陳 衛¹ 李圭白² 鄒浩春³
(1 南京工業大學，南京，210009；2 哈爾濱工業大學市政環境工程學院，哈爾濱，150090；
3無錫市自來水總公司，元錫，214031)

　　摘 要：太湖水的藍藻水華連年爆發，難以凈化處理，嚴重影響了供水安全。本文研究用高錳酸鉀復合藥劑強化混凝除太湖藍藻，結果表明，高錳酸鉀復合藥劑的強化混凝作用能有效地去除水中的藍藻和降低水的色度，可拓寬混凝劑最佳投加量范圍，使凈水系統的抗干擾抗沖擊能力提高。
　　關鍵詞：藍藻 高錳酸鉀 復合藥劑 供水 強化混凝

　　近年來，太湖水體的富營養化使水質惡化，尤其盔藻水華連年發生，嚴重影響了供水水質。由此造成的太湖周邊城鄉供水水源污染和短缺，已成為該地區經濟發展中新的制約因素。因此，有效地控制和去除太湖優勢藻種——藍藻，保證供水水質，一直為人們所關注。
　　九十年代以來，高錳酸鉀復合藥劑(簡稱PPC)在控制和去除水中有機污染物的生產應用中取得了顯著的成效。本文研究高錳酸鉀復合藥劑對太湖梅梁灣五里湖湖區水中藍藻強化混凝的去除效果。

1 太湖梅梁灣和五里湖湖區水質特征

　　梅梁灣和五里湖是西太湖北部的一個重要湖區，面積約為120km²，是無錫市的主要供水源地。由于周邊城鎮工業與生活污水的大量排入，尤其大量營養鹽的排入，使該湖區成為太湖水域富營養化最嚴重的湖區之一，湖區藻類數量最多時達到20億個/L(1993年)。不同時期各種生物種群的數量和優勢種的差異較大[1](圖1)，藍藻水華的大量爆發，預示著水質污染加劇和營養程度的提高。藍藻水華高發期在每年的5-10月，溫度通常在30℃左右，說明光照和溫度是重要影響因子。另外，湖區湖流特征次定湖區的水流流速不大，一般為3—4cm/s，表明水體交換量小，以氮和磷為代表的營養元素富集多。一般認為，藍藻對氮、磷的需求比例為9：1，洶區氮、磷含量已遠遠高于這個比例[2]。藍藻通常具有偽空胞，極易漂浮在水面上形成帶狀或片狀的綠色團塊隨風漂移，所以，主導風向——西南風也對湖區藍藻爆發和堆集起著不容忽視的作用。梅梁灣湖區藍藻主要以微囊藻屬(Microcystis spp.)的銅綠微囊藻(M.aerugionsa Kutz)、水華微囊藻(M.flos—sqnaeKirch)和塵埃微囊藻(M.Pulverea)為全年普生性種類，夏季旺長形成水華，其細胞數量可占總細胞數的99％以上，生物量也可占總生物量的85％以上^[3]。

　 在5—10月份以外的時間，湖水水質以氮含量高為特征，同樣存在著難處理，凈化效果不良等問題。梅梁灣月平均水溫變化范圍在1.5—27.4℃，湖水終年不結冰；pH值范圍在7.26—9.01。

