原水藻类暴发事件中藻类和致嗅物质的应急处理_姚子鸾.pdf

净水技术 2023,42(2):177-184Water Purification Technology供排水企业运行及管理成果专栏姚子鸾.原水藻类暴发事件中藻类和致嗅物质的应急处理J.净水技术,2023,42(2):177-184.YAO Z L.Emergency treatment of algae and odor-causing substances in raw water in algae outbreak caseJ.Water Purification Technology,2023,42(2):177-184.原水藻类暴发事件中藻类和致嗅物质的应急处理姚子鸾(衡阳市水务投资集团有限公司,湖南衡阳 421000)摘 要为有效应对原水藻类暴发事件,开展藻类应急处置工作,通过对湘江原水及出厂水中藻类、土臭素、2-甲基异莰醇(2-MIB)等指标的持续监测,分析了制水过程中藻类和致嗅物质的去除情况,研究了生产工艺的优化方案并分析了应用效果。研究显示,臭氧-活性炭工艺对藻类和致嗅物质的去除效果显著;常规工艺通过针对性的药剂组合投加可明显降低藻类和致嗅物质含量;单过硫酸氢钾由于活性氧的存在,在实践应用中取得了很好的效果。经过有效应急处置后,出厂水未见明显的生物毒性。通过对不同工艺条件下藻类应急处理注意事项的总结,以期为不同工艺水厂的藻类应急处置提供一定借鉴。关键词 藻类暴发 应急除藻 应急除嗅 生物安全性 土臭素 2-甲基异莰醇中图分类号:TU991文献标识码:A文章编号:1009-0177(2023)02-0177-08DOI:10.15890/ki.jsjs.2023.02.023Emergency Treatment of Algae and Odor-Causing Substances in Raw Water in Algae Out-break CaseYAO Ziluan(Hengyang Water Investment Group Co.,Ltd.,Hengyang 421000,China)Abstract In order to effectively respond to the algae outbreak in the raw water and carrying out emergency treatment of algae,removal of algae and odor-causing substances in the process of water treatment plant(WTP),removal of algae and odour-causing substances during water production were analyzed with continuous monitoring of physical and chemical indices,algae,geosmin,2-methylisoborneol(2-MIB),etc.in raw water and finished water.And the optimization scheme of production process was studied and the application effect was analyzed.Result showed that ozone-activated carbon process had a significant effect on the removal of algae and odor-causing substances.Conventional treatment process could significantly reduce the content of algae and odor-causing substances by adding targeted chemical combinations.And potassium monopersulfate had a positve result in practise due to the existing of active oxygen.No significant biological toxicity was found in effluent after effective emergency treatment.By summarizing the precautions for algae emergency treatment under