一種物化強(qiáng)化滅藻的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明屬于飲用水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種銅鹽與氯聯(lián)用強(qiáng)化滅藻的方法?！颈尘凹夹g(shù)】:
[0002]由于氮、磷等營養(yǎng)源的排放，導(dǎo)致許多具備飲用水源地功能的河流、湖泊和水庫等水源呈現(xiàn)不同程度的富營養(yǎng)化趨勢，并可能在環(huán)境因素適宜的條件下導(dǎo)致藻類爆發(fā)，成為影響水廠處理工藝過程和飲用水質(zhì)安全的重要隱患。
[0003]含藻水或高藻水對飲用水處理工藝、飲用水質(zhì)安全的不利影響主要表現(xiàn)為:1)藻細(xì)胞為電負(fù)性，不易于通過混凝脫穩(wěn)，尤其對于存活藻細(xì)胞，更是難以通過混凝、沉淀單元去除，可能導(dǎo)致藻細(xì)胞在反應(yīng)池、沉淀池、濾池等構(gòu)筑物中繁殖，并可能穿透濾池的過濾膜進(jìn)入輸配水管網(wǎng)；2)穿透濾池的過濾膜的藻細(xì)胞可能在輸配水管網(wǎng)的配水管、入戶管、二次供水設(shè)施等中進(jìn)一步繁殖生長，這將消耗管網(wǎng)末端的余氯，并導(dǎo)致微生物繁殖和感官下降等不利影響；3)預(yù)氧化工藝將藻細(xì)胞滅活，這對于混凝過程是有利的，但是在高氯投量下，預(yù)氧化也可能將細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)破壞，并導(dǎo)致胞內(nèi)物質(zhì)釋放，可能產(chǎn)生更大的水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)。因此，對于含藻水或高藻水而言，如何強(qiáng)化滅藻提高混凝效率，將成為飲用水廠面臨的技術(shù)難題之一。
[0004]因此，開發(fā)高效、成本低廉、使用方便且可有效抑制水源水中的藻細(xì)胞活性和繁殖數(shù)量的滅藻方法，提高絮凝除藻效率，是目前研宄與工程應(yīng)用中亟需解決的難點(diǎn)問題。本案發(fā)明人針對該問題，提出在水源水進(jìn)入水廠單元之前抑制水體中的藻細(xì)胞活性和繁殖數(shù)量的滅藻方法，也即本發(fā)明所論述的一種物化強(qiáng)化滅藻的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0005]本發(fā)明的目的是針對作為飲用水源的高藻水，提供一種性能高效、經(jīng)濟(jì)可行、易于在工程中大規(guī)模應(yīng)用的一種物化強(qiáng)化滅藻的方法；該方法可在投加藥劑劑量都比較低時(shí)達(dá)到高效滅藻的目標(biāo)。
[0006]本發(fā)明的一種物化強(qiáng)化滅藻的方法技術(shù)原理在于:當(dāng)與銅離子共存時(shí)，氯在銅離子的催化作用下會緩慢生成具有強(qiáng)氧化能力的氯自由基，氯自由基和殘留的氯可破壞藻細(xì)胞完整性，改變藻細(xì)胞壁通透性，利于藻細(xì)胞壁外的銅離子進(jìn)入藻細(xì)胞內(nèi)破壞細(xì)胞器，進(jìn)一步滅活藻細(xì)胞。本發(fā)明的方法能有效抑制自來水廠進(jìn)廠水中藻細(xì)胞活性和藻細(xì)胞數(shù)量。
[0007]本發(fā)明的一種物化強(qiáng)化除藻的方法包括以下步驟:將銅鹽的水溶液和氯的水溶液同時(shí)與含藻水混合，其中銅離子與氯胺的摩爾數(shù)的比例為0.04?0.5，反應(yīng)時(shí)間大于5min即可；經(jīng)銅鹽和氯聯(lián)合處理后的藻細(xì)胞活性和繁殖數(shù)量得到有效抑制。
[0008]所述的含活性氯的水溶液是將選自液氯、次氯酸鈉和次氯酸鈣的一種或幾種溶于水中而成。
[0009]所述的銨鹽選自氯化銨、硫酸銨和硝酸銨中的一種或幾種。
[0010]所述的銅鹽選自氯化銅、硫酸銅和硝酸銅中的一種或幾種。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢、可取得如下預(yù)期的技術(shù)效果:
[0012](I)本發(fā)明針對湖泊、水庫等地表水富營養(yǎng)化水體，提出了一種同時(shí)投加銅鹽與氯的物化強(qiáng)化滅藻方法，氯自由基和氯可破壞藻細(xì)胞壁的完整性，利于銅離子作用于細(xì)胞質(zhì)，進(jìn)而有效抑制藻細(xì)胞活性和藻細(xì)胞繁殖數(shù)量。本發(fā)明主要應(yīng)用于富營養(yǎng)化水體的水源預(yù)處理，也可應(yīng)用于以景觀水體回用為目標(biāo)的景觀預(yù)備水處理。
[0013](2)在應(yīng)用本發(fā)明的銅鹽與氯聯(lián)用抑制藻細(xì)胞活性和藻細(xì)胞繁殖時(shí)，可在水源地取水口投加或在自來水廠進(jìn)廠水管道中投加。
[0014](3)應(yīng)用本發(fā)明的銅鹽與氯聯(lián)用抑制藻細(xì)胞活性和藻細(xì)胞繁殖的方法，適用于水華爆發(fā)時(shí)的高藻水預(yù)處理，對銅綠微囊藻、硅藻和黃絲藻等的生長抑制率能達(dá)到80?99.
