【正文】 但是研究表明，常用混凝劑（如硫酸鐵、三氯化鐵、硫酸鋁和聚合氯化鋁等）在除藻方面仍具有一定的效果，而且混凝仍是去除藻類的重要方法。由于直接過濾沒有常規(guī)流程中的沉淀提供的緩沖作用，因而容易出現(xiàn)水質事故，應用時必須特別小心。沖洗前濾層中截留的針桿藻大有增加，濾池周期可比雙層濾池延長的70 %～100%。這是水中含有硅藻類的星桿藻和針桿藻所致。在一般情況下，其濾池濾過周期為72h，此時縮短為5h。該凈水廠以相模湖及其下游的津久井湖作為水源。在砂濾池濾層上鋪設薄層煤濾料除藻，可防止藻類堵塞濾池?？梢姡苯舆^濾條件不同，除藻效率大不一樣。中南設計院在進行氣浮除藻試驗的同時，進行了直接過濾除藻的試驗研究，結果表明，在預加氯、不加礬、 %，濃度、濁度、色度、CODMn的去除率也較低。將馬德里的西班牙河水作為原水進行的半生產性試驗也得出了類似的結果。但是當原水中藻量大于1000個/mL、過濾周期明顯縮短。采用均質砂濾池或雙層濾料濾池進行直接過濾的工藝，藻類去除率約為15 %～75 %。應用澄清池處理波蘭河水時，平均除藻率為85 %～86 %（無預氯化）、95 %～97 %（預氯化），并且浮游動物量也相應下降了93 %～96 %（無預氯化）和99 %（預氯化），因此澄清池的處理效果優(yōu)于靜沉池。沉淀或澄清構筑物的類型很多，可除藻率卻不相同。但必須注意反沖洗的效果。原水濁度不高（小于5NTU）時，可長時間獲得優(yōu)質的濾后水。㈣ 直接過濾除藻由于含有藻類的湖泊水濁度較低，不加絮凝劑直接過濾處理反而除藻效果較好。但應用最多的還是壓力溶氣法，這是由于該法所產生的氣泡其微細度及穩(wěn)定性高，在數(shù)量上也能得到很好的滿足，同時電能消耗較低，操作管理可靠、簡易，并能適應大、中、小型設備的要求，因此與其他形式相比占有優(yōu)勢。這對低濁度、高色度水更為合適。在某些特殊情況下，例如需要去除浮游動物（蠕蟲、甲殼動物等）時，可選用微濾機除藻。微濾機對藻類的去除率隨藻的種類不同而有很大區(qū)別，越細小的藻類越難去除，有時僅去除；10%，可是這種藻類所消耗的混凝劑量最大。采用孔徑為25～35μm的布篩處理開羅的尼羅河水時，藻類平均去除率為40 %；處理巴黎塞納河水時為55%，處理湖泊和蓄水庫水時為50 %～65%。因此，微濾機主要用以去除水中浮游動物和藻類。㈡ 微濾機除藻通常微濾機除藻主要用于處理低濁高藻的湖泊水。用這種方法時一般濾池過濾情況良好，但增加了排泥量。如果在高錳酸鹽預氧化后，使用硫酸鐵和陽離子聚合物作為雙混凝劑，錳離子濃度小于5μg/L，藻的去除率幾乎為100%。但高錳酸鉀預氧化的最大缺點是投加過多后，出水的色度、濁度和錳含量會增大，影響出水水質。預氯化常用于水處理工藝中。采用高錳酸鹽復合藥劑或高錳酸鉀作為預氧化劑，所取得的除藻效果優(yōu)于單純混凝效果，它可以顯著降低水中的UV254值，也就是破壞水中的有機物結構，同時它還能消除由藻細胞分泌的部分臭味物質，對藻毒素MC，高錳酸鹽的去除率可以達到60%。隨預處理中PPC投量的增加，沉淀水和濾后水中藻類的去除率呈不斷上升趨勢。投加助凝劑高錳酸鹽（PPC）復合藥劑，對藻類也有較好的去除效果，PPC是一種新型、高效的助凝劑，已有資料證實采用PPC預處理技術對合肥巢湖原水中藻類的去除效果。有些水廠采用直接過濾工藝（不經過混凝、沉淀），則需專門的檢測設備，以防止多余的高錳酸鉀穿透濾池而進人配水管網。如果預氧化過程中高錳酸鉀投量過多，可能會穿透濾池而進人配水管網，出現(xiàn)“黑水”現(xiàn)象，而且出水的含錳量增加，有可能不符合生活飲用水水質標準。⒌ 高錳酸鉀除藻 利用高錳酸鉀除藻也有較好的效果，對堿性水的除藻效果優(yōu)于中性或酸性水。但使用活性炭造價高，水廠全年連續(xù)使用的不多，短期使用尚可。