different processes conditions,it is expected to provide reference for the algae emergency treatment in different water treatment processes.Keywords algae outbreak emergency algae removal emergency deodorization biosafety geosmin 2-methylisoborneol收稿日期 2022-03-15通信作者 姚子鸾(1973),女,高级工程师,研究方向为城镇供排水运行与水质管理、水质监测、实验室建设,E-mail:517470531 。近年来,我国突发性水污染事件频发,如 2005年松花江硝基苯污染事件、2007 年太湖蓝藻暴发事件、2009 年湖南铅污染事件、2018 年南昌抚河藻类暴发事件、2017 年及 2021 年嘉陵江铊污染事件等,严重影响人民群众的饮用水安全。突发水污染事件中,藻类暴发因其污染明显、异嗅异味严重,极易引起民众感官上的不适。同时,藻类是自来水厂消毒副产物前体物的重要来源,易引起出厂水消毒副产771物超标,因此,藻类的应急处置得到了广泛的关注,其处理措施主要包括强化混凝法、预氧化法、高级氧化法、气浮法、超声法和电化学法等1-7。但现有的报道主要集中于单项工艺对藻类或致嗅物质的去除效果应用,对在实际工程中的应用经验总结较少,对生产运营一线人员的指导性作用不强。本文以 2021 年 8 月10 月湘江衡阳段藻类暴发事件的应急处理处置为例,研究比较了常规工艺和深度处理工艺条件下应急除藻和应急除嗅的原理、工艺参数、处理效果,以及出厂水的生物毒性,提出了藻类暴发的应急处理对策和措施,以期为不同工艺水厂的藻类应急处置提供一定借鉴。1 研究背景湘江是一条开放性河流,全长为 948 km,流域面积为 94 721 km2,年均径流量为 722 亿 m3。地表水水质监测结果显示,湘江衡阳段水质长期保持为地表水 类,其中高锰酸盐指数质量浓度为1.53.0 mg/L,氨氮质量浓度为 0.050.60 mg/L,总氮质量浓度为 0.401.00 mg/L,总磷质量浓度为0.030.15 mg/L。A、B、C、D 水厂沿江而下,各水厂供水能力及工艺情况如表 1 所示,4 个水厂的总供水能力为 70 万 m3/d,总共服务 130 万人。表 1 各水厂供水能力及工艺Tab.1 Water Supply Capacity and Process of WTPs水厂名称生产工艺流程供水能力/(m3 d-1)服务人口/万人A 水厂原水泵房-反应池-斜管沉淀池-砂滤池-清水池-送水泵房5 万8B 水厂 新系统原水泵房-反应池-沉淀池-砂滤池-清水池-送水泵房 老系统原水泵房-预臭氧接触池-沉淀池-反向滤池-后臭氧接触池-活性炭池-清水池-送水泵房20 万39C 水厂原水泵房-预处理池-反应池-沉淀池-砂滤池-清水池-送水泵房15 万28D 水厂原水泵房-预臭氧接触池-沉淀池-砂滤池-后臭氧接触池-活性炭池-清水池-送水泵房30 万55 近年来,随着梯级水电站密集建设,夏季藻类暴发情况零星发生,但由于藻密度不高、影响时间短,并未对水厂生产及供水安全造成明显影响。2021年 8 月10 月,连续晴热高温天气、湘江流速过缓,加上上游永州来水藻类水华,共同造成湘江衡阳段藻类生长繁殖异常。湘江流域出现了罕见的藻类大暴发,衡阳段藻密度最高达 2.0107个/L,8 月 15日各水厂地表水、取水泵房、反应池进水端藻密度情况如表 2 所示。藻类暴发引发了制水工艺一系列问题,包括水体异嗅异味、色度增高、pH 异常、消毒副产物增加、藻毒素释放、絮凝效果下降等,水厂生产运行受到严重影响,存在供水量下降、消毒副产物和铝离子超标风险。相对于臭氧-活性炭深度处理工 表 2 8 月 15 日各水厂藻密度Tab.2 Density of Algae in WTPs on August 15水厂地表水/(个 L-1)取水泵房/(个 L-1)反应池进水端/(个 L-1)A 水厂1.81074.61065.1106B 水厂2.01073.31063.7106C 水厂1.41075.81064.4106D 水厂9.11062.61063.9106艺,常规处理工艺所受影响更为明显。2 应急工艺方案的优化本次藻类应急处置工作主要包括两个阶段,第一阶段为应急除藻阶段(8 月 1 日9 月 12 日),第二阶段为应急除嗅阶段(9 月 13 日10 月上旬)。