陳忠林¹，王東田¹，李圭白¹，呂啟忠²，羅建強²，楊長青²
（1.哈爾濱工業大學 市政環境工程學院， 黑龍江 哈爾濱 150090；2.鄭州市自來水總公司，河南 鄭州 450007）

　　摘要：比較研究了高錳酸鉀復合藥劑(PPC)、粉末活性炭(PAC)和過氧化氫(H₂O₂)在不同處理工藝條件下去除水中由藻類引起的魚腥臭的效果。結果表明，PPC的除臭效果最好，除臭效率優劣順序為：PPC＞PAC＞H₂O₂。最后重點探討了PPC去除飲用水中魚腥臭的效能與機理。
　　關鍵詞：飲用水；除臭；高錳酸鉀復合藥劑
　　中圖分類號：TU991.27
　　文獻標識碼：C
　　文章編號：1000-4602(2000)11-0058-03

　　1 試驗過程

　　1.1 試驗水廠概況
　　鄭州市自來水公司B水廠以黃河水為水源，于黃河南岸取水入22.54×104m³沉砂池，經泵站抽入355×104 m³蓄水池，再經12.8km輸水管線進入水廠，經常規混凝、沉淀、過濾、加氯消毒工藝處理后出廠。每逢冬春之交，出水魚腥臭味時有暴發，加熱或燒開后魚腥臭味加重。經檢驗出廠水指標除臭味外均符合國家生活飲用水水質標準。
　　1.2 試驗方法
　　試驗采用六級臭味強度法對水樣進行臭味測定。先由一人對系列水樣的臭味強度大小進行比較，得出各水樣的第一組臭味強度，再由另一人進行比較得出另一組臭味強度，兩人判定結果一致則有效，若有爭議則重復比較至得出一致結論。

　　2 試驗結果與討論

　　2.1 進水水質調查
　　為確定出水中魚腥臭味突然加劇的根本原因，對進水水質進行了調查。表1中列出了出水臭味加劇過程中進水水質變化趨勢。
　　由表1看出，此期間進水中總鐵、氨氮、耗氧量、藻類均呈現明顯上升趨勢，而所監測的其他指標均較平穩，無明顯變化。從各指標增長幅度看，藻類增長36.6倍，總鐵增長3.5倍，氨氮增長2.0倍，耗氧量增長1.8倍，由此推斷，藻類急劇繁殖是突然暴發魚腥臭的主要原因。

　　為了解從黃河取水口經沉砂池、蓄水池到進廠之間藻類變化情況，多次取相關水樣進行藻類測定，結果見圖1。

　　圖1表明，黃河水的藻類數量并不高，經過沉砂池停留后有所上升，比黃河水增加1.3～13.4倍，而經過蓄水池后藻類數量進一步繁殖，蓄水池比沉砂池又增加0.4～57.3倍。在從蓄水池到水廠的輸水管線中，藻類增減幅度不大，在-2%～40%之間。由此可見，藻類是在沉砂池和蓄水池中大量繁殖的。
　　2.2 水中魚腥臭產生的機理
　　模擬常規處理工藝，對“進水→混凝沉淀→過濾→加氯消毒”試驗流程中各水樣進行了臭味測定，結果表明，進水中不存在魚腥臭，混凝沉淀后水和濾后水也未產生魚腥臭，而加氯消毒后的出水水樣魚腥臭很明顯。由此推斷，水中魚腥臭的產生方式是：水中藻類或其代謝物經過常規處理后未能全部去除，仍有很大一部分穿透濾池進入清水池，在清水池加氯消毒過程中，藻類被殺死后尸體產生具有魚腥臭味的物質，或是氯與藻類的某些代謝產物化合產生具有魚腥臭味的物質。根據以上推斷，模擬預氯化工藝進行試驗，對各處理后水樣進行臭味強度對比測定，結果同上。
對清水池中藻類進行的測定結果表明，清水池中藻類增加，出水中臭味加劇，與進水中藻類增殖趨勢一致，且水中硅藻通常占總藻數的80%～90%，最高達88.9%。據文獻^［2］所述，硅藻門中的星桿硅藻、平板硅藻、針桿硅藻等均產生魚腥臭。圖2是進水中藻類劇增和出水中魚腥臭味加劇過程中硅藻所占百分比的變化曲線，硅藻百分比劇增的趨勢與進水藻類增殖、清水池藻類增加和出水中臭味加劇的趨勢一致，進一步說明出水中魚腥臭味與進水中藻類有直接關系。

