一種銅鹽與氯胺聯用控制銅綠微囊藻生長的方法技術

本發明專利技術屬于飲用水處理技術領域，針對湖泊、水庫等地表水源富營養化污染，提出了一種銅鹽與氯胺聯用控制銅綠微囊藻生長的方法，包括如下步驟：將含活性氯的水溶液與銨鹽的水溶液混合，pH值為8～10，其中，次氯酸根與銨根離子的摩爾比例為0.1-1.0；充分攪拌20～40分鐘后，活性氯和銨鹽反應完全，產生氯胺的水溶液；將銅鹽的水溶液和氯胺的水溶液同時與含銅綠微囊藻的水混合，處理時間為1～20天，其中，銅離子與氯胺的摩爾數的比為0.04～0.5；氯胺與藻細胞的比例為0.5～20毫克的氯胺：108～5×109個藻細胞。本發明專利技術破壞藻細胞壁的完整性，有利于銅離子作用于細胞質，進一步滅活藻細胞。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于飲用水處理
，特別涉及。
技術介紹
湖泊、水庫等是常用地表水源。例如，我國北京、上海、哈爾濱、環太湖城市群、黃河沿線城市等均以湖泊或水庫水作為地表水源。但是，由于氮、磷等營養源的排放，導致許多具備飲用水源地功能的湖泊、水庫等呈現不同程度的富營養化趨勢，并可能在環境條件適宜的條件下導致藻類爆發，成為影響水廠處理工藝過程和飲用水質安全的重要隱患。近年來，我國發生多起飲用水源地藻類爆發的現象，給城市正常供水帶來負面影響。 含藻水或高藻水對飲用水處理工藝、飲用水質安全的不利影響主要表現為1)藻細胞為電負性，不易于通過混凝脫穩，尤其對于存活藻細胞，更是難以通過混凝、沉淀單元去除，可能導致藻細胞在反應池、沉淀池、濾池等構筑物中繁殖，并可能穿透濾池的過濾膜進入輸配水管網；2)穿透濾池的過濾膜的藻細胞可能在輸配水管網的配水管、入戶管、二次供水設施等中進一步繁殖生長，這將消耗管網末端的余氯，并導致微生物繁殖和感官下降等不利影響；3)預氧化工藝將藻細胞滅活，這對于混凝過程是有利的，但是預氧化或消毒工藝也可能將細胞壁結構破壞，并導致胞內物質釋放，可能產生更大的水質風險。而適度預氧化一方面滅活藻細胞，一方面避免胞內有機物的過度釋放，從而避免了胞外有機物濃度過高或分子量過小給混凝帶來的負面影響。研究顯示，藻細胞內部的藻毒素、致嗅物質等物質的濃度遠遠高于胞外的情況；此外，胞內物質往往具有很高的消毒副產物(DBPs)生成勢，并在氯化過程中生成DBPs。因此，對于含藻水的處理而言，如何在不破壞藻細胞結構的前提下強化除藻并控制胞內代謝物釋放，這將成為飲用水廠面臨的技術難題之一。國內外關于強化除藻的方法主要有1)采用氯、臭氧、高鐵酸鉀、高錳酸鉀等進行預氧化；2)提高混凝劑投量或投加高分子助凝劑；3)投加粘土礦物等強化藻的沉降；4)采用混凝/氣浮工藝或混凝/氣浮-沉淀工藝；5)采用超濾膜過濾技術截留藻細胞等。其中，氯、臭氧、高鐵酸鉀均可能導致藻細胞破裂和胞內物質大量釋放，且臭氧、高鐵酸鉀成本很高；高錳酸鉀具有一定滅活和抑制藻細胞活動的能力且氧化破壞藻細胞壁能力較弱，此外其還原產物二氧化錳能沉積在藻細胞表面而加速其沉降，但由于高錳酸鉀有顏色，投量不宜過高，且二氧化錳為電負性細小顆粒也需要一并去除。提高混凝劑投量能夠提高藻細胞去除,但往往投量需要提高數倍以上,且污泥含量顯著增加。