在应急除藻阶段中,原水初期直链硅藻含量较高,其对滤池滤速影响较大,反冲洗频率增加导致水厂产能下降;后续微囊藻数量骤升成为优势藻种,易穿透滤池,对出厂水水质造成安全隐患。初期原水藻类情况如图 1 所示,后续藻类更迭情况如图 2 所示。图 1 初期原水藻类Fig.1 Initial Condition of Algae in Raw Water应急除嗅阶段中,主要致嗅物质为土臭素和 2-甲基异莰醇(2-MIB),两者浓度较高且持续污染时间较长。针对嗅味物质的去除主要采用粉末活性炭871姚子鸾.原水藻类暴发事件中藻类和致嗅物质的应急处理Vol.42,No.2,2023图 2 原水滤网上藻类更迭Fig.2 Algae Replacement Condition on Raw Water Filter Screen吸附、臭氧氧化、高锰酸钾氧化、单过硫酸氢钾(2KHSO5 KHSO4K2SO4)氧化等工艺8-11。其中,粉末活性炭因其具有多孔结构和巨大的比表面积,在原水异嗅异味应急处理中具有广泛应用;臭氧因其活性氧具有较高的氧化电位,在饮用水嗅和味、色度、有机物去除方面应用较多;高锰酸钾对藻类灭杀效果显著,而其产物二氧化锰也具有强化混凝作用;单过硫酸氢钾水解产生的新生态原子氧(“O”)、羟基自由基(OH)、氯自由基(Cl)、硫酸自由基(SO-4)等,都具有较好的灭杀藻类和分解嗅味物质的作用。2.1 应急除藻针对常规处理工艺和深度处理工艺的差异,通过小试烧杯混凝搅拌试验,分别制定了应急除藻方案,方案情况如表 3 所示。表 3 应急除藻方案Tab.3 Emergency Algae Removal Schemes工艺除藻方案药剂投加常规处理工艺方案一0.61.0 mg/L 次氯酸钠+20.0040.00 mg/L 粉末活性炭+2030 mg/L 聚合氯化铝方案二0.61.0 mg/L 次氯酸钠+0.200.50 mg/L 高锰酸钾+20.0030.00 mg/L 粉末活性炭+1530 mg/L 聚合氯化铝方案三0.61.0 mg/L 次氯酸钠+0.200.50 mg/L 高锰酸钾+20.0030.00 mg/L 粉末活性炭+2030 mg/L 聚合氯化铝+0.020.06 mg/L 聚丙烯酰胺深度处理工艺方案四0.51.5 mg/L 臭氧预氧化+5.0020.00 mg/L 粉末活性炭+1020 mg/L 聚合氯化铝方案五0.61.0 mg/L 次氯酸钠+0.51.5 mg/L 臭氧预氧化+5.0020.00 mg/L 粉末活性炭+1020 mg/L 聚合氯化铝 针对 A、C 水厂投加设施不够健全的现实情况,通过现场设置药剂应急投加点,人工计量进行药剂的投加,B、D 水厂采用机械溶解计量泵计量投加。A 水厂次氯酸钠投加点、聚合氯化铝投加点、高锰酸钾投加点、粉末活性炭投加点均设在反应池前端,聚丙烯酰胺投加点设在反应池 2/3 偏后处;C 水厂次氯酸钠投加点、聚合氯化铝投加点、高锰酸钾投加点均放在预处理池,粉末活性炭投加点、聚丙烯酰胺投加点设在反应池前端;B、D 水厂次氯酸钠投加点、聚合氯化铝投加点、粉末活性炭投加点均设在反应池前端。各药剂投加量如表 3 所示。2.1.1 常规处理工艺应急除藻在实际应用中发现,应急除藻方案一的沉淀阶段效果较差,后续滤池负荷大,需要高频冲洗;方案二的沉淀效果一般,沉淀池出水浑浊度难以稳定在3 NTU 以下,后续滤池负荷较大;方案三能将沉淀池出水浑浊度稳定在 3 NTU 以下,后续工艺压力小,各方法效果对比如表 4 所示。因此,在第一阶段应急除藻工艺调整中,通过投加高锰酸钾和次氯酸钠进行预氧化杀灭水中藻类,同时提高聚合氯化铝投加量,辅助投加聚丙烯酰胺和粉末活性炭助凝,强化混凝以提高藻类的去除率,可减轻后续工艺压力。高锰酸钾对藻类去除具有一定效果,在单独投加且投加量为 0.250.50 mg/L 条件下,藻细胞去除率为 20%25%;高锰酸钾投加量为 0.50 mg/L时,沉淀池出水中色度较高且锰离子浓度接近生活饮用水卫生标准的限值(0.1 mg/L);继续加大高锰酸钾投加量则会导致水体锰离子及色度超标。因此,高锰酸钾的投加量建议在 0.200.40 mg/L。971净 水 技 术WATER PURIFICATION TECHNOLOGYVol.42,No.2,2023February 25th,2023 表 4 常规处理工艺各应急除藻方案出水水质比对Tab.4 Comparison of Treated Water Quality by Several Emergency Algae Removal Schemes in Conventional Treatment Process除藻方案沉淀池出水浑浊度/NTU滤池出水浑浊度/NTU滤池冲洗频率/(次 d-1)出厂水浑浊度/NTU方案一3.06.50.210.46460.320.51方案二2.34.40.160.44340.270.43方案三1.62.50.170.33230.210.39 次氯酸钠作为水厂的消毒药剂,是最为普遍的藻类灭杀药剂,其在 pH 值为 4.79.4 时均有消毒效果。