用硫酸铜及改变水的pH值去除水中藻类

吕启忠　张可欣　牛玉香
（郑州市自来水总公司，河南　郑州　450007）

　　摘　要：通过用硫酸铜及改变水的pH值，对污染的黄河地面原水进行了除藻试验研究，找出了抑制藻类生长的硫酸铜有效剂量和最佳pH值，为生产实际中去除水中藻类和消除水腥味提供了科学依据。
　　关键词：硫酸铜；　pH值；　藻类
　　中图分类号：TU991.25
　　文献标识码：　C
　　文章编号：1000-4602(2000)05-0049-02

　　郑州市自来水总公司白庙水厂以黄河水为水源，供水规模为36×10⁴ m³/d。黄河水经沉砂池、调蓄池两次自然沉淀后，正常情况下出水浊度降至20～60 NTU，再经过混合、反应、沉淀、过滤等工序，最后将净化水送至城市管网。
　　但自1993年入冬以来，由于黄河水流量减少，其稀释自净能力减弱，水质污染加重，水中富营养化趋势增大，造成大量藻类繁殖，再加上源水在调蓄池(容积为370×10⁴ m³/d)内停留7～10 d左右，又为藻类的繁殖提供了时间。经检测，水中藻类含量最高达46×10⁶个/L，其中绝大多数为硅藻，也有少量的蓝藻、绿藻等。在沉淀池上面漂浮大量浮渣，清水池上面也出现少量的泡沫，造成出厂水有明显的鱼腥味。虽然采取了沉淀前加氯、增大混凝剂用量、缩短滤池过滤周期等措施，使出厂水腥味有所降低，但难以从根本上消除，影响供水水质。
　　结合我公司制水工艺特点，为冬季出现高藻水的处理寻找一种有效的办法，于1998年9月—11月，进行了用硫酸铜及改变原水的pH值去除水中藻类的试验研究工作。

1　试验内容

　　①　观察硫酸铜去除水中藻类的效果及对水中生物的影响，找出抑制藻类生长的有效剂量。
　　②　调整原水的pH值至6.5～7.5(未调整前原水的pH值平均为8.1)，通过改变藻类的生存环境观察抑制藻类繁殖的情况。
　　③　观察去除藻类的硫酸铜有效剂量对水中生物的影响。

2　试验条件

　　①　试验用水取自同一时间的黄河原水。
　　②　试验用盛水器皿为四个约0.3 m³的水缸，每个缸内都有充氧器。
　　③　试验用试剂：硫酸铜为分析纯，浓硫酸为工业硫酸。
　　④　试验用鱼为鱼塘捞出的新鲜活鱼。
　　⑤　试验在室外阳光照射下进行。

3　试验方法

　　①　在四个缸内放入相同水质的原水，测定水温、pH值、藻类、NH₃-N，探索藻类生长繁殖的条件。
　　②　其中一池不加硫酸铜，另三池加入不同剂量的硫酸铜，放置1～3 d，测定藻类含量，观察去除情况，并测定铜离子残留量。
　　③　其中一池不调pH值，另三池加酸调整pH值，放置1～3 d，测定藻类含量和pH值变化情况，观察抑藻情况。
　　④　每个缸中加入硫酸铜后再加入活鱼数条，观察鱼类活动情况。
　　每个缸内都用加氧机充氧，并用同样的原水数份，加入不同剂量的硫酸铜或调整不同的pH值(6.5～7.5)放置一段时间后测定藻类含量，观察二者对抑制水中藻类繁殖的结果，从而找出硫酸铜抑制藻类繁殖的有效剂量和抑制藻类繁殖的适宜pH值，同时观察有效剂量对水中生物(鱼类)的影响。

4　试验结果

　　试验结果见表1和表2。

表1　硫酸铜去除水中藻类的试验结果 缸号 1^＃ 2^＃ 3^＃ 4^＃ 试验
条件 硫酸铜投加量
(mg/L) 0 0.5 1.0 1.5 充氧 投加硫酸铜前
藻类总数(个/L) 1 421 010 投加硫酸铜后
藻类总数
(个/L) 4 641 966
+94 374
群　　　 299 991 142 101 142 101 藻类去除率(%) 　 79 90 90 硫酸铜投加量
(mg/L) 0 0.5 1.0 1.5 充氧
放入
鱼类 投加硫酸铜前
藻类总数(个/L) 1 105 230 投加硫酸铜后
藻类总数(个/L) 3 094 644 252 624 284 202 299 991 藻类去除率(%) 　 77 74 73 铜离子残留量
(mg/L) ＜0.05 ＜0.05 0.07 0.12 鱼类活动情况 良好 良好 良好 良好

表2　调整pH值抑制藻类的试验结果 缸号 1^＃ 2^＃ 3^＃ 4^＃ 试验
条件 调整前pH值 8.10 8.10 8.10 8.10 充氧 调整后pH值 未调pH 7.30 7.56 7.50 调整pH值前
藻类总数(个/L) 1 657 845 调整pH值后
藻类总数(个/L) 1 757 872 710 505 931 551 805 239 藻类去除率(%) 　 57 44 51 调整前pH值 8.15 8.15 8.15 8.15 充氧
放入
鱼类 调整后pH值 未调pH 6.78 6.92 7.09 调整pH值前
藻类总数(个/L) 1 563 111 调整pH值后
藻类总数
(个/L) 1 894 680
+15 789
群 1 199 964
+15 789
群 1 278 909 1 231 542 藻类去除率(%) 　 23 18 21 鱼类活动情况 良好 良好 良好 良好

5　结论

　　在两个月的时间中经多次反复试验，得出以下结论：
　　①　在水体中投加硫酸铜抑藻的有效剂量为0.5～1.0 mg/L，其对水中藻类去除率可达70%～90%。
　　②　当水体中硫酸铜的投加量为0.5～1.5 mg/L时，其铜离子残留量最大为0.16 mg/L，该值远远低于国家饮用水卫生标准中铜离子的允许值1.0 mg/L。
　　③　调整原水的pH值至7.0左右，改变藻类的生存环境，也可以抑制藻类的繁殖，其对藻类的去除率可达18%～57%。
　　④　当硫酸铜的投加量为0.5～1.5 mg/L时，鱼类活动情况良好。
　　试验结果于1999年1月用于白庙水厂的生产实际，其效果与试验结论完全一致。该试验为高藻水的处理找到了一种有效途径。

6　建议

　　藻类问题是困扰供水水质的一大难题，通过试验和生产实际应用，采用硫酸铜及改变水的pH值可以达到去除水中藻类，降低甚至消除水腥味的效果。在今后的生产应用中应着手以下工作：
　　①　投加硫酸铜和调节pH值同步进行。藻类的生活环境和水中的pH值有密切的关系，pH值越低，藻类的繁殖越慢。虽然在试验中调节pH值的效果并不明显，但和硫酸铜同步使用，估计其效果比单独投加硫酸铜要好。
　　②　严格控制残余铜对水质的影响，在试验中测定水中铜离子的含量并不高，但随着长期的蓄集，就有可能形成铜污染。因此，要通过及时清理淤泥、定时监测等来控制铜污染的产生。
　　③　掌握好硫酸铜的投加时机和投加量。应作好水质的监测，控制投加的时间和投加量，做到适时和适量地投加，保证去除效果。
　　④　硫酸铜并不是对所有的藻类都有显著的抑制效果，需要进一步研究硫酸铜对不同藻类的抑制作用。

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收稿日期：1999-12-21