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微污染饮用水源水中藻类的去除研究

刘丽娟  
【摘要】: 微污染饮用水源水中的藻类对供水水质和饮水安全影响较大。大量存在的藻细胞不仅产生严重的异味臭味,而且有些藻类在一定条件还会向水体释放毒素,如微囊藻毒素和节球藻毒素等;藻类及其释放的胞外聚合物作为生成消毒副产物的前驱物,提高了饮用水的致突变几率。大量藻细胞的存在增加了混凝剂、消毒剂等水处理药剂的消耗,堵塞滤料层,增加反冲水量,并影响出水水质。许多研究和实际生产表明,采用常规水处理工艺对含藻原水的除藻去浊效果较差,因此,研究开发提高藻类去除效果和保障饮水安全的强化混凝技术及其相关产品,对于实现提高水质和安全供水,具有重要的理论和实际意义。 本文以南屏水库原水为处理研究对象(其优势藻种为小球藻Chlorella vulgaris),全面比较了强化混凝、常规工艺以及预氯化工艺的除藻去浊效果,提出了基于传统工艺,不增加新的构筑物,而且不破坏藻细胞、不产生预氯化消毒副产物的“改性沸石粉-聚合氯化铝铁(改性粉-PAFC)联用工艺”和“聚二甲基二烯丙基氯化铵-聚合氯化铝铁(P-PAFC)复合混凝剂强化混凝工艺”。试验结果表明:①“改性粉-PAFC"联用的强化混凝方法的除藻去浊效果良好,明显优于单独投加聚合氯化铝铁(PAFC);将改性沸石粉先于PAFC投加,在PAFC投加量为3.0mg/L、改性沸石粉投加量为60mg/L时,藻总量和浊度的去除率可分别达到90.07%和85.78%;②对于藻细胞数为7.98×106~1.17×107cells/L和浊度为2.56-3.59NTU的水库原水,当P-PAFC投加量为1.0mg/L时(以A1203计),藻类和浊度的去除率分别达到93.5%和71.3%,显著优于PAFC的混凝处理效果。采用强化混凝方法替代预氯化方法除藻,不仅可以改善絮体结构、增加絮体密实度、提高除藻效率,而且不产生预氯化副产物三氯甲烷等“三致”化合物。 通过对凤凰山、大镜山、竹仙洞、南屏水库以及金沙洲水源水的处理,采用新型复合混凝剂P-PAFC和PAFC的比较研究,发现混凝剂对以直链藻、小球藻为优势藻的水源水处理中,除藻去浊效果远远优于对柱孢藻的去除效果;且在处理以柱孢藻为优势藻的凤凰山水库与大镜山水库水源水时,产生的絮体较轻,沉降较慢。结果证实了藻细胞特性对强化混凝除藻有一定的影响,P-PAFC除藻能力的强弱与藻细胞的种类和结构相关。 通过对金沙洲水源水的处理试验,进一步研究了强化混凝与不同预氧化工艺对除藻去浊效果的影响;同时利用SEM对上清液藻细胞进行拍照,镜检结果显示,P-PAFC与PAFC处理后的藻细胞没有损伤;预氯化处理后的藻细胞损伤较为严重。研究表明,“改性粉-PAFC联用工艺”和“'P-PAFC复合混凝剂强化混凝工艺”不仅可以提高除藻去浊效率,且不会破坏藻细胞、不产生消毒副产物,该强化混凝工艺将为自来水厂含藻水源水的净化处理,提供重要的参考数据和指导作用。


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