次氯酸钠预氧化灭杀藻类主要问题包括藻毒素的释放和对消毒副产物的控制,因此,在结合水厂藻类灭杀要求、出厂水消毒副产物控制和实际投加能力的基础上,次氯酸钠预氧化投加量设置建议在0.81.0 mg/L。在藻类暴发期间,由于原水浑浊度较低(10 NTU),不利于絮凝沉淀工艺的运行。聚合氯化铝水解产物的絮凝沉淀效果也存在下降的情况,主要原因是藻类作为活性微生物,其形态和表面性质均会影响絮凝沉淀效果,直接导致藻类去除率的降低和后续滤池负荷增加。因此,需要投加粉末活性炭并进一步增加聚合氯化铝的投加量,实现强化混凝。但过量聚合氯化铝的投加将导致出厂水中铝离子含量的提高,存在铝超标的风险。在综合考虑的基础上,结合以往生产经验,将粉末活性炭的投加量设置在 2030 mg/L,聚合氯化铝的投加量设置在 2030 mg/L,各应急药剂组合投加方案及对应的沉淀池出水水质如表 5 所示。表 5 应急药剂组合投加及沉淀池出水水质Tab.5 Emergency Chemical Dosing and Treated Water Quality of Sedimentation Tank组合投加方案高锰酸钾投加量/(mg L-1)聚合氯化铝投加量/(mg L-1)前加氯量/(mg L-1)沉淀池出水锰离子/(mg L-1)沉淀池出水色度/度沉淀池出水铝离子/(mg L-1)沉淀池出水三氯甲烷/(mg L-1)10.20150.60.0150.080.005 3520.30200.70.0250.090.007 6230.40250.80.0480.120.008 6140.50300.90.07120.160.009 025/1.0/0.012 21 聚丙烯酰胺投加点的设置对于助凝效果影响较大。以 A 水厂为例,当聚丙烯酰胺投加点设置在反应池入口时,助凝效果不理想;将投加点改至反应池1/2 偏后处,前端助凝效果较好,但接近沉淀池入口处矾花随水流冲散;投加点设置在反应池 2/3 偏后处,沉淀池入口水矾花絮凝效果最佳,沉淀池浑浊度保持在 2 NTU 以下。因此,应根据实际工艺情况,合理设置聚丙烯酰胺投加点。结合 3 种方案的应用效果研究,对常规处理工艺应急药剂投加量的优化方案为:前加氯 0.81.0 mg/L+活性炭 20.0030.00 mg/L+高锰酸钾 0.300.40 mg/L+聚合氯化铝 2026 mg/L+聚丙烯酰胺0.02 0.06 mg/L,各厂根据实际工艺情况进行调整。2.1.2 深度处理工艺应急除藻在深度处理工艺中,利用臭氧接触池预氧化的方式,对藻类进行灭杀。臭氧的氧化电位为 2.07 eV,由于氧化性极强,在预氧化阶段即可有效杀灭原水中大部分藻类,同时可将水中难溶难降解的大分子有机物氧化为易溶易降解的小分子有机物,有利于活性炭的吸附和微生物的降解。深度处理工艺应急方案的应用效果如表 6 所示。表 6 深度处理工艺各应急除藻方案出水水质比对Tab.6 Comparison of Treated Water Quality by Several Emergency Algae Removal Schemes in Advanced Treatment Process除藻方案沉淀池出水浑浊度/NTU滤池出水浑浊度/NTU滤池冲洗频率/(次 d-1)出厂水浑浊度/NTU方案四1.92.80.100.31230.130.23方案五1.63.10.110.29230.090.22 在实际应用中发现,由于臭氧预氧工艺段的存在,方案四和方案五均具有较好的除藻能力,结合水厂生产运行条件,建议选择方案四进行处理,相关药剂投加量的优化参考值为:臭氧1.01.2 mg/L+活性炭5.00081姚子鸾.原水藻类暴发事件中藻类和致嗅物质的应急处理Vol.42,No.2,202310.00 mg/L+聚合氯化铝1520 mg/L。2.2 应急除嗅自 9 月 13 日起,随着藻类暴发而引起的嗅味问题持续加重,藻类应急处理处置工作进入第二阶段 应急除嗅。土臭素和2-MIB 是造成饮用水中土霉味的主要原因,期间原水土臭素最高检测值达到 694 ng/L,2-MIB 最高检测值达到 157.1 ng/L,两种致嗅物质的分子结构式如图 3 所示。