臭氧滅活水中銅綠微囊藻影響因素研究

 

    為研究臭氧在水體中殺滅銅綠微囊藻的效果，利用中性紅染色法探討了不同因素(臭氧投量、作用時間、pH 值、溫度、渾濁度、初始藻細胞密度等)對臭氧滅活銅綠微囊藻效果的 影響。

 

     世界上淡水湖泊藻類水華發生的頻率與嚴重程度都呈現增長的趨勢，其中藍藻是引起藻類水華污染的主要藻類。水體中藻類的大量繁殖不僅使水體水質狀況惡化，而且對飲用水的處理和安全也帶來影響，威脅飲用水的安全性:某些藻類釋放藻毒素引起人畜患病甚至死亡，藻細胞及它的胞外分泌物在氯化過程中產生三鹵甲烷、鹵乙酸、鹵乙氰等物質;具有鞭毛的藻細胞易穿透絮凝體，從而破壞絮凝過程，導致出水存在藻細胞;藻細胞在濾床中的生長又會導致濾床產生堵塞。

 

     以上問題的存在，說明飲用水處理中不能忽視藻類的影響。一直以來，國內水處理預氧化一直以預氯化為主，預氯化對藻類等微生物滅活、助凝提高藻類及水體顆粒物去除雖有較好的效果，但氯氧化或消毒產生的消毒副產物引起國內外飲用水處理界的高度重視。

 

     臭氧作為氯預氧化的良好替代品，臭氧氧化和強化混凝被認為是控制消毒副產物的最佳可行性技術。以往的各種研究，通常使用藻細胞密度、光密度、葉綠素含量來衡量除藻率，實際工作中這些細胞早已經失去活性，繼續臭氧催化氧化一方面降低臭氧的傳質效果，造成很大的浪費，另一方面影響了除藻效率。本研究使用臭氧對水中銅綠微囊藻進行滅活，采用中性紅染色方法檢測細胞活性，探討藻細胞初始濃度、臭氧投加濃度、滅活時間、渾濁度、溫度、pH 值等因素的影響、以及臭氧滅活后藻細胞繁殖能力比較，找出臭氧滅活水中銅綠微囊藻合適工藝條件，為使用臭氧滅活藻類提供實驗依據。 

 

   結果表明，隨著臭氧投量和作用時間的延長，藻滅活率明顯增加。當渾濁度 0.5~20NTU，溫度 5~35 ， ℃ pH 值 6.0~9.0，同時濁度越低，滅活效果越好;隨溫度上升，臭氧滅活銅綠微囊藻能力減弱;堿性較酸性條件下臭氧殺滅銅綠微囊藻的能力更強。藻樣初始濃度對殺藻效果影響較大，細胞密度增大，殺藻效果急劇下降。當初始藻細胞密度為 1.0×107cells/L，臭氧投量為2.0mg/L，作用時間 40min 以上時，在飲用水消毒的濁度、溫度、pH 值范圍內，銅綠微囊藻的滅活率在 99.0%以上，繁殖能力降低到 0。 

 

1.臭氧滅活銅綠微囊藻與其濃度和作用時間都有關系,隨著臭氧濃度和作用時間的延長,藻滅活率明顯增加,最高去除率達到 99.0%(初始藻細胞密度 1.0×107個/L,臭氧濃度 2.0mg/L,作用時間40min,濁度為 1.0 NTU,溫度 25℃, pH 7.5).

2.濁度0.5~20NTU,溫度5~35℃,pH值6.0~9.0,初始藻細胞密度在 1.0×107~5.0×109個/L 范圍內,濁度越低,滅活效果越好;隨溫度上升,臭氧滅活銅綠微囊藻能力減弱;堿性較酸性條件下臭氧殺藻能力更強.

3.當臭氧為 2.0mg/L 以上作用時間,在飲用水消毒的濁度、溫度、pH 值、初始藻細胞密度濃度范圍內,銅綠微囊藻的滅活率在 98.0%以上.

4.臭氧處理后藻類活性試驗表明,臭氧劑量越高,藻類活性越差,當臭氧濃度為 2.0mg/L,處理時間 40min,藻類繁殖能力降低到 0. 

 

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中國環境科學 2012,32(4)：653~658 

汪小雄*,姜成春,朱 佳,謝煒平 (深圳職業技術學院建筑與環境工程學院,廣東 深圳 518055)