　　另經考察，不同過濾條件下水的濁度范圍在6.5～0.1NTU之間，其魚腥臭味沒有差異，即水的濁度與水的魚腥臭味沒有明顯相關性，說明臭味物質在水中有很好的均勻分散性且不依附于水中濁質顆粒。
　　2.3 除臭工藝效能比較
　　首先取魚腥臭較大的清水池水樣進行試驗，直接將PPC、H₂O₂、PAC等加入臭味水中，考察其除臭效能。用3個1000mL燒杯取1L有魚腥臭的水樣，分別加入預先用無臭水配制好的H₂O₂10mg、PAC10mg、PPC1mg，用多聯攪拌器快攪(300r/min)30s混勻，慢攪(30～60r/min)反應20min，靜置20min后取上清液測定臭味，重復數次。結果表明，投加10mg/L H₂O₂幾乎沒有去除魚腥臭的效果，投加10 mg/LPAC的效果較明顯，使魚腥臭由4～5級降到1～2級；投加PPC效果最佳，幾乎可完全消除水中魚腥臭味。幾種藥劑直接去除清水池水樣中魚腥臭的優劣順序為：PPC＞PAC＞H₂O₂。以上試驗探討了幾種藥劑的除臭效能。但實際應用時，在清水池之后處理魚腥臭味則需要投資建設后續處理單元，是不經濟合理的。因此，處理對策應該與水廠現有常規處理工藝結合起來，把魚腥臭味消除在濾池以前或清水池加氯消毒以前。
　　模擬“進水→預氯化→混凝沉淀→過濾→加氯消毒→管網”處理工藝，即進水先加1～2mg/L的氯進行預氯化，然后投加混凝劑聚合氯化鋁7.5mg/L，再分別投加H₂O₂10mg/L、PAC10mg/L、PPC1mg/L，經混凝沉淀、過濾，再加氯消毒，然后測定消毒后水的臭味。結果表明，常規處理后魚腥臭味為3～4級，投加H₂O₂后魚腥臭味為2～3級，投加PAC后魚腥臭味為1～2級，投加PPC后魚腥臭味為0級。由此可見，采用預氯化及各種藥劑處理控制水中魚腥臭味的優劣順序為：PPC＞PAC＞H₂O₂＞常規處理。各種藥劑去除魚腥臭的規律與采用清水池水樣試驗結果一致，PPC去除水中魚腥臭的效果最好。
　　為了進一步比較幾種處理方法的除臭效能，模擬常規處理工藝進行了比較研究。即進水投加7.5mg/L聚合氯化鋁，再分別投加H₂O₂10mg/L、PAC10mg/L、PPC1mg/L，經過混凝沉淀、過濾、加氯消毒，再對消毒后水進行臭味測定。多次平行試驗的結果表明，常規處理后水樣魚腥臭味仍為3～4級，采用H₂O₂、PAC處理后水樣的魚腥臭味也為3～4級，而采用PPC處理后水樣魚腥臭味為0～1級，可見PPC具有很好的除臭效果。幾種藥劑除臭效果優劣順序為PPC＞PAC≈H₂O₂≈常規處理。
　　綜上所述，無論預氯化與否，采用PPC處理是唯一有效的除臭方案。
　　2.4 PPC除臭效能
　　根據以上研究結論，確定采用PPC對B水廠進水進行除臭處理。因此，重點比較了水廠常規處理(預加氯2mg/L，聚合氯化鋁7.5mg/L)和高錳酸鉀復合藥劑處理(預加氯2mg/L，聚合氯化鋁7.5mg/L，PPC1～2mg/L)兩種工藝。圖3給出的是常規處理和投加不同劑量PPC處理時加氯消毒后水魚腥臭味強度的多次測定結果。

　　由圖3可以看出，PPC投加量在1～2mg/L即可控制出水魚腥臭味在0～1級，達到可飲用標準。這一結果表明，采用PPC控制B水廠出水中魚腥臭味是可行的。
　　2.5 PPC除臭機理探討
　　由于臭味是由水中藻類及其代謝物產生的，水中臭味來源于藻類胞外有機物，而藻類主要通過被動釋放和自體分解這兩種方式向水中傳遞臭味物質，使處理后水中產生魚腥臭味。PPC各組分間的協同作用是其具有顯著除臭效果的關鍵，PPC對藻類代謝臭味物質的氧化作用和PPC被還原后產生的中間產物如水合二氧化錳等的吸附作用對魚腥臭味的去除有主要貢獻。水中臭味物質是微量的且有很好的均勻分散性，PPC溶解投加到水中后也有很好的均勻分散性，可以對水中微量臭味物質進行充分的氧化或吸附去除，因此除臭效果顯著。

　　3 結論

　　B水廠出水中的魚腥臭味是由藻類及其代謝物產生的；用H₂O₂、PAC和PPC對進水處理的結果表明，PPC的除臭效果最好，H₂O₂的除臭效果最差，PAC的除臭效果介于二者之間；PPC的除臭機理是：PPC溶解投加到水中后有很好的均勻分散性，可以對水中均勻分散的微量臭味物質進行充分的氧化或吸附去除，PPC各組分間的協同作用是其具有顯著除臭效果的關鍵。

　　參考文獻：
　　［1］李鏡明，葉舟，蔣海濤.富營養化湖泊水除臭試驗研究［J］.給水排水，1996，22(3)：5.
　　［2］許保玖，安鼎年.給水處理理論與設計［M］.北京：中國建筑工業出版社，1992.

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收稿日期：2000-03-20