图 3 土臭素和 2-MIB 分子结构式Fig.3 Molecular Structural Formulas of Geosmin and 2-MIB 应急除嗅方案如表 7 所示,其中常规处理工艺的“絮凝-沉淀-过滤-消毒”过程对致嗅物质的去除没有明显效果,不能有效解决水中异嗅异味问题,可通过应急药剂的投加有效改善以上情况。应急药剂单过硫酸氢钾投加点设置在反应池前段,采用应急投加点人工计量进行药剂的投加。表 7 应急除嗅方案Tab.7 Emergency Deodorization Schemes工艺除嗅方案药剂投加常规处理工艺方案一0.51.0 mg/L 次氯酸钠+0.20.5 mg/L 高锰酸钾+15.0030.00 mg/L 粉末活性炭方案二0.51.0 mg/L 次氯酸钠+0.3000.500 mg/L 单过硫酸氢钾+15.0030.00 mg/L 粉末活性炭深度处理工艺方案三1.01.5 mg/L 臭氧+5.0010.00 mg/L 粉末活性炭2.2.1 常规处理工艺应急除嗅氧化法主要通过破坏或者改变致嗅物质的化学结构来去除异嗅异味,常见氧化剂如次氯酸钠和高锰酸钾,由于氧化电位较低对致嗅物质的氧化去除能力较差。单过硫酸氢钾因其独特的氧化能力,在水处理中已有一定应用。其主要优点在于溶解后释放活性氧原子,并能经链式反应产生多种高效小分子自由基,包括“O”、OH、Cl 、SO-4 等,在有效去除水体中的藻毒素以及由藻类产生的致嗅物质的同时,还可以有效降低活性炭的投加量,节约药剂投加成本。常规处理工艺除嗅主要机理包括物理吸附和化学氧化,次氯酸钠、高锰酸钾和单过硫酸氢钾均具有氧化效果,粉末活性炭对于土臭素和 2-MIB 这类具有环状结构的有机污染物具有明显物理吸附作用。在实际应用中发现,水厂采用除嗅方案一进行吸附的处理过程中,出厂水仍存在微弱的土霉气味,主要原因是以上两种氧化剂灭杀藻类时释放了大量胞内的致嗅物质,但由于氧化能力有限,并不能完全氧化分解水中的致嗅物质。执行方案二时发现,停止高锰酸钾投加,改投单过硫酸氢钾复合盐(投加点设置在反应池入口,投加方式为溶液罐重力投加,溶液质量分数为 2%,投加量为 0.3000.500 mg/L),沉后水余氧量控制在 0.51.0 mg/L,并可将活性炭投加量从 26.50 mg/L 降到 15.00 mg/L。常规处理工艺应急药剂投加量优化参考值为:活性炭 15.0020.00 mg/L+前加氯 0.81.0 mg/L+单过硫酸氢钾 0.3000.500 mg/L+聚合氯化铝 1520 mg/L。2.2.2 深度处理工艺应急除嗅不同工艺对嗅味物质的去除效果存在差异:高锰酸钾氧化去除率较低,高锰酸钾复合盐去除率较高;粉末活性炭物理吸附去除率为 90%;臭氧-活性炭联用工艺因臭氧较高的氧化电位,对致嗅物质的去除率最高可达 99%以上。根据水厂实际情况,深度处理工艺应急除嗅采用方案三,通过粉末活性炭提升物理吸附作用,同时提高臭氧含量进行化学氧化。181净 水 技 术WATER PURIFICATION TECHNOLOGYVol.42,No.2,2023February 25th,2023深度处理工艺应急药剂投加量优化参考值为:臭氧 1.01.5 mg/L+活性炭 5.0010.00 mg/L+聚合氯化铝 2024 mg/L。3 优化后应急工艺的应用效果验证3.1 应急除藻的应用效果验证3.1.1 常规处理工艺应急除藻的应用效果在前加氯 0.8 1.0 mg/L+活性炭 20.00 30.00 mg/L+高锰酸钾 0.30 0.40 mg/L+聚合氯化铝 20 26 mg/L+聚丙烯酰胺 0.02 0.06 mg/L的工艺条件下,以 B 水厂新制水系统为例,采用组合应急投加进行预氧化和强化混凝沉淀后,沉淀池出水藻类去除率达到 80.00%以上,出厂水藻类去除率达到 99.99%。部分水质检测结果如表 8所示。表 8 B 水厂常规处理工艺应急除藻的应用效果Tab.8 Application Effect of Emergency Algae Removal by Conventional Treatment Process in WTP B 日期原水藻类/(个 L-1)沉淀池尾端/(个 L-1)沉淀去除率出厂水/(个 L-1)出厂去除率2021-09-101.11061.910582.73%12199.99%2021-09-118.61054.610494.65%8999.99%2021-09-145.91053.910493.39%4299.99%2021-09-155.21056.410487.69%5599.99%2021-09-164.11052.410494.15%1699.99%3.1.2 深度处理工艺应急除藻的应用效果在臭氧 1.0 1.2 mg/L+活性炭 5.00 10.00 mg/L+聚合氯化铝 1520 mg/L 的投加条件下,以 D水厂为例,采用臭氧进行预氧化后,沉淀池出水藻类去除率达到99.00%以上,通过臭氧-活性炭池深度处理后,出厂水藻类未检出。