岳舜琳（上海市自來水公司）
金維榮　孫建英（北京市自來水公司）
劉錫美（武漢市自來水公司）

　　湖泊水、水庫水受到生活污水和工業廢水的污染，導致藻類繁殖，以湖泊水為水源的水廠易發生濾池阻塞，出水有土霉味、魚腥味。藻毒素的毒性可誘發消化道疾病、結膜炎、鼻炎、脾臟疾病及其他疾病，藻毒素致癌[1]。我國水處理工作者進行了大量的試驗工作和生產實踐，本文將對這些成果做簡略的介紹和分析評價。

　　1 單項工藝湖泊水除藻

　　1.1　濾網除藻
　　1963年華東市政工程設計院與上海市自來水公司等進行了此項試驗研究[2]，以太湖水為水源，濾網濾速達21～56cm/h ，相應水頭損失2～13cm，30次試驗結果的平均值列如表1。
　　從表1可見濾網除藻效率顯著，除濁、除色、除耗氧量CODMn較差，混凝沉淀除藻不及濾網除藻。

　　1980～1981年湖南大學、撫順市建設局與自來水公司以大伙房水庫水為原水，進行了除藻試驗[3]，原水含藻平均203×103/L，在使用國產Ⅱ號網（經100，緯700）時，微濾機產水量可達30.7～127.2m3/h/m2，藻類去除率平均達61%，浮游動物去除率可達99.7%，水頭損失5～15cm，微濾機沖洗水率1%，電耗每1000m3耗10kw/h。
　　1.2　直接過濾除藻試驗
　　(1)常規濾池直接過濾
　　湖泊水由于濁度低，往往采用直接過濾，或微絮凝處理，因此有必要試驗研究其除藻效果，中南設計院在進行氣浮去除藻試驗的同時，進行了直接過濾除藻的研究[4]，試驗在武漢東湖水廠生產設備上進行，濾池的技術參數見后面2.1（氣浮濾池除藻），試驗結果見表2。

　　氣浮－過濾工藝不預加氯，氣浮表面負荷率為5.9m3/m2·h，濾池濾速為10.5m/h，投礬量為22mg/L，直接過濾工藝經過預加氯，濾速為9.4m/h，從表2結果可見，預加氯不加礬的直接過濾效果不佳，這是因為藻類表面有分泌的粘液，藻類不易在砂粒表面聚集的緣故。
　　(2)輻射流濾池直接過濾試驗
　　武漢工業大學進行過輻射流濾池直接過濾試驗[5]，試驗裝置見文獻[5]原水經加礬，加助濾劑聚丙烯酰胺后，進入旋流反應池，反應歷時5min，然后經輻射流過濾器過濾，輻射過濾器平面呈扇形，圓心角為22 1/2度，圓心至濾床進水表面半徑ro=400mm，濾床水平厚度800mm，垂直高度300mm。底部配水系統采用夾尼龍網的雙層穿孔板，孔板開孔率為2%，采用均粒濾料，粒徑1.00～1.25mm，以一雙層濾料濾池作對比，雙層濾池采用φ1.25～2.00mm的煤，厚400mm，φ0.5～1.0mm的砂，厚400mm，試驗結果如表3。

　　由于采用了聚合氯化鋁絮凝劑及聚丙烯酰胺助濾劑，除藻、除濁效果均較表2直接過濾為好，輻射流過濾是減速過濾，其凈水效果與豎向流相近而略優。
　　(3)流化床接觸絮凝澄清池試驗
　　武漢工業大學進行的活性砂絮凝沉淀試驗[6]，實質上流化床接觸絮凝澄清（過濾）試驗，其工作原理是上升水流中的微粒在微渦體運動場中，依靠活性砂表面吸附的高分子絮凝劑，具有大的表面和吸附力，通過架橋與網捕作用，截留水中微粒，試驗裝置見文獻[6]，試驗成果見表4。