⒋ 投加粉末活性炭（PAC）預處理 在反應池前，把粉末活性炭投在混凝劑之前或與之同時投加于原水中，經混合吸附水中有機物和無機雜質后，黏附在絮體上的炭粒大部分在沉淀池中成為污泥排除。由于藻類表面帶負電荷，易與陽離子型HCAl接觸，所以在反應池投加HCA1助凝劑能使水中的微生物絮凝成團，加速其沉淀去除。遠低于毒性試驗中所提出的5‰應用液的濃度，因而在使用上是安全的。其作用機理是借助聚合物本身含有的陽離子基團和活性吸附基團，對懸浮膠粒和含負電荷的物質通過電中和及吸附架橋等作用使之失穩(wěn)、絮凝。HCA1屬陽離子型線型高分子聚合物，它是二甲基二烯丙基季銨鹽的聚合物，水溶性好，能完全溶解于水成真溶液，質量符合生活飲用水處理劑標準。伴隨新型的、簡單的ClO2制取方法的出現(xiàn)，其在給水處理中會得到更廣泛的應用。根據有關試驗發(fā)現(xiàn)：CIO2優(yōu)于液氯，CIO2具有較高的氧化還原電勢，比液氯殺菌能力強，由于它不像Cl2以親電取代為主，而是以氧化反應為主，經氧化的有機物多降解為氧基為主釣產物，不會產生鹵代烴等消毒副產物，對人體的副作用小。②由于要達到殺滅藻類的目的，投加時需要很大的氯量，導致了單位水量成本的增加。①當水中含有大量天然有機物如腐殖質、灰黃酸、富里酸及藻類代謝產物時，這些天然的有機物就成為鹵代烴形成的前驅物質，再經加氯殺藻，鹵代烴形成的概率就大大增加了，目前已被證實鹵代烴對人體健康具有較大危害，其中1，2二氯乙烷、1，1，2，2四氯乙烷、四氯乙烯、三氯乙烯、三溴甲烷、六氯苯為強致癌物。據有關試驗表明，采用該種方法，除藻率一般能達到50%左右，并能除去水中的一部分異味，除藻后的原水再經常規(guī)水處理工藝，能使飲用水中不含或稍含藻。⒈ 折點加氯殺藻 把反應池前的加氯量加大，以氧化水中的有機物，殺滅藻類?；瘜W藥劑法應用較為靈活，但使水中增加了新的對健康不利的化學物質。常用的除藻劑有硫酸銅（，這使得水中銅鹽濃度上升，因而需謹慎使用）、氯、二氧化氯等。世界各地根據原水水質、水源地環(huán)境及藻類的種類、數(shù)量，采取對應的去除方法，取得了不同程度的效果，從文獻報道來看，目前水處理中除藻單元工藝主要有如下幾種方法。水中的藻類除了會使水產生令人厭惡的味和臭外，還因為它們的密度接近于水，混凝沉淀的效果不好，易于堵塞濾池，影響水廠的正常運行。由于存在這些問題，飲用水處理中不能忽視藻類的影響。部分藻類在代謝過程或死亡后釋放藻毒素，對生物體造成毒性和危害，常規(guī)的水處理工藝對毒素中常見而且危害較大的肝毒素難于去除。藻類所分泌的臭味物質導致飲用水出現(xiàn)異味，水中藻細胞數(shù)量的增大也增加了氯的使用量，當水處理中氧化劑使用量較低時，不僅無法消除臭味的影響，有時還會和一些臭味有機物反應生成新的致臭物質。另外，藻類對混凝土池壁構成很大的威脅，如長沙三水廠構筑物池壁由于藻類等物質的長期腐蝕，致使池壁粗糙老化，反過來又給藻類物質的寄生繁殖、水垢青苔的附著生長，提供了有利的棲息場所。㈢ 對構筑物的影響。㈡ 干擾過濾。在光合作用下，水中pH值升高，且由于藻類作用，溶解氧增加，礬花密度降低，沉淀去除率下降，導致需要投加的混凝劑增多，高藻水的處理需要消耗大量的混凝劑。藍藻毒素也具有急性毒性，如1996年，巴西一個血液透析中心由于使用被藍藻毒素污染的水而導致60多人死亡⑼二、藻類對制水的影響含藻原水進人凈水廠后，會使水質發(fā)生變化，從而干擾水處理作業(yè)，對制水生產工藝、藥耗以及構筑物池壁都會產生極大的不利影響，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。由于水體中的藍藻毒素往往含量較低，經常表現(xiàn)出來的是慢性毒性。那些以河流、湖泊、水庫為飲水水源的人就有攝人藍藻毒素的危險。