陳 衛(wèi)¹ 李圭白² 鄒浩春³
(1 南京工業(yè)大學(xué)，南京，210009；2 哈爾濱工業(yè)大學(xué)市政環(huán)境工程學(xué)院，哈爾濱，150090；
3無錫市自來水總公司，元錫，214031)

　　摘 要：太湖水的藍(lán)藻水華連年爆發(fā)，難以凈化處理，嚴(yán)重影響了供水安全。本文研究用高錳酸鉀復(fù)合藥劑強(qiáng)化混凝除太湖藍(lán)藻，結(jié)果表明，高錳酸鉀復(fù)合藥劑的強(qiáng)化混凝作用能有效地去除水中的藍(lán)藻和降低水的色度，可拓寬混凝劑最佳投加量范圍，使凈水系統(tǒng)的抗干擾抗沖擊能力提高。
　　關(guān)鍵詞：藍(lán)藻 高錳酸鉀 復(fù)合藥劑 供水 強(qiáng)化混凝

　　近年來，太湖水體的富營養(yǎng)化使水質(zhì)惡化，尤其盔藻水華連年發(fā)生，嚴(yán)重影響了供水水質(zhì)。由此造成的太湖周邊城鄉(xiāng)供水水源污染和短缺，已成為該地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中新的制約因素。因此，有效地控制和去除太湖優(yōu)勢藻種——藍(lán)藻，保證供水水質(zhì)，一直為人們所關(guān)注。
　　九十年代以來，高錳酸鉀復(fù)合藥劑(簡稱PPC)在控制和去除水中有機(jī)污染物的生產(chǎn)應(yīng)用中取得了顯著的成效。本文研究高錳酸鉀復(fù)合藥劑對太湖梅梁灣五里湖湖區(qū)水中藍(lán)藻強(qiáng)化混凝的去除效果。

1 太湖梅梁灣和五里湖湖區(qū)水質(zhì)特征

　　梅梁灣和五里湖是西太湖北部的一個(gè)重要湖區(qū)，面積約為120km²，是無錫市的主要供水源地。由于周邊城鎮(zhèn)工業(yè)與生活污水的大量排入，尤其大量營養(yǎng)鹽的排入，使該湖區(qū)成為太湖水域富營養(yǎng)化最嚴(yán)重的湖區(qū)之一，湖區(qū)藻類數(shù)量最多時(shí)達(dá)到20億個(gè)/L(1993年)。不同時(shí)期各種生物種群的數(shù)量和優(yōu)勢種的差異較大[1](圖1)，藍(lán)藻水華的大量爆發(fā)，預(yù)示著水質(zhì)污染加劇和營養(yǎng)程度的提高。藍(lán)藻水華高發(fā)期在每年的5-10月，溫度通常在30℃左右，說明光照和溫度是重要影響因子。另外，湖區(qū)湖流特征次定湖區(qū)的水流流速不大，一般為3—4cm/s，表明水體交換量小，以氮和磷為代表的營養(yǎng)元素富集多。一般認(rèn)為，藍(lán)藻對氮、磷的需求比例為9：1，洶區(qū)氮、磷含量已遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于這個(gè)比例[2]。藍(lán)藻通常具有偽空胞，極易漂浮在水面上形成帶狀或片狀的綠色團(tuán)塊隨風(fēng)漂移，所以，主導(dǎo)風(fēng)向——西南風(fēng)也對湖區(qū)藍(lán)藻爆發(fā)和堆集起著不容忽視的作用。梅梁灣湖區(qū)藍(lán)藻主要以微囊藻屬(Microcystis spp.)的銅綠微囊藻(M.aerugionsa Kutz)、水華微囊藻(M.flos—sqnaeKirch)和塵埃微囊藻(M.Pulverea)為全年普生性種類，夏季旺長形成水華，其細(xì)胞數(shù)量可占總細(xì)胞數(shù)的99％以上，生物量也可占總生物量的85％以上^[3]。

　 在5—10月份以外的時(shí)間，湖水水質(zhì)以氮含量高為特征，同樣存在著難處理，凈化效果不良等問題。梅梁灣月平均水溫變化范圍在1.5—27.4℃，湖水終年不結(jié)冰；pH值范圍在7.26—9.01。