　　試驗成果表明，懸砂濃度以12000mg/L為妥，液面上升速度以不大于3mm/s為妥，聚丙烯酰胺PAM投加量與投砂的重量比3:10000為宜，活性砂的成熟期1h，初期工作期8h、循環投砂期0.5h，后續工作期4h，該項設備經加斜管后，在高負荷下有防止上升水流挾帶微粒的作用。
　　1.3　生物（接觸氧化）預處理除藻
　　1989～1991年中南設計院在武漢東湖水廠進行了生物接觸氧化預處理除藻試驗[7]，試驗裝置參見文獻[7]。預處理池三級串聯，內裝3m高峰窩填料，由空壓機供氣，氣水依次逆流、順流、逆流接觸。
　　試驗期間原水含藻量為225×103個/L－21739×103個/L，表5為氣水比與除藻率的關系。

　　隱藻門、藍藻門藻類易被氧化分解，去除率可達90%以上，但綠藻門中的柵裂藻不易氧化，去除率僅43.8%，硅藻由于硅殼難于完全分解，去除率僅為65.4%，氣水比對水中溶解氧、水循環、生物膜更新都有影響，從而影響藻類的去除率，提高氣水比，有利于提高藻的去除率，水溫與藻類負荷對除藻率的關系見圖1、圖2，試驗中臭閾值測定結果見表6。

　　藻負荷為單位體積填料每小時負擔藻類的數量，水溫低于20℃時，除藻率隨藻負荷提高而下降，但幅度不大，如當水溫為5.5～10℃時，藻負荷自200×107 個／m3·h，上升到1380×107 個／m3·h，提高了69倍，而藻的去除率僅從83%下降至67%，可見生物處理對藻的去除有較好的穩定性。有資料說明，生物處理除藻的同時，氨氮的去除率達80%～95%，除濁率為48%～80%，除色度率為30%～60%，COD去除率為18%～26%，臭閾值冬季去除率為60%～70%，Ames致突變率有所減弱[11]。

　　2 湖泊水除藻組合工藝

　　2.1　氣浮濾池除藻
　　中國市政工程中南設計院與武漢市自來水公司以東湖水為原水進行了氣浮濾池除藻試驗[4]，試驗在生產設備上進行，所謂氣浮濾池是將氣浮池和濾池疊加，氣浮池在上，濾池在下形成的一種水處理池型。
　　夏秋季5～12月采用：預加氯－絮凝－氣浮－過濾－加氯組合工藝系統。
　　濾池濾料有效粒徑0.55～0.72mm，K801.73～2.36，濾層厚度600mm，濾速0.4～8.7m/h，試驗結果的平均值如表7。
　　氣浮池結合濾池凈水，其除藻效果從表7來看是很好的，我國武漢、昆明、蘇州等城市都采用此種池型。武漢市東湖水廠采用氣浮濾池工藝多年，原水預加氯0.8～1.0mg/L，1992～1995年生產實測除藻效率如表8。
　　生產上除藻率數據與試驗數據頗為接近，盡管原水含藻量增加了20倍。 　　　　　　　　　　　　　

　　2.2 活性炭濾池一常規處理設備組合工藝除藻
　　試驗采用兩個人工水庫水源[8]。1985～1990年含藻量平均值分別為2183×103/L及1695×103/L，放射菌測得值平均分別為2583CFU/mL及2858CFU/mL，臭味閾(TON)分別為9.3及8.2，并測得第1個水庫水中含Geosmin4.6ng/L，2-MIB3.7ng/L。試驗證明采用預加氯及常規水處理工藝，不能將TON降至標準要求(<4)，采用曝氣法，不僅耗用大量空氣，而且TON亦不能達標。但加1.0mg/L O3，TON可以從12降至4，若用活性炭過濾，則效果較加O3為好，在試驗的基礎上提出凈水廠的設計流程為：
　　預加氯－常規處理－GAC過濾－加氯－出廠
　　某水廠采用這一組合水處理工藝流程已10余年，每年12月至2月底原水不加氯，其余時間預加氯3.0～3.5mg/L，原水進廠后，加聚合氯化鋁和三氯化鐵，以商品計分別為4mg/L和8mg/L，采用加速澄清池凈水，上升流速1mm/s，濾池采用煤砂雙層濾料，各厚400mm，濾速7.7m/h，活性炭濾池濾料厚度1500mm。濾速10m/h，1994～1995年兩年除藻效率見表9。

