藍藻藻華規模化清除技術應用研究

胡明明，孫陽，匡民，孫曉鵬，李新，張小龍

(1.無錫德林海藻水分離技術發展有限公司，江蘇無錫214000;2.無錫藍藻治理辦公室，江蘇無錫214000)

藍藻藻華規模化清除技術應用研究

胡明明1，孫陽1，匡民2，孫曉鵬1，李新1，張小龍1

(1.無錫德林海藻水分離技術發展有限公司，江蘇無錫214000;2.無錫藍藻治理辦公室，江蘇無錫214000)

在實驗室試驗的基礎上，基于氣浮原理開發了規模化清除藍藻藻華方法(專利號:200810058076.4)和藻水分離技術(專利號:200710065795.4、200710066435.6、200710066251.X)，使藍藻藻華清除率＞95%，實際應用于滇池和太湖大規模清除藍藻藻華，為藍藻藻華的治理提供了一種有效的技術方法。

藍藻藻華;藻水分離技術;規模化;清除

近年來，我國部分湖泊、河流水源地藍藻藻華頻發，不但直接損害湖泊生態系統的健康，而且還威脅到了周邊城市的飲用水源，甚至引發了城市供水危機，形勢頗為嚴峻。有效的藍藻治理技術仍是世界性的難題，抑制藍藻暴發和根治富營養化的可用技術缺乏。藍藻大量暴發迫切需要尋求新的技術手段，能夠有效、規模化、無害化清除藍藻藻華，以保護水源地，改善局部水體景觀，為藍藻暴發應急提供新的手段。氣浮法是一種廣泛應用于自來水給水工程中的除藻技術，普通氣浮除藻效率很難達到90%以上，且藻渣較難處理。本文以滇池富藻水在實驗室試驗取得成功的基礎上，采用基于氣浮原理的藻水分離技術示范并應用于滇池和太湖。

1 試驗方法與裝置

1.1 靜態實驗室小試試驗

實驗室試驗裝置為研發的強化溶氣氣浮裝置如圖1、2所示，取自湖泊富藻水，經過反復試驗，針對水體及藍藻特點，對絮凝劑、溶氣工藝、溶氣罐及填料結構進行了強化改進，試驗規模為14m3/d富藻水。

1.2 實際示范與應用清除藍藻藻華

在實驗室驗證了用強化溶氣氣浮以及藻漿脫水集成技術相關技術參數及清除藍藻的試驗效果后，采用藻水分離技術在滇池北岸高密度藻水區建設了示范工程，處理規模為10000m3/d。藻水分離技術由移動式藍藻收集輸送、混凝、氣浮、分離、自控、藻渣脫水等組成，通過示范后在滇池、太湖建成8座規模為5000m3/d、10000m3/d藻水分離站，建成了2個藍藻沼氣發電基地與1個藍藻有機肥廠，進行了實際應用。

1.3 分析項目和分析方法

數據采集自現已運行的藻水分離站，分別采集進水、出水水樣進行理化分析，測試項目:pH值、藍藻數量、葉綠素A、總氮、總磷、化學需氧量等。

各項水質指標的測定參照國家環境保護總局《水和廢水監測分析方法》及《湖泊富營養化調查規范》進行，分析測試由當地具有分析測試資質的部門負責。

2 結果與討論

(1)對藍藻藻華、葉綠素A清除效果

從圖3、圖4分析測試結果來看，藻水分離技術對藍藻藻華有很好的清除效果，去除率平均為99.79%。對葉綠素A也有良好的去除效果，平均為95.19%，小于藍藻的去除率，這可能是葉綠素A主要反映的是水體中活藻生物。

藍藻以單細胞或細胞群囊團的形式懸浮于水中，是絮凝與氣泡附著最理想的靶標。普通氣浮技術處理一般密度含藻水(藻類計數107cell/L以下)的效果較好，但處理高密度(藻類計數108cell/L)、極高密度(藻類計數109cell/L數量極)含藻水的效果較差，去除率低于85%。從分析測試數據可以看到，該裝置清除效果較穩定，適應范圍較廣。

