为全球性的环境问题，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，其中亚太地区有５４％的湖泊处于富营养化状态［１］。藻类暴发易产生令人厌恶的臭和味，同时释放藻毒素，与水处理中的氯反应能形成许多消毒副产物，降低水处理工艺的处理效能，未去除的藻类进入滤池，造成滤池堵塞，使滤池运行周期缩短，反冲水量增加，而穿透滤池进入管网中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。除藻技术因此受到越来越多的关注，且发展迅速，一般根据原水水质情况采用不同的方法，可采用物理法、化学法、生物膜处理法和组合工艺法等。根据原水水质不一，藻类暴发一般具有季节性特点，因此在不改变现有制水工艺或影响生产的前题下，在藻类突发的情况下，化学药剂法具有一定的优势。已经研究发表的除藻化学药剂有十几种［２～５］，但大多选取１～３种进行单独研究，笔者选取了水厂水处理中常用的八种化学药剂，分为氧化剂和助凝剂两大类，放在同一试验条件下进行对比性试验，以选择出相对较好的药剂。１试验药剂及方法１．１试验药剂试验所用的药剂有：１０％的液体聚氯化铝、有效氯含量为１．０ｍｇ／Ｌ的氯水、高锰酸钾、高锰酸盐复合剂、高铁酸钾、阴离子型ＰＡＭ（ＡＰ－１２０）、活化硅酸、聚二甲基二烯丙基氯化铵（固体含量为４０％左右）、煤质粉末活性炭。１．２原水水质含藻原水取自某水库，含藻量一般在（１．０～１．５）×１０８个／Ｌ，优势藻类为蓝藻，ｐＨ为７．１～７．５，浊度为２０～４０ＮＴＵ。１．３试验方法采用六联混凝搅拌器，向杯中加入１０００ｍＬ水样，以３００ｒ／ｍｉｎ，快速旋转１０ｓ，混匀原水。模拟实际工艺条件，投加不同量的聚氯化铝净水剂后，以３００ｒ／ｍｉｎ，快速旋转３ｍｉｎ后，以５０ｒ／ｍｉｎ，慢速旋转８ｍｉｎ，再静止沉淀１０ｍｉｎ。取出５００ｍＬ上清液，检测其中微囊藻细胞密度。氧化剂投加在加矾前５ｍｉｎ，后以１００ｒ／ｍｉｎ搅拌反应，助凝剂在加矾快速反应１ｍｉｎ末投加。１．４藻细胞计数方法取沉淀后上清液５００ｍＬ，加入１５ｍＬ鲁哥氏液固定，生物沉淀器沉淀２４ｈ，用虹吸法吸去上清液，留３０ｍＬ左右沉淀物，用上述虹吸出来的“清液”冲洗３次沉淀器，定容至５０ｍＬ。涡旋振荡１０ｍｉｎ，使微囊藻细胞分离，立即用０．１ｍＬ吸量管吸出０．１ｍＬ样品，注入０．１ｍＬ计数框内，在１０×４０倍显微镜下计数。每瓶标本计数两片取其平均值，同一样品的两片计算结果相差在±１５％内，其均数视为有效结果，否则测第三遍，取其中个数相近的两片计算其平均值为测定结果。给水排水Ｖｏｌ．３９增刊２０１３４５２加矾试验向试验杯中按投加量为２０～１００ｇ／ｍ３，分别加入不同量的聚氯化铝样品，按照以上试验方法与计数方法，统计加矾量对水中藻类的去除效果，试验结果如图１。图１加矾量对藻类去除的影响由图１中可以看出，随着加矾量增加，上清液中藻细胞个数减少，当加矾量达到７０ｇ／ｍ３左右时，藻细胞个数达到最低值，继续增加加矾量，藻细胞个数不降反而略有上升。究其原因，一方面是由于藻类电位较高，约在－４０ｍＶ以上，因此需要投加较多的聚氯化铝才会中和藻体带的负电荷，然后才能发生絮凝反应；另一方面是因为藻类在其生长过程中会分泌出可溶性胞外有机物（ＥＯＭ），它是由含氮物质和戊糖胶类物质组成，ＥＯＭ可与铁盐、铝盐形成配合、络合物胶体而不利于脱稳，使混凝效果不佳［６］，因此当投加的聚氯化铝量较多时，反而会使混凝效果不佳，从而影响藻类去除。３预氧化试验氯气除藻在水处理工艺中应用最广泛，预氯化可杀死藻类，使其易于在后续处理工艺中去除。本次试验把制得的氯水与高锰酸钾、高锰酸盐复合剂、高铁酸钾进行对比，一方面是因为后三种固体氧化剂目前许多水厂使用较普及，另一方面国内许多研究者都进行过深入研究。按投加量为１．２～３．６ｇ／ｍ３（液氯以有效氯计，其余按固体计），投加４种氧化剂，预氧化反应５ｍｉｎ后，以加矾量７０ｇ／ｍ３，投加聚氯化铝净水剂继续搅拌反应，对比试验结果如图２。高锰酸钾预氧化反应的时间分别为５ｍｉｎ、３０ｍｉｎ、１ｈ、２ｈ、３ｈ及４ｈ，对藻类的去除效果如图３。图２投加氯、