　　3 討論和結論

　　3.1　飲用水處理工藝尚缺少有關藻類去除的標準和規定，考慮到瑞士蘇黎世Lengg水廠采用水質深度處理工藝，除藻率高，出水水質好這一情況，用以對比，衡量和評價前述各工藝除藻的效率優劣應是有益的。
　　以表9北京某水廠除藻率與之比較，兩者的原水含藻及除藻率基本相近，因此可以說某水廠的水處理工藝是較為合適的，但以表8武漢東湖水廠與表10比較，由于東湖水廠水源含藻量較Lengg水廠水源含藻量大一個數量級，盡管各單項工藝除藻率尚可，但最終除藻率僅75.1%～82.8%，顯然是不夠的，還需進一步予以處理。

　　3.2　從各個單項處理工藝來看，以不加礬直接過濾除藻效率為最低，僅31.5%；加礬絮凝沉淀除藻率也不高，40%～55%；而加有PAC及PAM的直接過濾則有較高的除藻率，77.7%～78%；而采用濾網過濾則為51%～75.5%，流化床接觸絮凝澄清的除藻率最高81.3%～86.3%，可見絮凝劑及高分子聚合物的作用。
　　3.3　生物處理除藻提供了除藻的單項新工藝，它同時具有去除CODMn，TOC，NH3-N，除濁以及去除部分致突變物的功能，后續處理又能降低加礬量，加氯量[10-11]，值得進一步研究。
　　3.4　從去除藻毒素的角度出發，很有必要采用O3氧化甚至結合活性炭過濾，期望在對各個單項除藻工藝及組合工藝研究基礎上能找到更為理想的湖泊水處理工藝。
　　3.5　正確評價一個水廠的除藻水處理工藝目前還缺少一個與除藻有關的水質標準或規定，Janssens等[12]提出水廠除藻最終出水中的葉綠素－a的濃度要小于0.1μg/L，以防止管網中的生物繁殖；Oskam等則認為最終出水中葉綠素－a的濃度達到0.3～0.5μg/L已經足夠[12]。他們僅僅考慮了管網中的生物繁殖問題，著者認為確定除藻水廠的最終出水水質標準還要考慮藻毒素問題，這是一個很復雜的問題，只有認真研究了藻毒素的毒性及其在水廠水處理過程中的動態變化，解決了其分析方法以后才能解決這一問題。

參考文獻
1　王紅岳等.淡水藻類污染及其毒性.上海環境科學，1995.8(14)38～41。
2　陳寶書等.微孔濾網除藻的試驗研究.給水凈化學術會議論文，中國土木工程學會市政工程委員會，1964 ,6。
3　湖南大學等.洪覺民執筆.微濾機除藻試驗總結.1982,7。
4　中國給水排水中南設計院等.東湖水廠水處理測試報告.1984,8。
5 李鏡明等.輻射流濾池直接過濾處理含藻湖水的試驗研究.給水排水,1992,1(75),5～8。
6　李鏡明等.高營養化湖水絮凝新工藝的試驗研究.給水排水，1993,1(105),14～16。
7　李家新等.高營養化湖泊水源生物預處理研究.中國給水排水，1992,6(8),4～7。
8　Li Wanying,et al.“Researeh on Odour Origin and Treatment Technology for Resevoir Water”Water and Waste-water Treatment Proceedings of Intemational Conference,July 12～16 1994 Beijing,China VO1.1,P.170～180.
9　岳舜琳.瑞士蘇黎世浪格湖水廠凈化工藝效果.供水排水，1991,3.8～11。
10　岳舜琳.生物氧化在我國給水處理研究中的發展.中國化學會第三屆全國水處理化學討論會論文集，1995,11,P13～15。
11　張賜承.東湖水廠自來水中三鹵甲烷及對策研究.中國給水排水，1995,5(11)9～13。
12　Oskam G & et al.“Eutrophication and development of algae in surface Water-a threat for the fnture”.國際供水協會第20屆年會論文論文集，STECIAL SUBJECT,SS.8-1～8-10。

（本文載自《上海環境科學學會編文集》1999年）