水廠常規(guī)水處理工藝藻類去除初步研究

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簡(jiǎn)介： 通過(guò)對(duì)經(jīng)常規(guī)工藝處理的某水廠的水源水、出廠水以及水表中藻類的鑒定及顯微觀察，發(fā)現(xiàn)常規(guī)水處理工藝不能完全去除水源水藻類，出廠水中攜帶有不同種屬的藻類，如綠藻、球藻、囊裸藻等，出廠水中藻類附著于水表并影響了水表的正常使用。
關(guān)鍵字：常規(guī)水處理 藻類去除

1 前言

藻類問(wèn)題一直是供水行業(yè)人們關(guān)注的一大熱點(diǎn)，由于現(xiàn)代工、商、農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展以及生活污水的亂排亂放，導(dǎo)致淡水水源受到不同程度的影響，水體受氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)污染后水質(zhì)惡化[1,2]，水體富營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)程大大加速致使藻類生長(zhǎng)旺盛[3]，因此每年夏秋季藻類的大量繁殖都加大了水廠的水處理難度。

由于水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作中大多只對(duì)水源水藻類進(jìn)行顯微計(jì)數(shù)，對(duì)經(jīng)過(guò)常規(guī)處理后的出廠水藻類監(jiān)測(cè)關(guān)注不夠，同時(shí)人們?cè)趯?shí)際生活中發(fā)現(xiàn)水表中常有一些綠色微型植物覆蓋，影響了人們對(duì)供水水質(zhì)的信任度。因此，對(duì)水源水、出廠水藻類及水表中“綠色污染物”的鑒別跟蹤是完全必要的，我們以某水廠為例，對(duì)三者進(jìn)行藻類監(jiān)測(cè)，以期為常規(guī)水處理工藝改進(jìn)以及更好的保障人們的安全用水提供參考和依據(jù)。

2 研究方法

2.1 儀器與試劑

CH-30型顯微鏡（附帶Pstudio軟件成像系統(tǒng)）；魯哥氏液固定劑：稱取4g碘及6g碘化鉀，溶于100mL純水中。

2.2水源水中藻類的測(cè)定[4]

2.2.1水樣的采集

采樣每月2次，連續(xù)采集兩個(gè)月（分別為五、六月份），采集工具用分層水質(zhì)采樣器。

對(duì)水深3～10m的水體，同一取水點(diǎn)分別在距水面0.5m及底層0.5m處取水，兩層水各取500mL混合成一個(gè)水樣；水深大于10m的水體,采樣點(diǎn)采用分層取樣（每1m一水樣），各層等量混合成一個(gè)水樣（采樣時(shí)間在同一天的相近時(shí)間）。

本實(shí)驗(yàn)水源水采集水樣量為1L，出廠水為10L，水表打開(kāi)表盤后直接取樣，用少量無(wú)菌蒸餾水稀釋鏡檢。

2.2.2水樣的固定

測(cè)定藻類用的水樣應(yīng)立即加以固定，即殺死水樣中的浮游植物和其他生物。固定劑用魯哥氏液，固定劑用量為1L水樣中加15mL魯哥氏液，使水樣呈棕黃色即可。

2.2.3沉淀和濃縮

沉淀和濃縮在筒形分液漏斗中進(jìn)行,因?yàn)橐话愀∮卧孱惖拇笮閹孜⒚椎綆资⒚?，再?jīng)過(guò)碘液固定后，下沉較快，所以靜置沉淀時(shí)間一般需用48h。然后用細(xì)小玻璃管以虹吸方式緩慢地吸去上層的清液，注意不能攪動(dòng)或吸出浮在表面和沉淀的藻類。最后留下約20mL時(shí)，將沉淀物放入容積為30mL或50mL的試劑瓶中，試劑瓶事先應(yīng)精確的在30mL處做好標(biāo)記，用吸出的上層清液或蒸餾水沖洗分液漏斗2～3次，一起放入試劑瓶中，在計(jì)數(shù)時(shí)定容到30mL。

2.2.4計(jì)數(shù)

計(jì)數(shù)時(shí)用面積20×20mm、容量0.1mL的計(jì)數(shù)框。計(jì)數(shù)時(shí)，將計(jì)數(shù)樣品充分搖勻后，迅速吸取0.1mL樣品到計(jì)數(shù)框中，蓋上蓋玻片。計(jì)數(shù)框內(nèi)應(yīng)無(wú)氣泡，也不應(yīng)有樣品溢出。計(jì)數(shù)時(shí)顯微鏡的目鏡為10倍，物鏡為40倍。我們采用目鏡視野法計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)200個(gè)視野。

