摘要：本文以高锰酸盐预氧化工艺为基本背景，在此基础上引入了生物活性炭技术，从而对二者所带来的除藻水平进行分析。经试验后可知，在高锰酸盐预氧化的作用下可以显著提升除藻效果，生物活性炭也具备一定的除藻效果，最为明显的当属进水端，该区域所带来的除藻率可以达到60%甚至更多，而基于二者联用的方式，可以进一步提升除藻水平。
关键词：除藻；高锰酸钾；生物活性炭
在过去几十年的发展下，工农业取得了良好的发展，但随之带来的湖泊以及水库富营养化现象也表现得尤为明显，在藻类大量繁殖的背景下会对饮用水质量造成严重影响。对此，需要对常规饮用水进行两级强化处理，采用高锰酸盐氧化以及生物活性炭相结合的方法，可以提升对藻类等各类污染物的处理效果，其具有高度的现实意义。
1.高锰酸盐预氧化技术除藻的应用现状
从化学性质层面分析，高锰酸盐是一种极为典型的无机盐，其具有高度的氧化性，当遇到水后会对胶体的稳定性造成直接影响。此外，所形成的二氧化锰具有高度还原特性，因此具有絮凝效果好、无毒害等优点。从成本角度考虑，高锰酸盐的制作简单，所需成本较低，因此将其用于除藻具有可行性。
当藻类含量升高时，则会对混凝沉淀效果造成直接影响，此时所需的混凝剂使用量大幅增加，容易引发臭井现象，甚至对饮用水安全性造成威胁。就当前的行业技术水平而言，化学药剂杀藻是最为普遍的一种处理方式，其中又以硫酸铜最为典型，尽管具有一定的效果但该物质会对藻细胞造成损坏，致使其内部的毒素以及各类有机质大量泄漏到水体之中。而基于高锰酸钾氧化的方式，所带来的除藻效果更为理想，同时不会对藻毒素浓度造成过多的影响，甚至可以消灭致臭物质。
2．试验过程与方法
2.1试验工艺
本文展开了相应试验，关于具体的工艺流程如下所示：
图1中试模型试验系统
需要使用到混凝水箱结构，应向其中加入适量高锰酸盐，在此基础上再投入一定量的混凝剂，从而达到混凝沉淀的效果，经上述预处理环节后会产生上清液，加之泵的提升作用便可用于生物活性炭滤池之中。
试验选取的是永康市塔海地表水，将水箱规格设置为边长3m的方形结构，在试验过程中高锰酸盐使用量极为关键，本次试验以1.5-2.0mg/L为宜；确保确保预氧化效果，要求此环节时间控制在20-30min区间内。在进行混凝时应进行持续搅拌，此环节需持续2min，同时应达到120r/min的水平，最后给予其1h的静止沉淀时间。
设置生物活性炭滤池，在其作用下可以对石英砂进行替换处理，但对于下层400mm的石英砂则需要做以保留。设置为下向流的运行方式，要求以6m/h的速度进行持续水冲处理。
2.2分析方法
对试验箱中的藻类以及UV254展开测定，此环节应遵循国家环保总局所制定的规定而展开。
3.试验结果与讨论
3.1高锰酸盐除藻效能
伴随着高锰酸盐使用量的变坏，对应的除藻效果也存在差异，具体如下：
图2高锰酸盐投，对混凝工艺去除藻类的影响
综合上图所给内容进行分析可知：如果只使用聚合氯化铝这一物质，所带来的除藻率仅为50％，在此基础上投入一定量的高锰酸盐，伴随着投入量的增加，所带来的除藻率也随之增加。具体来说，当其使用量为1.0mg/L时，所带来的除藻率达到了75％；而伴随着使用量的持续增加，当按照2.5mg/L进行投放时，所带的除藻率可以达到80％甚至更多。
为了进一步明确高锰酸盐与除藻率之间所具备的关系，有相关学者做了进一步探究。结果表明，相比于传统的增加混凝剂投入量这一方式而言，高锰酸盐强化混凝土所带来的除藻效果明显更为理想，之所以出现此现象与混凝剂无法消灭藻类有些密切的关联。