投加粘土礦物往往也需要很高投量，且粘土本身為膠體，將大幅提高混凝劑投量。氣浮或浮沉池工藝是最佳的除藻工藝，但絕大多數水廠都不具備相關構筑物，而要進行工程改造，則需要花費大量投資。采用膜分離技術則不僅需要大量投資，且運行成本更高。因此，如何以現有工藝為基礎，在不進行或難以及時進行大規模工藝改造的條件下，解決高藻水處理難題或有效應對突發性藻類爆發導致的水質問題，具有重要應用價值。因此，開發高效、成本低廉、使用方便且可有效降低水源水中的藻細胞密度的方法是目前研究與工程應用中亟需解決的難點問題。
技術實現思路
因此，本專利技術的目的是針對作為飲用水源的高藻含量問題，提出在水源水進入水廠單元之前控制水體中的藻細胞數量，提供一種性能高效、經濟可行、易于在工·程中大規模應用的方法，為了實現該目的，本專利技術采用的技術方案為 ，其特征在于，包括如下步驟 步驟I :將含活性氯的水溶液與銨鹽的水溶液混合，PH值為8 10，其中，次氯酸根與銨根離子的摩爾比例為O. 1-1. O ； 步驟2 :充分攪拌2(Γ40分鐘后，活性氯和銨鹽反應完全，產生氯胺的水溶液； 步驟3 :將銅鹽的水溶液和步驟2即時制備的氯胺的水溶液同時與含銅綠微囊藻的水混合，處理時間為I 20天，其中，銅離子與氯胺的摩爾數的比為O. 04 O. 5 ;氯胺與藻細胞的比例為O. 5 20毫克的氯胺108 5Χ 109個藻細胞。如上所述的，其中，所述含活性氯的水溶液為將液氯、次氯酸鈉和次氯酸鈣中的一種或幾種溶于水中而成。如上所述的，其中，所述的銨鹽為氯化銨、硫酸銨和硝酸銨中的一種或幾種。如上所述的，其中，所述銅鹽為氯化銅、硫酸銅和硝酸銅中的一種或幾種。本專利技術的有益效果 I.通過氯胺氧化、破壞藻細胞壁、銅離子進入藻細胞破壞藻細胞器，多種作用機制協同，從而具有良好的抑藻效果，適用于控制飲用水源中多種程度的藻華，在處理I 20天時，對銅綠微囊藻的生長抑制率能達到30 90%。2.成本低廉，工程施工操作過程簡單。具體實施例方式為了使本專利技術實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面進一步闡述本專利技術。實施例I 某水廠水源地發生富營養化污染，銅綠微囊藻細胞濃度達到10萬個/ml，原水濁度為15 NTU，水廠采用的絮凝劑為氯化鋁。水源未發生富營養化污染時，絮凝劑的投量為15 mg/L即可達到良好去除效果，濾池的過濾周期為24小時。但是，水源發生上述富營養化污染后，絮凝劑的投量增加至25 mg/L，處理效果仍不理想，表現為沉后水、濾后水濁度升高，沉后水的藻細胞的去除率僅為80%，濾池的過濾周期縮短至22小時。采用本專利技術的方法對上述發生富營養化污染的水源進行強化除藻 步驟I:將液氯和硫酸銨與水混合，在充分攪拌下溶解，分別獲得液氯的水溶液和硝酸銨的水溶液；將硝酸銅與水混合，在充分攪拌下溶解，獲得硝酸銅的水溶液；將氯化鋁與水混合，在充分攪拌下溶解，獲得氯化鋁的水溶液； 步驟2 :將液氯的水溶液與硝酸銨的水溶液混合，pH約為8，其中次氯酸根與銨根離子的摩爾比例為O. I ； 步驟3 :充分攪拌40分鐘后，液氯與硝酸銨反應完全，得到氯胺的水溶液； 步驟4 :將氯胺的水溶液和硝酸銅的水溶液噴灑在水源地水體中，對含藻水處理I天,其中氯胺與藻細胞的比例為I mg氯胺109個藻細胞，銅離子與氯胺的摩爾數的比例為O. 