2 　強化混凝除藍藻研究

2.1 試驗方法
　　試驗分兩階段進行。第一階段是初步探索性試驗，根據太湖水質特征配制試驗水樣。在自來水中投加高嶺土得到有一定濁度的渾濁水，再投加純培養的銅綠微囊藻和水華微囊藻，即配制成試驗水樣。水的外觀淺綠略帶渾濁，濁度14-16NTU，微囊藻含量2×106-3×10⁷個/L，水溫25—27℃，pH值7.2-7.5。第二階段是對前面試驗結果的驗證和拓展，用取自梅梁灣五里湖的湖水進行強化混凝試驗。水色黃綠略帶渾濁，濁度14-22NTU，藻含量6.9×10⁷個/L，以銅綠微囊藻和水華微囊藻為優勢藻種，還有塵埃微囊藻等，水溫27—29℃，pH值7.5—7.7。
　　燒杯試驗在六聯攪拌機上進行。混凝劑采用生產上使用的聚合氯化鋁(簡稱PAC)。混合和絮凝的轉速與時間分別控制在300r/min與1min和40r/min與10min，靜置時間15min。采用顯微鏡血球板計數法進行藻類含量測定。PAC與PPC投加間隔時間1min。
　　試驗檢驗指標是沉后水濁度、藻類去除率和色度。一般認為，水中藻含量低于1.0×10⁵個/L時，不需考慮除藻問題。
2.2 試驗結果與分析
　　第一階段實驗結果見圖2和圖3。圖2和圖3分別是PPC不同投加量時，燒杯試驗沉后水濁度和藻類去除率隨PAC和PPC投加量的變化曲線。由圖可見，在單純按最佳投加量40mg/L投加PAC時，水中藻類含量隨濁度的去除有所降低，但去除率很低，僅為25％。投加PPC后，強化混凝效果非常明顯，沉后水濁度人幅度降低，藻類去除率大大提高。PAC投加量為40mg/L時，僅投加PPC 1.0mg/L，藻類之除率即達到76％。從圖中還可以看出，PPC投加后，強化混凝使濁度變化曲線下移，是PAC的最佳投加量向低投加量范圍拓寬。

　　對取自梅梁灣五里湖的湖水進行強化混凝試驗結果見圖4、圖5和圖6n由圖4可見，對單純投加PAC與投加PAC和PPC的情況對比，PPC投加量僅在0.5—1.0mg/L時，沉后水濁度有了明顯改善，且使得PAC的最佳投加量前移并拓寬了范圍。但PPC投加量再增加時，沉后水濁度并沒有進一步降低。單純投加PAC40mg/L時，沉后水藻類去除率為22％。圖5顯示出，PPC投加后，藻類的去除效果特別顯著，當PPC為1.0—2.0mg/L時，藻類去除率最高達97％。鏡檢可觀察到藻類活性降低，迅速收縮，這與純培養水樣試驗的結果一致。另外，圖6表明，投加PPc可使色度去除率提高。單純投加PAC時，沉后水色度去除率隨PAC投加量的增加而提高，去除率在36—52％之間。當投加PPC1.0mg/L時，色度去除率在60--74％之間，亦隨PAC投加量的增加去除率提高；當PPC投加量為3mg/L時，色度去除率顯著，達到71—81％，與單純投加PAC比較，色度之除率平均提高32個百分點。在強化混凝過程中，pH值沒有變化。
　　比較兩個階段的試驗結果不難看出，盡管第二階段的試驗水樣水質較復雜，卻有著與純培養藻種的水禪試驗相似的結果，即第一階段的試驗得到了驗證。在第二階段試驗中，還進行廠PPC和PAC的投加順序對混凝效果和藻類去除的影響比較(見圖7與圖8)。結果表明，PAC投加量為40mg/L時，先投加PAC，后投加PPC，其混凝效果和藻類去除效果優于先投加PPC后投加PAC的效果，本試驗得到PPC的最性投加量范圍為1.0-—2.0mg/L。
　　在5—10月份期間，因藻類對無機氮的同化和藻類沉降作用，使湖水中氮含量大幅度下降。10月份以后，藻含量降低到1×10⁴個/L以下，而水中氮含量高上升為主要問題。PPC對氨氮去除效果的研究正在進行。

3 結語

　　 高錳酸鉀復合藥劑的強化混凝能有效地去出水中的藍藻和水的色度，拓寬了混凝劑最佳投加量范圍，可使系統的抗干擾抗沖擊的能力提高。混凝效果和藻類去除效果與高錳酸鉀復合藥劑和聚合鋁的投加順序有關，投加順序以聚合鋁先投加、高錳酸鉀復合藥劑后投加為好，且高錳酸鉀，復合藥劑也有其最佳投加量范圍。同時，試驗還表明，在強化混凝過程中pH值不發生變化。

參考文獻：

　　 [1]范成新.太湖主要營養物質與浮游生物關系研究，太湖環境生態研究。1998，134—140
　　 [2]R.G. Wetzel 1983. Limnology, 2nd edition. Saunders College publishing.350-365
　　 [3]陳宇煒等，太湖梅梁灣浮游值物動態及其初級生產力周年變化研究.太湖環境生態研究 1998，98-107