[0015](4)本發(fā)明的銅鹽與氯聯(lián)用抑制藻細(xì)胞活性和藻細(xì)胞繁殖的方法，所用的化學(xué)試劑為水處理中常用的凈水藥劑或凈水材料，方法簡單，成本低廉，使用操作簡便。本發(fā)明涉及的銅鹽與氯聯(lián)用方法具有優(yōu)異的抑藻性能，僅需向含藻水中加入氯的水溶液和銅鹽的水溶液等，操作過程簡單，易于實(shí)現(xiàn)。
[0016](5)本發(fā)明的銅鹽與氯聯(lián)用抑制藻細(xì)胞活性和藻細(xì)胞繁殖的方法僅需將銅鹽的水溶液和氯的水溶液同時(shí)投加含藻水中，之后進(jìn)行充分混合、反應(yīng)即可，工程施工操作過程簡單。
【具體實(shí)施方式】
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[0017]實(shí)施例1
[0018]某自來水廠水源地發(fā)生富營養(yǎng)化污染，藻細(xì)胞濃度達(dá)到1.0X 18個(gè)/L，原水濁度為15NTU，水廠采用的絮凝劑為硫酸鋁。水源未發(fā)生富營養(yǎng)化污染時(shí)，絮凝劑的投量為20mg/L即可達(dá)到良好去除效果，濾池的過濾周期為24小時(shí)。但是，水源發(fā)生上述富營養(yǎng)化污染后，絮凝劑的投量增加至30mg/L，處理效果仍不理想，表現(xiàn)為沉后水、濾后水濁度升高，沉后水的藻細(xì)胞的去除率僅為80%，濾池的過濾周期縮短至12小時(shí)。
[0019]采用本發(fā)明的方法對上述發(fā)生富營養(yǎng)化污染的水源水進(jìn)行強(qiáng)化滅藻:
[0020]I)將次氯酸鈉與水混合，獲得次氯酸鈉的水溶液；將硫酸銅與水混合，在充分?jǐn)嚢柘氯芙?，獲得硫酸銅的水溶液；將液體硫酸鋁與水混合，獲得硫酸鋁的水溶液；
[0021]2)將次氯酸鈉的水溶液和硫酸銅的水溶液同時(shí)加入到水源地取水口，水源地到自來水廠水力停留時(shí)間為4小時(shí)。其中氯與藻細(xì)胞的比例為0.6mg氯:108個(gè)藻細(xì)胞，銅離子與氯的物質(zhì)的量比為0.1 ；
[0022]3)處理過的含藻水進(jìn)入水廠單元后，通過混凝池混凝沉淀，沉后水中的藻細(xì)胞的去除率顯著提高至99%，濾池的過濾周期延長至24小時(shí)。過濾水達(dá)到生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。
[0023]實(shí)施例2
[0024]某水廠水源地藍(lán)藻水華爆發(fā)，藻細(xì)胞濃度達(dá)到1.0 X 19個(gè)/L，原水濁度為40NTU，水廠采用的絮凝劑為硫酸鋁。水華爆發(fā)前，絮凝劑投量為20mg/L(以鋁計(jì))即可達(dá)到良好去除效果，濾池的過濾周期為24小時(shí)。但是，水源發(fā)生水華時(shí)，絮凝劑投量增加至40mg/L，處理效果仍不理想，表現(xiàn)為沉后水、濾后水濁度升高，沉后水的藻細(xì)胞去除率僅為70%，濾池過濾周期縮短至10小時(shí)。
[0025]采用本發(fā)明的方法對上述發(fā)生水華的水源進(jìn)行強(qiáng)化滅藻:
[0026]I)將次氯酸鈣與水混合，獲得次氯酸鈣的水溶液；將硫酸銅與水混合，在充分?jǐn)嚢柘氯芙?，獲得硫酸銅的水溶液；將液體硫酸鋁與水混合，獲得硫酸鋁的水溶液；
[0027]2)將次氯酸鈣的水溶液和硝酸銅同時(shí)投加在水源地取水口，水源地到自來水廠水力停留時(shí)間為10小時(shí)。其中氯與藻細(xì)胞的比例為2.5mg氯:19個(gè)藻細(xì)胞，銅離子與次氯酸根的物質(zhì)的量比為0.2 ；
[0028]3)處理過的含藻水進(jìn)入水廠單元后，通過混凝池的硫酸鋁混凝沉淀，沉后水中的藻細(xì)胞的去除率顯著提高至98.9%，濾池的過濾周期延長至24小時(shí)。過濾水達(dá)到生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。
