藻类及其胞外分泌物对净水工艺的影响VIP免费

第36卷第2期2010年2月水处理技术TECHNOlOGYOFWATERTREENTV01．36NO．2Feb．，201019藻类及其胞外分泌物对净水工艺的影响王娜，葛飞，吴秀珍，朱润良，朱门君(湘潭大学环境科学与工程系，湖南湘潭411105)摘要：以原水中常见蓝绿藻及其胞外分泌物的基本性质为基础，概述了目前净水工艺除藻的一般方法和原理，以及藻类及其胞外分泌物对净水工艺的影响，指出应特别关注胞外分泌物在净水处理中对消毒副产物的贡献及去除方法，采用组合工艺优化处理效果。关键词：藻；胞外分泌物；净水工艺；消毒副产物中图分类号：TU991．2文献标识码：A文章编号：1000．3770(2010)02．0019．06由富营养化引起的水华对饮用水安全构成严重危害。我国25％的饮用水源是湖泊水或水库水，1／2以上湖泊处于富营养化状态[1]。2007年5月，太湖蓝藻爆发，造成无锡当地200万人长达8d的生活饮用水无法正常饮用【矧。一方面，藻类是水中总有机碳(TOC)的重要来源[4]，饮用水中消毒副产物(Disin—fectionby-product，DBPs)的前体物[5]；另一方面，藻类电动电位电位约在．40mV左右，具有较高的稳定性，降低混凝效果，导致水中有机物浓度增加睁7】；此外，某些藻类能分泌藻毒素以及异嗅异味物质，如2．甲基异莰醇和土腥素等【8]，严重影响供水水质。藻类形态结构与组成复杂，本文以藻类及其胞外分泌物基本性质为基础，概述了不同净水工艺除藻的一般方法和原理，以及藻类及其胞外分泌物对净水工艺的影响，以期在水处理中选择合适的预氧化剂和增加深度处理，减少藻类前体物浓度，达到控制DBPs生成量和提高出水水质的目的。1藻类及其胞外分泌物的基本性质1．1藻的分类及其基本性质目前已知藻类有3万种左右，淡水优势藻种为蓝藻和绿藻，它们营浮游、固着或附生生活，少数种类为寄生或共生曰。蓝藻中单细胞的微囊藻属(Microcystis)，群体的鱼腥藻属(Anabaena)及颤藻属(Oscillatoria)与绿藻中单细胞的小球藻属(Chlorella)，群体的栅藻属(Scenedesmus)，多细胞成丝状的水绵属(spirogyra)和刚毛藻属(Cladophora)等都是淡水中常见藻类[1o-14]。藻类的生长在不同的环境因子(主要包括光照、温度以及N／P等)作用下，可分为停滞期、指数生长期、稳定期和衰亡期4个阶段，对净水工艺构成不同的影响[。1．2胞外分泌物的组成及其基本性质胞外分泌物主要指藻细胞表面分泌的胞外有机物(Extracellularorganicmatters，EOM)，是藻类的代谢产物。EOM主要由多聚糖类物质组成，碳水化合物和羰基化合物占60％~80％以上。Huang等通过大量研究发现这些复杂的胞外多糖基本上都由常见的单糖单位组成。EOM以不同形式粘附在藻细胞表面，增强藻细胞表面的电负性㈣。EOM的成分和释放浓度与藻细胞的种类、生长期有关，Hoyer等[18J实验发现集胞藻在生长期间释放出质量浓度1．8mg·L的EOM，而小球藻的释放质量浓度则达到81mg·L～。大部分藻类在指数生长期EOM的释放速率高于稳定期[19]。在生长后期，随着藻细胞的衰老，粘附于藻细胞壁上的EOM脱落，释放到水中。使用气相色谱．电子轰击离子源一质谱法(GC—E1一MS)和高效阴离子交换色谱(HPAEC)等方法从鱼腥藻、微囊藻和颤藻等蓝藻的EOM中检收稿日期：2009．05—05基金项目：湖南省教育厅优秀青年项目(07B077)；国家自然科学基金(20877065)：湘潭大学博士科研启动项目；湖南省环境友好催化与绿色化工工艺科技创新团队项目作者简介：王娜(1986～)，女，硕士研究生，主要从事饮用水技术研究；联系电话：13789303228：E—mail：wangna86225@163．com联系作者：葛飞；E—mail：gefei@xtu．edu．cn20水处理技术第36卷第2期测出20余种有机物，如．鼠李糖、半乳糖、木糖、十四酸异丙酯、n一烷烃(10—21)、烯烃、2一壬烯醛和2一甲基异莰醇等，如表l所示fl61。这些有机物大都以长链或环状不饱和烃形式存在于水中，易被消毒剂氧化生成DBPs。2净水工艺中一般除藻方法及原理净水工艺主要包括预氧化处理、常规处理(混凝、气浮与过滤)、深度处理和消毒处理4个环节。对仅含藻类的富集液进行DBPs生成潜能测试表明，藻类是重要的前体物。张晓健等[2Ol研究表明，藻细胞及其EOM贡献了约l8％的卤乙酸前体物和20％的三卤甲烷前体物。因...