由于水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象日益加劇，藍藻水華的發(fā)生也越來越頻繁。㈣ 藍藻毒素的危害對藍藻毒素的研究之所以廣受重視，是與它們的危害分不開的。在一項研究中，用滅藻劑處理水華后，一直到21天后才出現(xiàn)微囊藻毒素，究其原因可能是硫酸銅引起的“休克”作用。英國用濃度為10μg MCLR/mL水庫水開展的研究顯示MCLR的半衰期小于一周，也有學者發(fā)現(xiàn)微囊藻毒在環(huán)境水體中可發(fā)生生物降解，其半衰期約為一周。對培養(yǎng)的藻細胞生長靜止期、指數(shù)期和穩(wěn)定期中毒性的研究表明：最大的毒性出現(xiàn)在指數(shù)期和穩(wěn)定增長期之間，培養(yǎng)的2株微囊藻的最大產毒細胞數(shù)出現(xiàn)在指數(shù)生長期末期。有研究表明不同地點或同一片水華產生毒素的能力隨時空變化。有學者在英國研究了水體中的營養(yǎng)供給和水溫與藍綠培養(yǎng)液中MCLR濃度的關系，結果表明：當?shù)^量并且最高水溫在20～25℃時，每單位干重的藍藻中所含微囊藻毒素的量較高，但當水溫低于20℃或高于25℃時反而減少。MCLR濃度的季節(jié)變化與銅綠微囊藻的豐度和生物量、總磷、總溶解磷、pH值、葉綠素呈正相關關系，出人意料的是，MCLR的濃度和氮濃度呈負相關關系且和水溫無關。未見藻類毒性與地表水中有機或無機營養(yǎng)物濃度相關的報道。發(fā)現(xiàn)冬天毒素濃度很低或未檢出，夏季毒素濃度達到高峰。但是，當有不同深度的水流混合，尤其是當風速大時，情況就不盡如此了。s）［microeinstein/（m2光密度（而非光照量）對銅綠微囊藻產生毒素具有重要影響。產生藍藻毒素的最適溫度是25～30℃，這表明藍藻在溫帶地區(qū)溫暖的天氣條件下最具毒性。由于在世界各地廣泛存在并且危害較大的藍藻毒素是微囊藻毒素，因此文獻報道多集中在微囊藻毒素的研究上。因而，浮藻往往是夜間形成的，這些浮藻可能漂到下風向，在僻靜的岸邊或海灣停留，并釋放出毒素，最終藻類死亡。一旦風和環(huán)流停止，則藍藻會突然變得“過量”。溫暖的氣候條件有利于浮藻的形成。湍流和高速水流使藍藻不能保持在原位，不利于藍藻的生長。如果CO2的量不足，這種控制機制就無法實現(xiàn)。這一特性使藍藻可在不同熱度梯度的水中游移，并可吸收水溫較低的較深層水中的營養(yǎng)。最佳的光照度因藻種而異。藍藻在富含氮、磷等無機營養(yǎng)物、水溫常年介于15～30℃之間、pH值介于6～9之間的水體中常年存在。任何水華的毒性產物的不可預見性使其具有潛在危險并應時刻對其保持警惕，防止藍藻水華的發(fā)生也是控制有毒水華的關鍵之一。在發(fā)生水華的水體中，由于藻毒素的濃度可隨時間、空間變化，因此水華的全面毒性是不確定的?？偟膩碚f，50%～75%的水華中含有毒素，且常常不止一種。例如，柱形藻出現(xiàn)在熱帶地區(qū)的水體中，但在溫帶地區(qū)的水體中則沒有發(fā)現(xiàn)其存在。到目前為止，尚未見有淡水藍藻中存在皮膚毒素的報道。皮膚毒素主要從海洋藍藻巨大鞘絲藻中發(fā)現(xiàn)，人在含有這些毒素的海域中游泳后會產生皮膚過敏、口腔和胃腸發(fā)炎等癥狀。目前已從裂須藻、顫藻、魚腥藻、微囊藻和Anacystis中分離到。蘇格蘭曾報道狗食人含有類毒素a的顫藻引起中毒。類毒素a等神經毒素具有高度的神經毒性，但它們的生物半衰期短。目前發(fā)現(xiàn)魚腥藻、顫藻、束絲藻、柱孢藻和微囊藻可以產生魚腥藻毒素。最早確認化學結構的微囊藻毒素是MCLR，迄今為止的大部分工作都采用這種毒素，大部分國家的微囊藻毒素中毒事件多半也與MCLR有關。研究發(fā)現(xiàn)微囊藻毒素和節(jié)球藻毒素被認為是潛在的促腫瘤劑。