[0029]實(shí)施例3
[0030]某水廠水源地發(fā)生富營養(yǎng)化污染，藻細(xì)胞濃度達(dá)到5.0X 19個(gè)/L，原水濁度為200NTU，水廠采用的絮凝劑為聚合氯化鋁。未發(fā)生富營養(yǎng)化污染時(shí)，絮凝劑投量為25mg/L(以鋁計(jì))即可達(dá)到良好去除效果，過濾周期為24小時(shí)。但是，發(fā)生富營養(yǎng)化污染后，絮凝劑投量增加至50mg/L，處理效果仍不理想，表現(xiàn)為沉后水、濾后水濁度升高，沉后水藻細(xì)胞去除率僅為40%，濾池過濾周期縮短至6小時(shí)。
[0031]采用本發(fā)明的方法對上述發(fā)生富營養(yǎng)化污染的水源進(jìn)行強(qiáng)化滅藻:
[0032]I)將次氯酸鈉與水混合，獲得次氯酸鈉的水溶液；將硝酸銅與水混合，在充分?jǐn)嚢柘氯芙?，獲得硝酸銅的水溶液；將聚合氯化鋁與水混合，在充分?jǐn)嚢柘氯芙猓@得聚合氯化銷的水溶液；
[0033]2)將次氯酸鈉的水溶液和硝酸銅的水溶液同時(shí)投加在水源地取水口，水源地到自來水廠水力停留時(shí)間為8小時(shí)。其中氯與藻細(xì)胞的比例為3.0mg氯:5.0 X 19個(gè)藻細(xì)胞，銅離子與次氯酸根的物質(zhì)的量比為0.5 ；
[0034]3)處理過的含藻水進(jìn)入水廠單元后，通過聚合氯化鋁混凝沉淀，沉后水中的藻細(xì)胞的去除率顯著提高至97.5%，濾池的過濾周期延長至18小時(shí)。過濾水達(dá)到生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種物化強(qiáng)化滅藻的方法，其特征是涉及一種銅鹽與氯聯(lián)用強(qiáng)化滅藻的方法，所述的方法包括: 將銅鹽的水溶液和氯的水溶液同時(shí)投加到自來水進(jìn)廠水管道中，與含藻水充分混合并發(fā)生反應(yīng)，處理時(shí)間大于5min即可，其中銅離子與氯反應(yīng)可生成氧化能力極強(qiáng)的氯自由基，氯自由基和余氯可破壞藻細(xì)胞完整性，改變藻細(xì)胞壁通透性，利于藻細(xì)胞壁外的銅離子進(jìn)入藻細(xì)胞內(nèi)破壞細(xì)胞器，抑制藻細(xì)胞的活性和藻細(xì)胞的繁殖，其中銅離子與氯的物質(zhì)的量比為0.04?0.5。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是:所述的含活性氯的水溶液是將選自液氯、次氯酸鈉和次氯酸鈣的一種或幾種溶于水中而成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是:所述的銅鹽選自氯化銅、硫酸銅和硝酸銅中的一種或幾種。
【專利摘要】本發(fā)明屬于飲用水處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明針對湖泊、水庫等地表水富營養(yǎng)化水體，提出了一種在水廠處理前同時(shí)投加銅鹽與氯的物化強(qiáng)化滅藻的方法，氯自由基和氯可破壞藻細(xì)胞壁的完整性，利于銅離子作用于細(xì)胞質(zhì)，進(jìn)而有效抑制藻細(xì)胞活性和藻細(xì)胞繁殖數(shù)量。本發(fā)明主要應(yīng)用于富營養(yǎng)化水體的水源預(yù)處理，也可應(yīng)用于以景觀水體回用為目標(biāo)的景觀預(yù)備水處理。
【IPC分類】C02F1/50
【公開號】CN104925920
【申請?zhí)枴緾N201510373125
【發(fā)明人】蘭華春, 苗時(shí)雨, 戚菁, 李建斐, 劉銳平, 劉會娟, 曲久輝
【申請人】中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年6月30日