2 　強(qiáng)化混凝除藍(lán)藻研究

2.1 試驗(yàn)方法
　　試驗(yàn)分兩階段進(jìn)行。第一階段是初步探索性試驗(yàn)，根據(jù)太湖水質(zhì)特征配制試驗(yàn)水樣。在自來水中投加高嶺土得到有一定濁度的渾濁水，再投加純培養(yǎng)的銅綠微囊藻和水華微囊藻，即配制成試驗(yàn)水樣。水的外觀淺綠略帶渾濁，濁度14-16NTU，微囊藻含量2×106-3×10⁷個(gè)/L，水溫25—27℃，pH值7.2-7.5。第二階段是對前面試驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證和拓展，用取自梅梁灣五里湖的湖水進(jìn)行強(qiáng)化混凝試驗(yàn)。水色黃綠略帶渾濁，濁度14-22NTU，藻含量6.9×10⁷個(gè)/L，以銅綠微囊藻和水華微囊藻為優(yōu)勢藻種，還有塵埃微囊藻等，水溫27—29℃，pH值7.5—7.7。
　　燒杯試驗(yàn)在六聯(lián)攪拌機(jī)上進(jìn)行。混凝劑采用生產(chǎn)上使用的聚合氯化鋁(簡稱PAC)?；旌虾托跄霓D(zhuǎn)速與時(shí)間分別控制在300r/min與1min和40r/min與10min，靜置時(shí)間15min。采用顯微鏡血球板計(jì)數(shù)法進(jìn)行藻類含量測定。PAC與PPC投加間隔時(shí)間1min。
　　試驗(yàn)檢驗(yàn)指標(biāo)是沉后水濁度、藻類去除率和色度。一般認(rèn)為，水中藻含量低于1.0×10⁵個(gè)/L時(shí)，不需考慮除藻問題。
2.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析
　　第一階段實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖2和圖3。圖2和圖3分別是PPC不同投加量時(shí)，燒杯試驗(yàn)沉后水濁度和藻類去除率隨PAC和PPC投加量的變化曲線。由圖可見，在單純按最佳投加量40mg/L投加PAC時(shí)，水中藻類含量隨濁度的去除有所降低，但去除率很低，僅為25％。投加PPC后，強(qiáng)化混凝效果非常明顯，沉后水濁度人幅度降低，藻類去除率大大提高。PAC投加量為40mg/L時(shí)，僅投加PPC 1.0mg/L，藻類之除率即達(dá)到76％。從圖中還可以看出，PPC投加后，強(qiáng)化混凝使?jié)岫茸兓€下移，是PAC的最佳投加量向低投加量范圍拓寬。

　　對取自梅梁灣五里湖的湖水進(jìn)行強(qiáng)化混凝試驗(yàn)結(jié)果見圖4、圖5和圖6n由圖4可見，對單純投加PAC與投加PAC和PPC的情況對比，PPC投加量僅在0.5—1.0mg/L時(shí)，沉后水濁度有了明顯改善，且使得PAC的最佳投加量前移并拓寬了范圍。但PPC投加量再增加時(shí)，沉后水濁度并沒有進(jìn)一步降低。單純投加PAC40mg/L時(shí)，沉后水藻類去除率為22％。圖5顯示出，PPC投加后，藻類的去除效果特別顯著，當(dāng)PPC為1.0—2.0mg/L時(shí)，藻類去除率最高達(dá)97％。鏡檢可觀察到藻類活性降低，迅速收縮，這與純培養(yǎng)水樣試驗(yàn)的結(jié)果一致。另外，圖6表明，投加PPc可使色度去除率提高。單純投加PAC時(shí)，沉后水色度去除率隨PAC投加量的增加而提高，去除率在36—52％之間。當(dāng)投加PPC1.0mg/L時(shí)，色度去除率在60--74％之間，亦隨PAC投加量的增加去除率提高；當(dāng)PPC投加量為3mg/L時(shí)，色度去除率顯著，達(dá)到71—81％，與單純投加PAC比較，色度之除率平均提高32個(gè)百分點(diǎn)。在強(qiáng)化混凝過程中，pH值沒有變化。
　　比較兩個(gè)階段的試驗(yàn)結(jié)果不難看出，盡管第二階段的試驗(yàn)水樣水質(zhì)較復(fù)雜，卻有著與純培養(yǎng)藻種的水禪試驗(yàn)相似的結(jié)果，即第一階段的試驗(yàn)得到了驗(yàn)證。在第二階段試驗(yàn)中，還進(jìn)行廠PPC和PAC的投加順序?qū)炷Ч驮孱惾コ挠绊懕容^(見圖7與圖8)。結(jié)果表明，PAC投加量為40mg/L時(shí)，先投加PAC，后投加PPC，其混凝效果和藻類去除效果優(yōu)于先投加PPC后投加PAC的效果，本試驗(yàn)得到PPC的最性投加量范圍為1.0-—2.0mg/L。
　　在5—10月份期間，因藻類對無機(jī)氮的同化和藻類沉降作用，使湖水中氮含量大幅度下降。10月份以后，藻含量降低到1×10⁴個(gè)/L以下，而水中氮含量高上升為主要問題。PPC對氨氮去除效果的研究正在進(jìn)行。

3 結(jié)語

　　 高錳酸鉀復(fù)合藥劑的強(qiáng)化混凝能有效地去出水中的藍(lán)藻和水的色度，拓寬了混凝劑最佳投加量范圍，可使系統(tǒng)的抗干擾抗沖擊的能力提高?；炷Ч驮孱惾コЧc高錳酸鉀復(fù)合藥劑和聚合鋁的投加順序有關(guān)，投加順序以聚合鋁先投加、高錳酸鉀復(fù)合藥劑后投加為好，且高錳酸鉀，復(fù)合藥劑也有其最佳投加量范圍。同時(shí)，試驗(yàn)還表明，在強(qiáng)化混凝過程中pH值不發(fā)生變化。

參考文獻(xiàn)：

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　　 [2]R.G. Wetzel 1983. Limnology, 2nd edition. Saunders College publishing.350-365
　　 [3]陳宇煒等，太湖梅梁灣浮游值物動(dòng)態(tài)及其初級生產(chǎn)力周年變化研究.太湖環(huán)境生態(tài)研究 1998，98-107