部分检测结果如表9 所示。表 9 D 水厂深度处理工艺应急除藻的应用效果Tab.9 Application Effect of Emergency Algae Removal by Advanced Treatment Process in WTP D日期原水藻类/(个 L-1)沉淀池尾端/(个 L-1)去除率出厂水/(个 L-1)出厂去除率2021-09-109.71053.910399.60%未检出100.00%2021-09-111.01063.810399.62%未检出100.00%2021-09-144.41053.010399.32%未检出100.00%2021-09-154.91053.010399.39%未检出100.00%2021-09-163.81052.510399.34%未检出100.00%以上结果显示,深度处理工艺相较于常规处理工艺,在处理原水藻类污染中效果更为显著。3.2 应急除嗅的应用效果验证3.2.1 常规处理工艺应急除嗅的应用效果水厂实际投加显示,单过硫酸氢钾除嗅效果优于高锰酸钾,沉淀池出水微弱异味,出厂水无异嗅异味,结果如表 10 所示。常规处理工艺药剂投加量参考值为:前加氯0.81.0 mg/L+活性炭 15.0020.00 mg/L+单过硫酸氢钾 0.300 0.500 mg/L+聚合氯化铝 15 20 mg/L。各厂常规处理制水系统对土臭素的去除情况如表 11 所示。表 10 应急除嗅方案比选Tab.10 Comparison and Selection of Emergency Deodorization Schemes工艺除嗅方案沉淀池处理效果出厂水处理效果常规处理工艺方案一沉淀池出水微弱异味,等级 3 级出厂水微弱异味,等级 2 级方案二沉淀池出水微弱异味,等级 1 级出厂水无异味,等级 0 级深度处理工艺方案三沉淀池出水微弱异味,等级 1 级出厂水无异味,等级 0 级281姚子鸾.原水藻类暴发事件中藻类和致嗅物质的应急处理Vol.42,No.2,2023表 11 常规处理工艺土臭素监测Tab.11 Monitoring of Geosmin Removal in Conventional Treatment Process日期A 水厂B 水厂新系统C 水厂原水/(ng L-1)出厂水/(ng L-1)去除率原水/(ng L-1)出厂水/(ng L-1)去除率原水/(ng L-1)出厂水/(ng L-1)去除率2021-09-2098.4032.3067.17%315.7043.5086.22%260.008.7096.65%2021-09-2213.2046.97%58.407.6086.99%64.0089.06%2021-09-3011.8052.03%30.6011.5062.42%36.2084.36%2021-10-015.665.66/36.206.2082.87%32.1082.37%2021-10-025.665.66/32.306.2080.80%26.5078.64%2021-10-035.975.19%29.4080.75%38.7085.37%表中可以看出,常规处理工艺通过合理调配应急药剂投加,对除嗅具有较好效果,因 C 水厂率先投加单过硫酸氢钾,前期除嗅效果优于其他常规处 理制水系统。单过硫酸氢钾投加试验结果如表 12 所示。从以上生产试验数据可以看出,单过硫酸氢钾 表 12 单过硫酸氢钾-活性炭工艺土臭素去除率Tab.12 Monitoring of Geosmin Removal Rate in Potassium Monopersulfate Compound-Activated Carbon Process日期活性炭/(mg L-1)单过硫酸氢钾/(mg L-1)原水土臭素/(ng L-1)出厂水土臭素/(ng L-1)去除率2021-09-2927.000.41156.4089.96%2021-09-3024.120.27136.2084.36%2021-10-0113.800.31532.1082.37%2021-10-0216.330.47626.5078.64%2021-10-0315.670.58838.7085.37%可以有效去除水中致嗅物质,尤其对土臭素的去除率极高。3.2.2 深度处理工艺应急除嗅的应用效果深度处理工艺药剂投加量参考值为:臭氧 1.01.5 mg/L+活性炭 510 mg/L+聚合氯化铝 2024 mg/L。