(2)對總氮、總磷、化學需氧量清除效果

從圖5、圖6、圖7分析測試結果來看，總氮平均去除率為96.36%，總磷平均去除率為99.73%，化學需氧量平均為98.35%。藻水分離技術不但對藍藻藻華有很好的去除率，同時對氮、磷等營養元素及有機物的去除也有較好的效果。對水中顆粒物、懸浮有機物、膠狀有機物去除效果良好。說明改良強化后的溶氣氣浮裝置除藻率高，上浮速度快，氣泡粒徑更小，氣泡數量更大，氣泡和顆粒相互碰撞粘附概率增大，處理速率可調控，從而極大地提高了氣浮能力。

(3)本研究采用了新型溶氣氣浮強化工藝，連續穩定地產生粒徑10～30μm微氣泡，產生的氣泡不僅細微，而且粒度均勻、密度大、上浮穩定，對液體擾動小，因此特別適合于對疏松絮凝體、細小顆粒的固液分離。工藝過程及設備比較簡單，便于維護管理，可控制氣泡與富藻水的接觸時間。正因為除藻率高、速度快，所以該裝置靠流量而不是靠容量達到處理規模，為規模化應用提供了保證。

(4)藻水分離工藝過程中，產生一定量的藻渣，藻渣中含有氮磷等物質，鮮藻渣含水量達97%～99%，必須脫水后才可能進一步處置，如不妥善處理藻渣，可造成二次污染，因此，藻渣的處理是至關重要的一個環節。藻漿脫水的難度，在于藍藻中占優勢種群的微囊藻的特殊結構。微囊藻通常以囊團的形式存在，一個囊團中可含有數十或數百個細胞，囊團的外膜是一層膠被。囊團內含有大量的水分，而囊團內的水分是難以用普通機械方式脫去。

本項目對于藻渣的處理，采用改進的離心脫水工藝進行脫水，經脫水后的藻渣含水率可以降至80%～90%，可以制肥料，或者作為當地生物質能發電的原料。

3 結論

(1)基于氣浮原理的藻水分離技術對高濃度富藻水有極高的清除率，能夠高效、快速、安全地清除藍藻，帶走氮、磷等營養元素，降低水體的富營養化程度。

(2)規模化清除藍藻藻華具有很好的效果，藍藻去除率達到99.79%，葉綠素A去除率為95.19%。

(3)對有機物具有很好的去除效果，化學需氧量平均為98.35%。總氮去除率為96.36%，總磷去除率為99.73%。

(4)采用改進的離心脫水工藝進行脫水，經脫水后的藻渣含水率可以降至80%～90%。

［1］沈銀武，劉永定，吳國樵，等.富營養湖泊滇池水華藍藻的機械清除［J］.水生生物學報，2004，28(2).

［2］肖興富，李文奇，劉娜.富營養化水體中藍藻毒素的危害及其控制［J］.中國水利水電科學研究院學報，2005，(2).

［3］王毅力，湯鴻霄.氣浮凈水技術研究及進展［J］.環境科學進展，1999，7(6).

［4］劉洋，張聲，張曉健.溶氣氣浮工藝處理密云水庫水的研究［J］.工業用水與廢水，2004，(6).

［5］何圣兵，孟凡良，王寶貞.溶氣氣浮法與沉淀法的處理效果比較［J］.中國給水排水，2002，18(5).

［6］劉文江，戴之荷.氣浮技術在水庫水處理中的應用［J］.給水排水，2000，(9).

［7］曾文爐，李寶華，蔡昭鈴，等.微藻細胞的連續氣浮法采收［J］.水生生物學報，2003，27(5).

Research on Large－scale Removal Technology of Cyanobacteria Bloom

HU Ming－ming1，SUN Yang1，KUANG Min2，SUN Xiao－peng1，LI Xin1，ZHANG Xiao－long1
(1.Wuxi Delinhai Green Treatment on Algae，Wuxi Jiangsu 214000 China)

One new large－scale removal technology of cyanobacteria based on the theory of airfloatation was developed as well as separation technology of cyanobacteria and water.The removal rate of cyanobacteria by the technology is more than 95%，which was applied in Dianchi lake and Tai lake.

cyanobacteria bloom;separation technology of cyanobacteria and water;large－scale;removal

X52

A

1673－9655(2011)06－0062－03

2011－07－29