節(jié)球藻毒素是一組環(huán)狀五肽，一般結構為環(huán)。含量較多、存在較普遍、毒性較大的是LR、RR和YR，其中L、R、Y分別代表Leu、Arg和Tyr。微囊藻毒素是一組環(huán)狀七肽，一般結構為環(huán)，相對分子質量約為1000。其中肝毒素和神經毒素都是由在地表水中普遍存在的藍藻所分泌的，因此這些毒素與供水水質相關。一、藍藻及毒素㈠ 藍藻毒素的結構及毒性機理藍藻，又稱藍綠藻，是由于其光合作用而形成的顏色得名，是廣泛出現(xiàn)在世界各地的主要藻種，在淡水中生長的藍藻在水體表面聚集形成水華，或集中在表面形成藍綠色的浮藻群。今年來，隨著湖泊富營養(yǎng)化和世界各地的淡水水華頻頻發(fā)生，由此而引起的人畜中毒甚至死亡的事件時有報道。第四節(jié) 地面水除藻技術藻類通常是指一群在水中以浮游方式生活、能進行光合作用的自養(yǎng)型微生物，個體大小一般在2200μm，其種類繁多，均含葉綠素，在顯微鏡下觀察是帶綠色的有規(guī)則的小個體或群體。大規(guī)模海水淡化廠多采用蒸餾法、反滲透法。海水可以通過淡化供飲用，但費用較高。以苦咸水為源水制取飲用水需要進行淡化處理。飲用水的軟化處理目前主要用在歐美國家的一些地區(qū)。離子交換法采用鈉型磺酸基陽離子交換樹脂，用所含鈉離子交換水中的鈣離子。㈣ 過硬源水的軟化、苦咸水淡化、海水淡化在沒有替代水源的情況下，對于含有過量硬度的源水可以采用軟化法制取生活飲用水，常用的方法是石灰軟化法和離子交換法，小規(guī)模使用時也可以采用膜分離法。此法目前應用較少。因為此法的投藥量很大，一般為含氟量的100～200倍，已較少使用。飽和的活性氧化鋁用硫酸鋁溶液再生，磷酸三鈣用氫氧化鈉再生。除氟的方法如下。我國《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范》～。在凈水工藝中采用預氯化法，可以控制藻類在凈水構筑物中的生長。⒊ 加藥滅藻 法在取水湖泊或原水存貯池中定期投加硫酸銅（2～3mg/L），可以殺滅藻類或控制其繁殖。此法主要用于處理低濁高藻的湖泊水。⒈ 微濾機除藻 微濾機是一種截留細小懸浮物的篩網過濾裝置。因此在處理藻類含量較多的湖泊水時，應考慮除藻問題。㈡ 除藻易受日照影響的較淺和流動緩慢的水體（如湖泊），在富營養(yǎng)條件下水中藻類易于大量繁殖，特別是在水溫較高的夏秋季節(jié)，水中的含藻量將很高。在取水井周圍地下水層中形成氧化帶，其中生長有大量的鐵錳細菌。此法的另一形式是采用錳沸石過濾吸附水中的二價錳，再用高錳酸鉀對錳沸石再生。⒋高錳酸鉀氧化除鐵除錳工藝 高錳酸鉀是比氧和氯更強的氧化劑，可以在中性或弱酸性條件下迅速地把水中的二價錳氧化成二氧化錳，再經過濾予以去除。接觸氧化法除錳需要在pH值大于7的條件下進行。⒉曝氣接觸氧化錳砂過濾法除鐵、除錳工藝 經曝氣使含溶解氧的水通過含有鐵質或錳質的活性濾料，在所含鐵質和二氧化錳的催化作用下，二價的鐵、錳的氧化速率大大加快，進而被濾料去除。⒈曝氣氧化過濾法除鐵工藝 利用空氣中的氧把二價鐵氧化成三價鐵，使其形成氫氧化鐵沉淀物從水中析出，再通過濾池加以去除。我國《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范》規(guī)定鐵的質量濃度≤、錳≤。我國一些地區(qū)地下水含鐵、含錳，含鐵量在5～15mg/L，有的高達20～30mg/L，～20mg/L之間，個別的高達5～10mg/L。六、特種水質處理技術㈠ 除鐵、除錳某些地下水中含有較高濃度的鐵和錳離子。優(yōu)質直飲水系統(tǒng)一般設在采用分質供水系統(tǒng)的樓宇或住宅小區(qū)中，它以市政自來水或當?shù)氐牡叵滤疄樗础５窃趯嶋H操作中，為了提高直飲水的衛(wèi)生學質量和具有較好的口感