各厂深度处理制水系统对土臭素的去除情况如表 13 所示。由表 13 可知,深度处理工艺在应急除嗅中具有表 13 深度处理工艺土臭素去除率Tab.13 Monitoring of Geosmin Removal Rate in Advanced Treatment Process日期B 水厂老系统D 水厂原水/(ng L-1)出厂水/(ng L-1)去除率原水/(ng L-1)出厂水/(ng L-1)去除率2021-09-1890.7092.28%110.6093.67%2021-09-19396.8098.24%72.1090.29%2021-09-20315.7097.78%81.3091.39%2021-09-2258.4088.01%13.3047.36%2021-09-3030.6081.50%6.3611.00%2021-10-0136.2084.36%5.665.66/2021-10-0232.3082.48%5.665.66/2021-10-0329.4080.75%7.7426.87极高的去除率,能有效保障供水安全。4 出厂水藻类生物安全性研究藻毒素是迄今发现的最强肝癌促进因子,原水藻类中微囊藻的大量繁殖可能会对水质安全造成严重威胁。世界卫生组织(WHO)和卫生部推荐饮用水水源藻类三级限值分别为:安全限值为 1.0104 381净 水 技 术WATER PURIFICATION TECHNOLOGYVol.42,No.2,2023February 25th,2023个/L;警戒限值为 2.1105个/L;危险限值为 1.2106个/L。其中警戒限值是针对致癌性而设定的下限值,危险限值是避免产生急性毒性作用的限值。本研究中,由于原水藻类最高达 2.0107个/L,虽然对原水及出厂水藻毒素均进行了多次监测,检测结果显示其浓度较低,符合饮用水标准,但仍有必要对出厂水进行生物毒性检测。以稀有鮈鲫为测试对象,用 D 厂出厂水作为培养水体,放入 30 条,观察稀有鮈鲫的游泳、摄食等行为,通过其行为变化来判断其生物毒性。结果显示,48 h 内稀有鮈鲫未见异常,出厂水无明显的生物毒性。5 结论(1)常规处理工艺可以在一定限度上应对藻类暴发事件;臭氧-生物活性炭池深度处理工艺在处理原水藻类及致嗅物质中效果显著;单过硫酸氢钾由于活性氧及自由基的存在,其除藻除嗅效果好于高锰酸钾,且不会带来水中锰离子和色度的大幅度升高。(2)经有效的应急处置,藻类暴发未引起出厂水明显的生物毒性,但其潜在生物危险性有待进一步研究。(3)针对藻类暴发情况,常规处理工艺应关注应急药剂的科学搭配和合理投加,避免出厂水铝、锰、色度等指标超标;臭氧-生物活性炭池深度处理工艺应注意臭氧预氧化投加量及滤池冲洗,避免炭池生物膜受损及滤池堵塞。参考文献 1 杨文进,雷培树,王早文.供水水源水华爆发时的应急除藻措施J.净水技术,2012,31(6):1-3.YANG W J,LEI P S,WANG Z W.Emergency measures for algae removal in water supply source in case of algal bloomsJ.Water Purification Technology,2012,31(6):1-3.2 钟声,傅静,杨仁凯.某市自来水裸藻水华应急处理J.城镇供水,2020(5):20-23.ZHONG S,FU J,YANG R K.Emergency treatment of Nude algae bloom in tap water of a cityJ.City and Town Water Supply,2020(5):20-23.3 李国平,戚菁,兰华春.水厂除藻技术的研究进展综述J.净水技术,2018,37(11):32-39.LI G P,QI J,LAN H C.Review on research progress of algae removal technology in water treatment plant J.Water Purification Technology,2018,37(11):32-39.4 杨晓敏,罗丹纯,张丽珍.常规工艺下原水中藻类去除效果的研究J.供水技术,2021,15(1):21-24.YANG X M,LUO D C,ZHANG L Z.Study on the removal effect of algae in raw water under conventional 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