摘要：本文介绍了对于藻类的去除已进行了大量的研究，同时也提出了很多方法，超滤活性炭联用工艺在除藻方面有着显著的优势，但其也有有待提高的地方，比如超滤膜污染问题，一般解决方法为在其前加粉末活性炭、投加混凝剂，或在前加微滤膜等。因此，找出更经济有效的处理含藻水处理工艺，是水处理工作者不断努力的方向。
关键词：含藻水处理；超滤活性；应用
一、藻类的危害与价值
随着我国水体富营养化现象日趋严重，由藻类过度繁殖引发的水华问题也曰趋严峻，对水域环境和生态安全造成极大的危害。水体中藻类会释放藻毒素，藻毒素对水体的污染及其对健康的危害性日益受到人们的关注。藻类对水体带来诸多危害，主要表现为以下几个方面：
水体富营养化状态所呈的直观表现就是藻类大量繁殖，使水体中产生致臭物质；当水体富营养化更严重时，水中会形成厌氧氛围，厌氧细菌可以还原水中某些物质，产生H2S、NH3、CH4等有害气体，加重水质恶化。
富营养化的水体藻类大量生长铺满水面，射入水体的阳光被遮挡，进而引发水体的透明度被降低，以及阻碍了水生植物的光合作用，最终造成水环境中溶解氧降低；随着藻类的生长繁殖，水体中营养物质含量降低导致藻类大量死亡，这时水体中的微生物又会对藻类死亡残留物进行分解并进一步消耗水体中的溶解氧；这样水体中溶解氧消耗殆尽形成缺氧环境，水体中的需氧生物就会由室息导致死亡。
在天然水环境中存在部分藻类具有分泌、释放有毒有害物质的功能，这种有毒有害的物质对水体中的生物具有毒害作用，因此生态系统的结构和功能都会受到严重影响，并且作为饮用水源严重影响人类的健康。
富营养化的水体表面浮有大量藻类，首先给人们的感观感觉变差，降低了景观的功能、用途和经济效益。我国自然景观中云南滇池就面临如此破坏。
作为淡水水源的水库、河流、湖泊等产生富营养化，会使水体中有机质增加，并产生藻毒素，这将导致净水厂出现一系列的难点。藻类的髙发期在夏季，大量的藻类进入水厂首先会造成滤池的堵塞，这种情况下要求水产作出应急措施，例如改善滤池或者增加过滤措施。此外对于高浓度藻类的处理要求絮凝剂的投加量上升，水厂运行成本增加。其次，由于富营养化水体中营造的厌氧氛围中微生物的作用将会产生有毒有害气体（H2S、CH4等），这将增加水厂制水过程中对水体的处理难度。
二、超滤活性炭连用工艺对含藻水处理的分析
1、国内外的研究
大量研究表明，超滤和活性炭工艺对藻类的去除效果相当可观。研究表明，活性炭与超滤系统联用后对微囊藻毒素有效去除率高达94%。
2、本人对超滤活性炭工艺对含藻水处理的研究
本实验以太湖原水作为处理水源；主要水质指标为：pH主要在7.4~8.7之间，浊度20~200NTU，CODMn为3.5~6mg/L，UV254为0.04~0.08cm-1，TOC为2~3.8mg/L，氨氮0.08~0.25mg/L，藻细胞密度最高为30μg/L。
如上图所示，超滤对叶绿素a的平均去除率高达97.14%，对藻青蛋白去除为94.38%。活性炭出水对叶绿素a的平均去除率达到了99.53%，对藻青蛋白平均去除率为96%。可见整个UF-BAC联用工艺对藻细胞基本完全去除，对藻类的去除有着很好的效果。
三、藻类去除方法
1、混凝沉淀法
在含藻水处理中常用的混凝剂一般是铝盐类和铁盐类，例如硫酸铝和三氯化铁。硫酸铝对藻的去除效果取决于原水的藻细胞浓度，它比较适用于低浓度含藻水的处理。而三氯化铁作为混凝剂是利用其水解产物破坏藻细胞结构，使藻细胞破裂死亡，但同时将导致细胞内有机物质包括藻毒素在内全部释放到水体中。此外对含藻水利用混凝法处理时，常常需要増加混凝剂投加量以保障出水水质，这便导致运行成本提高。同时混凝效果在特定的ｐＨ值和离子强度下才最佳，条件过于严格操作繁琐，此外可能会污染回收的微藻。