5。在本實施例中，經過本專利技術方法處理過的含藻水進入水廠單元后，通過混凝池的進水口投加實施例中步驟I得到的氯化鋁的水溶液并混合均勻，沉后水中的藻細胞的去除率顯著提高至98%，濾池的過濾周期延長至24小時。過濾水達到了生活飲用水衛生標準。實施例2 某水廠水源地發生富營養化污染，藻細胞濃度達到100萬個/ml，原水濁度為40 NTU,水廠采用的絮凝劑為硫酸鋁。水源未發生富營養化污染時，絮凝劑投量為20 mg/L(以鋁計)即可達到良好去除效果，濾池的過濾周期為24小時。但是，水源發生上述富營養化污染后，絮凝劑投量增加至30 mg/L，處理效果仍不理想，表現為沉后水、濾后水濁度升高，沉后水的藻細胞去除率僅為70%，濾池過濾周期縮短至18小時。采用本專利技術的方法對上述發生富營養化污染的水源進行強化除藻 步驟I:將次氯酸鈣和氯化銨與水混合，在充分攪拌下溶解，分別獲得次氯酸鈣的水溶液和氯化銨的水溶液；將硫酸銅與水混合，在充分攪拌下溶解，獲得硫酸銅的水溶液；將硫酸鋁與水混合，在充分攪拌下溶解，獲得硫酸鋁的水溶液； 步驟2 :將次氯酸鈣的水溶液與氯化銨的水溶液混合，pH約為10，其中次氯酸根與銨根離子的摩爾比例為1.0 ; 步驟3 :充分攪拌30分鐘后，次氯酸鈣的水溶液與氯化銨反應完全，得到氯胺的水溶液； 步驟4 :將氯胺的水溶液和硝酸銅的水溶液同時噴灑在水源地水體中，對含藻水處理2天，其中氯胺與藻細胞的比例本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種銅鹽與氯胺聯用控制銅綠微囊藻生長的方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟1：將含活性氯的水溶液與銨鹽的水溶液混合，pH值為8~10，其中，次氯酸根與銨根離子的摩爾比例為0.1?1.0；步驟2：充分攪拌20~40分鐘后，活性氯和銨鹽反應完全，產生氯胺的水溶液；?步驟3：將銅鹽的水溶液和步驟2即時制備的氯胺的水溶液同時與含銅綠微囊藻的水混合，處理時間為1～20天，其中，銅離子與氯胺的摩爾數的比為0.04～0.5；氯胺與藻細胞的比例為0.5～20毫克的氯胺：108～5×109個藻細胞。

【技術特征摘要】
1.一種銅鹽與氯胺聯用控制銅綠微囊藻生長的方法，其特征在于，包括如下步驟 步驟I :將含活性氯的水溶液與銨鹽的水溶液混合，pH值為8 10，其中，次氯酸根與銨根離子的摩爾比例為0. 1-1. 0 ； 步驟2 :充分攪拌2(T40分鐘后，活性氯和銨鹽反應完全，產生氯胺的水溶液； 步驟3 :將銅鹽的水溶液和步驟2即時制備的氯胺的水溶液同時與含銅綠微囊藻的水混合，處理時間為I 20天，其中，銅離子與氯胺的摩爾數的比為0. 04 0. 5 ;氯胺與藻細胞的比例為...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張東，孫靜嫻，劉茵，黃怡，張國芳，蘭華春，劉銳平，馬敏，劉會娟，
申請(專利權)人：上海城市水資源開發利用國家工程中心有限公司，
類型：發明
國別省市：