低温期黄河水源鱼腥味问题的预处理技术应用探讨

给水排水Ｖｏｌ．４１增刊２０１５２５低温期黄河水源鱼腥味问题的预处理技术应用探讨李霞１魏魏１，２乔莉２王涛３郭庆园１杨凯１于建伟１安伟１杨敏１（１中国科学院饮用水科学与技术重点实验室，北京１０００８５；２呼和浩特市水质监测中心，呼和浩特０１００７０；３新疆克拉玛依红山油田有限责任公司，克拉玛依８３４０００）摘要针对呼和浩特市某黄河水源水库的鱼腥味问题及其预处理技术效果进行了探讨。结果表明，原水中鱼腥味问题主要与锥囊藻及针杆藻生长代谢过程中产生的一些醛类物质有关，包括庚醛、２，４－庚二烯醛、２－辛烯醛、苯甲醛及β－环柠檬醛等。不同预处理技术的模拟试验表明投加高锰酸钾以及同时投加高锰酸钾－粉末活性炭的方法并不能有效处理该水库原水的鱼腥味问题，而单独采用活性炭吸附的预处理方法较为有效。试验中选取的煤质活性炭Ｆ３２５对臭味的去除效果最好，投加量８～１２ｍｇ／Ｌ即可将臭味强度降到３．０级以下，对于相应醛类物质的去除率达到８０％～１００％。从活性炭的选择来看，可用微孔体积作为主要的参考指标，宜选择微孔体积较高的活性炭。关键词鱼腥味嗅味控制活性炭高锰酸钾国家自然科学基金项目（２１３７７１４４）；中科院生态环境研究中心“一三五”项目（ＹＳＷ２０１３Ａ０２）。０前言饮用水有无异味往往是消费者直接评判水质好坏的一个主要依据，近年来我国发生多起因自来水异味而导致的停水事件［１］。水源水中藻类等微生物的季节性过度增殖以及突发性外源污染往往是导致异味问题的主要原因［２～４］。在水源水质短期内无法得到有效改善的情况下，如何有效应对饮用水中的季节性或突发性臭味问题已成为供水企业所面临的重要问题之一。目前，我国多数自来水厂的处理工艺仍以传统的混凝沉淀过滤常规工艺为主，对于季节性或突发性臭味问题的处理效果有限，增加高锰酸钾或粉末活性炭等预处理技术措施成为重要的选择之一［５，６］。然而由于不同臭味物质的处理效果差异性较大，如何针对性的选择合适的预处理技术对有效应对水中臭味问题具有重要意义。近年来在黄河沿岸城市的多个水源中，冬春季低温期（冰融期）出现的鱼腥味问题给水厂的工艺运行带来了很大的挑战。前期调查中发现隐藻、锥囊藻等产生的多种醛类物质可能是主要的致臭物质［７］，然而有关水厂如何进行应对处理以及效果如何有待于进一步的确认。本研究以呼和浩特市某黄河水源水库为对象，在对低温期鱼腥味问题进行进一步解析的基础上，对高锰酸钾、粉末活性炭等预处理技术的应用效果进行了探讨，以为自来水厂有效应对此类臭味问题提供借鉴。１试验材料与方法１．１试剂与材料ＮａＣｌ（北京化学试剂公司，优级纯），使用前在４５０℃马弗炉中烘４ｈ去除其中的有机物；甲醇（Ｓｉｇｍａ，色谱纯）；超纯水（电导率＞１８．２ＭΩ／ｃｍ）；选择７种可产生鱼腥味的典型醛类化合物进行分析，其中２，４－癸二烯醛为Ｃａｙｍａｎ公司产品，其余均为购于Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ公司，相关化合物的臭味特征信息见表１。使用前，用甲醇稀释标样，在冰箱中于４℃下避光保存。表１七种醛类化合物臭味特征与嗅阈值物质名称臭味特征嗅阈值［８］／μｇ／Ｌ庚醛鱼腥味，辛辣味，脂肪味３．０苯甲醛苦杏仁味，甜味２－辛烯醛甘草味，青核桃味２．４－庚二烯醛鱼腥味，鱼肝油味，油味５．０２，６－壬二烯醛青草味，黄瓜味０．０８２，４癸二烯醛鱼腥味，脂肪味０．３β－环柠檬醛花香味，烟草味１９．３活性炭：试验中选取三种不同材质的粉末活性炭，具体包括煤质一种（Ｆ３２５）、木质２种（Ｆ２００及水DOI:10.13789/j.cnki.wwe1964.2015.0334２６给水排水Ｖｏｌ．４１增刊２０１５厂目前使用的Ｈ），使用前用超纯水冲洗并在１１０℃烘干备用。三种粉末活性炭物理参数见表２，其中比表面积及孔径分布采用低温氮气吸附／脱附方法进行测定。表２粉末活性炭物理参数活性炭名称比表面积／ｍ２／ｇ总孔体积／ｃｍ３／ｇ微孔体积／ｃｍ３／ｇ中孔体积／ｃｍ３／ｇ碘值ａ／ｍｇ／ｇ亚甲蓝值ａ／ｍｇ／ｇＦ３２５７４６０．４３４０．２２９０．１７２８５０１８０Ｆ２００１３５８０．８９１０．１４９０．６７８１０２０３０５Ｈ５３３０．３３５０．１２６０．１９５９６０２８０注：ａ数据由活性炭厂家提供。１．２仪器设备ＨＰ６８９０／５９７５气相色谱／质谱联用仪（安捷伦，美国）；自动固相微萃取装置（Ｃｏｍｂｉ－ＰＡＬ，瑞士）；马弗炉（ＳＧＭ－２８４０ｂ，洛阳西格玛）；恒温水浴锅（ＤＳＹ－２－４，北京爱琦霞）；ＨＺＱ－Ｆ恒温震荡培养箱（哈尔滨东联电子）；显微镜（ＯｌｙｍｐｕｓＢＸ５１，日本）。固相微萃取纤维头：ＣＡＲ／ＰＤＭＳ（８５μｍ，Ｎｏ．５７３３５－Ｕ）（Ｓｕｐｌｅｃｏ，美国），使用前根据说明书进行老化处理。固相微萃取样品瓶（Ｓｕｐｌｅｃｏ，美国），体积为２０ｍＬ；５００ｍＬ、１Ｌ具塞锥形瓶。１．