2、活性炭吸附法
因活性炭比表面积较大，其具有较强的吸附能力，从而对藻及藻毒素和嗅味物质加以去除。臭氧活性炭工艺近年来发展迅速，在实际生产运用中也较为成熟，该工艺对藻类有着良好的去除效果。研究表明，活性炭对微囊藻毒素的总吸附量达84%。
3、膜滤技术
常见的膜滤技术主要包括微滤、超滤、纳滤、反渗透等。其中纳滤和反渗透属于高压膜滤技术，高压膜滤运行能耗比较高，膜污染也较为严重，不适合广泛应用于供水水处理。微滤和超滤属于低压膜滤，其运行成本比较低，目前广泛用于在含藻水处理。而微滤在处理含藻水过程中藻类及其胞外有机物容易吸附在膜面与膜孔内，而且反洗很难去除其引起的膜污染，在长期运行中污染物聚集堵塞膜孔。此外微滤不能完全截留病原菌和病毒。因此，近年来超滤技术处理含藻水工艺受到许多国内外研宄者的关注。而许多研宄发现超滤工艺处理含藻水时，超滤膜对藻毒素的截留效果较差。相对于传统的含藻水处理技术而言，超滤、微滤技术无需添加化学试剂，从而减少了对环境的二次污染，但是除了上述的缺点外，膜污染也是其在应用中所面临的关键问题，制约着广泛应用。
4、氧化法
通过氧化作用对藻细胞进行破坏或者抑制藻类的生长从而达到对藻类的去除作用；常用的氧化剂有高锰酸钾、双氧水、氯类氧化剂和臭氧等。通常氧化剂单独使用或者将不同种类氧化剂联合使用，联用后去除藻类的效果更佳，但是，氧化作用在去除藻类的同时，使得藻细胞破裂释放出藻毒素。
5、气浮法
因为藻类细胞较小，所以利用气浮使藻细胞粘附在气泡上升到水面上加以去除。而且气浮法不会使得藻类破坏释放藻毒素。但有研究表明，单独使用气浮对藻类的去除非常有限。
6、直接过滤法
直接过滤法适用于藻类浓度较低的情况的水体。过滤的作用机制包括物理截留作用和滤料表面生长的微生物分解。滤速和滤料粒径是对过滤效果影响的两大因素此外直接过滤法不适用于处理藻细胞浓度较高的水体。当藻类浓度超过109个/L时，将会导致滤池堵塞和藻细胞截留率下降等问题，限制了该方法的推广应用而且直接过滤法对藻细胞的回收率低并且过滤器需要定期清理和更换，成本高不适用在实际应用
结束语
对于藻类的去除已进行了大量的研究，同时也提出了很多方法，超滤活性炭联用工艺在除藻方面有着显著的优势，但其也有有待提高的地方，比如超滤膜污染问题，一般解决方法为在其前加粉末活性炭、投加混凝剂，或在前加微滤膜等。因此，找出更经济有效的处理含藻水处理工艺，是水处理工作者不断努力的方向。
参考文献：
[1]鲁梦江，丛海兵，郑全兴，徐思涛，陈雯婧，王巍.深水循环混凝沉淀处理含铜绿微囊藻原水的效果和机理研究[J].环境科学学报，2016，36（08）：2911-2916.
[2]唐晓旻.新型凝胶法制备聚合氯化铝及含藻水体中dEOM和bEOM的混凝去除研究[D].重庆大学，2015.
[3]陈雯婧.预压力混凝沉淀除藻工艺中有机物变化规律与去除研究[D].扬州大学，2015.
[4]杨青青.聚硅酸硫酸锌铁絮凝剂的制备及其在含藻水中的应用[D].重庆大学，2015.
论文作者:陈文杰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/17
标签：藻类论文; 水体论文; 超滤论文; 活性炭论文; 水处理论文; 毒素论文; 工艺论文; 《基层建设》2019年第13期论文;