引入接触氧化法，在其作用下去除水藻，结果表明此方法对于生物膜吸附絮凝的去处效果最为理想。具体来说，生物膜具有较强的吸附作用，此时可以截留大量的游离藻类，在此基础上微生物会持续进行氧化分解，从而再次去除藻类。除此之外在物理截留的作用下也可以将藻类清理干净。基于SEM研究可以得知，高锰酸钾经一系列化学反应后可以得到MnO2这一还原产物，它可以良好的吸附在藻类表面，从而形成一个致密层，在其作用下可以加快藻类在水中的沉降速度，长期的作用下便会形成一个高度密室性的絮体结构，进而加快藻类去除效率。
3.2生物活性炭除藻效能
在试验中，不断改变取样口的高度，由此进一步探究生物活性炭与除藻率之间的影响机制，最终得到如下图所示的结果：
图3生物活性炭沿程对藻类的去除效果
试验中设置了生物活性炭滤池，其可以细分为两大部分，具体来说：上层以颗粒活性炭为主要材料，此部分厚度为80cm；此外还设有下层，此部分以石英砂为主，其厚度相对较薄，为40cm.综合图3所给内容进行分析可知，在进水端所带来的除藻效果最为良好，对于20cm处的区域而言，所具备的除藻率达到了60％，这一效果在上层80cm的区域表现得更为明显，其除藻率可以达到85％；此外，结果表明小粒径石英砂也具有一定的除藻水平，加之此部分的作用最后所带来的除藻率可以达到97％甚至更多。
3.3高锰酸盐一生物活性炭联用工艺除藻效能
采用两大工艺联用的方式可以进一步提升除藻率，关于具体的内容如下所示：
圈4联用工艺去除藻类的情况
综合上图进行分析可知，水藻的含量并非稳定不变，其表现为极具波动特性，对应范围为4x106-1.1x107L-1。
当高锰酸盐复合药剂发生预氧化后，经沉淀后可以得知藻类数量介于1.18x106-2.43x106L-1区间内，此时所带来的去除率达到了74.4%；此外，分析可知生物活性炭池所带来的除藻率更为明显，其达到了99.5%之多。
3.4联用工艺对UV254的去除效能
藻类具有高度的代谢能力，由此产生大量的小分子有机物，其中以碳水化合物最为明显。此类物质具有很强的臭味，因此会对水的感官性能造成影响；此外，该物质会大量吸附在胶体表面，此时负电性表现得更为明显，严重阻碍了混凝的发生。UV254指代的是在波长254nm状态下水样所具备的吸光度水平，基于该指标有助于研究人员更清晰地明确水中溶解性紫外吸收物质浓度的变化规律。具体试验结果可详见下图：
图5联用工艺对UV254的去除效果
综合上图结果进行分析可知，当使用合适量的高锰酸盐后，待其发生预氧化后便可以大幅降低UV254的含量，之所以出现此现象与水中某些紫外吸收物质的分子结构遭到破坏有着密切的关联。
4.结论
（1）高锰酸盐氧化灭活藻类这一方式具有可行性，加之二氧化锰的吸附作用，所带来的除藻效果更为良好，其中高锰酸盐预氧化发挥出了极为重要的作用。伴随着高锰酸盐投入量的增加，所带来的除藻率也表现出上升的趋势。
（2）基于生物活性炭滤池的作用，所带来的除藻效果良好，其中以进水端最为明显。此外，小粒径石英砂也具有一定的除藻效果。
（3）以高锰酸盐为基础，基于与生物活性炭联用的方式具有高度可行性，结果表明所带来的除藻率可以高达99.5％。
（4）两大工艺联用的方式可以有效去除藻类代谢所产生的各类小分子有机物，基于此方式可以对UV254进行有效去除，实际结果表明去除率达到了20.6%。
参考文献：
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[2]林英姿，赵静，赵泽明，刘栋.臭氧及其联用工艺对藻毒素的去除研究进展[J].中国资源综合利用，2016，34（11）：43-45.
论文作者:成雄根
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/18
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