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藻华进入水厂有什么变化及应对措施

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由于经济增长和人类活动的影响,越来越多的地表水源逐渐从贫营养、中营养向富营养转变。伴随水体营养化的是藻类的繁殖,尤其是在高温的5-10月份,藻类的大量生长直接影响到自来水厂的净水过程和水质安全。那么在藻类繁殖的季节,水源水质会发生哪些变化呢?

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1、pH异常波动

天然水体中CO2/H2CO3/HCO3-/CO2-之间存在碳酸平衡。白天光照强时,含有叶绿体的藻类会进行光合作用,吸收水体中的CO2并转化为O2和OH-,使水体的PH值升高(2),而当藻类长期聚集,甚至会造成PH值超标。当光照强度降低时,水体中生物的整体呼吸作用大于光合作用,生物消耗水中的O2,产生溶于水的CO2,产生H2CO3,导致水体pH值下降。

2、溶解氧减少

藻类大量繁殖时,水面被藻类覆盖,造成水体中下层缺氧,导致大量动植物死亡。微生物在分解动植物尸体时,需要消耗大量的氧气,导致水体溶解氧急剧下降,并可能导致水体发臭变黑。

3、氨氮增加

藻类正常生长时,氨氮可作为营养物质被藻类吸收并转化为有机质。当藻类大量繁殖,造成大量生物死亡时,微生物分解动植物尸体,产生大量氨氮。此外藻类细胞的自溶和有机碎屑沉积物的矿化将颗粒状有机氮以氨氮的形式释放到水中,从而增加氨氮。

4、提高高锰酸盐指标

藻类是水体中重要的有机物生产者,藻类正常的新陈代谢会将有机物释放到水体中。此外藻类在死亡、分解、沉积过程中还会产生大量有机物,消耗水中大量溶解氧,在水体中形成还原环境,从而使高锰酸盐指数升高。

5、气味和颜色

藻类在繁殖、生长过程中分泌的化学物质会引起水质异味,如硅藻会产生泥土味和鱼腥味;绿藻会产生鱼腥味、草味和沼泽味;蓝藻会产生鱼腥味、腐烂物和粪便。一些藻类死亡腐烂后,也会造成大面积水域出现鱼腥味。当藻类大量聚集时,水体难以自我净化,容易产生异味。颜色是藻类的次生生物。大多数藻类都有颜色。它们正常的新陈代谢也会使水体呈现出不同的颜色,如蓝绿色、黄褐色、红褐色等。

6、产生毒素

有些藻类在生长过程中,会产生某些有毒物质。例如,蓝藻的新陈代谢会产生肝脏毒素和神经毒素,一般水处理工艺难以去除,对生物体有害,对人体健康影响很大。湖泊、水库等地表水源的藻类治理是一项复杂的工程,涉及环保、水利、农业等多个领域。自来水厂作为湖泊、水库等水资源的使用者,大多从制水过程开始调整,避免藻类繁殖影响供水安全。

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含藻原水进入净水厂后,会使水质发生变化,从而干扰水处理,对制水生产工艺、药耗以及构筑物池壁都会产生极大的不利影响,主要表现在以下几个方面。

1、对混凝的影响。在光和作用下,水中pH值升高,且由于藻类作用,溶解氧增加,矾花密度降低,沉淀去除率下降,导致需要投加的混凝剂增多,高藻水的处理需要消耗大量的混凝剂。此外,部分藻细胞易穿透絮凝体,破坏絮凝过程,导致出水有藻类污染物。

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2、干扰过滤。藻类物质在滤池中可大量繁殖,会使滤料层堵塞,从而缩短过滤周期,导致反冲洗水用量增加,反洗频率加大,实际用水产量下降并影响出水水质。

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3、对构筑物的影响。藻类细胞成层成黏质物,附在混凝土池壁表面,形成一层润滑层,既影响制水过程中的感官质量,又增加了洗池的频率和费用以及工人的劳动强度。另外,藻类对藻类混凝土池壁构成很大威胁,水厂构筑物池壁由于藻类物质的长期腐蚀,至使池壁老化,反过来又给藻类物质的寄生繁殖、水垢青苔的附着生长,提供了有利的栖息场所。(生物黏泥的组成,主要是微生物、微生物代谢产物和水中悬浮物等。)

4、藻类致臭。藻类所分泌的臭味物质导致饮用水出现异味,水中藻细胞数量的增大也增加了氯的使用量,当水处理只氧化剂使用量较低时,不仅无法消除臭味的影响,有时还会和一些臭味有机物反应生成新的致臭物质。

藻类在代谢过程中易产生三卤甲烷的前驱物质,三卤甲烷是对人体具有潜在危害的致癌性物质。部分藻类在代谢过程或死亡后释放藻毒素,对生物体造成毒性和危害,常规的水处理工艺对藻毒素的危害难于去除。藻类所产生的有机物质易造成微生物在水供给系统中重新生长。

藻门爆发措施应对

首先设立藻类预警指标,根据藻类爆发事件发生的紧急程度、发展态势和可能造成的危害程度设立4个预警等级,分别用红色、橙色、黄色和蓝色标示,一级为最高的等级,选用藻类爆发时指标变化幅度最大的叶绿素a和藻类数量两项指标作为判别指示。

藻类爆发预警指标

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水厂藻类增多的同时,应结合本厂制水工艺实际,从以下几个方面来着手调整制水工艺和制水设施运转:

1)有效监控原水PH、藻类、DO等数值预警。

2)强化原水预处理投加强氧化剂(臭氧或前加氯)迅速对藻类灭活,短时间内有效抑制藻类生长。投加高锰酸钾复合盐可以长效氧化原水作用,弥补前加氯不足,二氧化锰能对藻细胞产生吸附架桥的作用,从而降低藻细胞在水中的数量。

3)原水投加活性炭粉末可吸附藻类释放部分有害氧化物,有效去除有机污染物、臭味、色度等。

4)强化混凝(可增加絮凝剂投加药量、增设机械或静态搅拌装置、增加混凝反应时间等),选用大分子铝盐铁盐或高盐基度PAC混凝剂。

5)强化沉淀池排泥(可增加池底阀和吸泥机排泥频次)。

6)强化过滤(可降低滤速、提高反冲洗频率)。

7)强化消毒(可适当提高出厂水水余氯含量到0.7mg/l)。在水藻大量繁殖的季节,自来水厂在进行除藻工作的同时,要密切监测水华引起的过程(如混凝前加消毒剂、增加混凝剂用量等),控制核心指标的变化,如影响混凝剂水解的pH值、影响矾花密实度的溶解氧、影响消毒效果的氨氮等,根据监测结果及时调整制水工艺,确保安全的供水。

(来源:中科净水)