2.2.5計(jì)數(shù)結(jié)果

把計(jì)數(shù)所得結(jié)果換算為原來(lái)所采的水樣中藻類的數(shù)量。

計(jì)算公式：N=[(A/Ac.V)×(Vs­­­­/Va)]Ns/n

式中：N——每升原水樣中藻類數(shù)量（個(gè)/L）；

V——采樣體積（L）

A——計(jì)數(shù)框面積（mm2）；

Ac——計(jì)數(shù)面積（mm2）；

Vs——1L原水樣沉淀濃縮后的體積（mL）；

Va——計(jì)數(shù)框的體積（mL）；

n——視野數(shù)目（個(gè)）

Ns——藻類總數(shù)（個(gè)）

3 研究結(jié)果與討論

通過(guò)顯微觀察，我們發(fā)現(xiàn)水源水中藻類在五、六月份多以藍(lán)藻、綠藻和硅藻為主，其優(yōu)勢(shì)種為微囊藻屬、平裂藻屬和小球藻屬，水源水雖然經(jīng)過(guò)了水常規(guī)處理工藝的一系列絮凝、沉淀、過(guò)濾、消毒等過(guò)程，但在出廠水中仍可檢出許多種藻類，我們檢出的有十字、平裂藻、微囊藻、鼓藻等[5,6]（見(jiàn)附圖），同時(shí)對(duì)水源水、出廠水藻類計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，出廠水藻類的去處率五、六月份僅為94%～96%，與戎文磊等報(bào)道的常規(guī)水處理工藝同期藻類的去除率97.5%相比要低[7]，究其原因可能在于水源水中所含藻的種類和數(shù)目不同。出廠水所檢出的不同種藻類說(shuō)明這些藻類對(duì)于常規(guī)水處理工藝的氯消毒有很高的耐受性，常規(guī)投加量不能完全殺滅這些藻種，而后續(xù)的絮凝、沉淀、過(guò)濾等過(guò)程對(duì)這些藻類也不能完全起作用，這樣水常規(guī)處理工藝并不能完全去除水源水中的藻類，而且藻類的去處率在一年中隨時(shí)間的不同也有所波動(dòng)，加大了水廠對(duì)藻類處理的難度。對(duì)水表中綠色附著物直接取樣鏡檢發(fā)現(xiàn)附著物多為藻類且藻的種類與出廠水所含種類相同，如出廠水中含有的綠藻、色球藻、鼓藻、微囊藻等，其中尤以色球藻和微囊藻多見(jiàn)，同時(shí)還有一些微生物、浮游生物等，微生物和浮游生物的含有是因?qū)λ碇苯尤游醇釉噭?duì)其殺滅所致，但也說(shuō)明了水中的微小生物由于有了水表的附著場(chǎng)所而出現(xiàn)了繁殖現(xiàn)象，水表中藻類的檢出說(shuō)明出廠水中的藻類在流經(jīng)管網(wǎng)到達(dá)水表時(shí)，由于水表密封不嚴(yán)，少量管網(wǎng)水可以流經(jīng)水表表盤，其中出廠水所附帶的少量藻類、浮游生物和微生物附著在表盤上，經(jīng)過(guò)常年累積，在合適的光照、溫濕度等良好的生存條件下，出廠水附帶的藻類在水表中繁殖生長(zhǎng)蔓延，藻類逐漸覆蓋表盤進(jìn)而影響到水表的使用，用戶看到水表積存的藻類懷疑到供水的水質(zhì)，影響到水的感官，影響了人們對(duì)供水水質(zhì)的信任，而且藻類的存在的確也會(huì)對(duì)人體造成一定的危害，如藻類會(huì)產(chǎn)生對(duì)人體有害的藻毒素，水體中的藻毒素是一種強(qiáng)力致癌物質(zhì)，能抑制細(xì)胞蛋白磷酸酶，導(dǎo)致細(xì)胞癌變。據(jù)報(bào)道近年來(lái)肝癌的高發(fā)率多與飲用水中存在的微囊藻毒素有關(guān)[8]，而在所檢測(cè)的該水廠中微囊藻在出廠水中仍有檢出。因此，提高出廠水藻類的去除率，強(qiáng)化水廠常規(guī)工藝去除藻類迫在眉睫。

附圖：出廠水中所檢出的不同種藻類。

4 研究結(jié)論

(1) 水源水經(jīng)水廠常規(guī)工藝處理后不能完全消除藻類，對(duì)出廠水的水質(zhì)及人們身體健康構(gòu)成一定的威脅。

(2) 出廠水中的藻類在五、六月份以綠藻、球藻為主，說(shuō)明這些藻類對(duì)于殺菌消毒的氯有一定的耐受性，同時(shí)由于這些藻類個(gè)體微小，過(guò)濾、沉淀等不易去除，因此需要進(jìn)一步強(qiáng)化水廠處理工藝，找到更合適的去除藻類方法。

(3) 水表中綠色附著物多為藻類，實(shí)為出廠水的藻類流經(jīng)水表常年附著累積所致，因此應(yīng)改換密封性能好、靈敏度高的水表以提高用戶對(duì)供水水質(zhì)的信任度。

(4) 水廠常規(guī)處理工藝需進(jìn)一步強(qiáng)化，改善出廠水藻類的去除率，如增大氯的投加量，增加沉淀絮凝時(shí)間等，試驗(yàn)尚在進(jìn)行中。