蓝藻藻华规模化清除技术应用研究

胡明明，孙阳，匡民，孙晓鹏，李新，张小龙

(1.无锡德林海藻水分离技术发展有限公司，江苏无锡214000;2.无锡蓝藻治理办公室，江苏无锡214000)

蓝藻藻华规模化清除技术应用研究

胡明明1，孙阳1，匡民2，孙晓鹏1，李新1，张小龙1

(1.无锡德林海藻水分离技术发展有限公司，江苏无锡214000;2.无锡蓝藻治理办公室，江苏无锡214000)

在实验室试验的基础上，基于气浮原理开发了规模化清除蓝藻藻华方法(专利号:200810058076.4)和藻水分离技术(专利号:200710065795.4、200710066435.6、200710066251.X)，使蓝藻藻华清除率＞95%，实际应用于滇池和太湖大规模清除蓝藻藻华，为蓝藻藻华的治理提供了一种有效的技术方法。

蓝藻藻华;藻水分离技术;规模化;清除

近年来，我国部分湖泊、河流水源地蓝藻藻华频发，不但直接损害湖泊生态系统的健康，而且还威胁到了周边城市的饮用水源，甚至引发了城市供水危机，形势颇为严峻。有效的蓝藻治理技术仍是世界性的难题，抑制蓝藻暴发和根治富营养化的可用技术缺乏。蓝藻大量暴发迫切需要寻求新的技术手段，能够有效、规模化、无害化清除蓝藻藻华，以保护水源地，改善局部水体景观，为蓝藻暴发应急提供新的手段。气浮法是一种广泛应用于自来水给水工程中的除藻技术，普通气浮除藻效率很难达到90%以上，且藻渣较难处理。本文以滇池富藻水在实验室试验取得成功的基础上，采用基于气浮原理的藻水分离技术示范并应用于滇池和太湖。

1 试验方法与装置

1.1 静态实验室小试试验

实验室试验装置为研发的强化溶气气浮装置如图1、2所示，取自湖泊富藻水，经过反复试验，针对水体及蓝藻特点，对絮凝剂、溶气工艺、溶气罐及填料结构进行了强化改进，试验规模为14m3/d富藻水。

1.2 实际示范与应用清除蓝藻藻华

在实验室验证了用强化溶气气浮以及藻浆脱水集成技术相关技术参数及清除蓝藻的试验效果后，采用藻水分离技术在滇池北岸高密度藻水区建设了示范工程，处理规模为10000m3/d。藻水分离技术由移动式蓝藻收集输送、混凝、气浮、分离、自控、藻渣脱水等组成，通过示范后在滇池、太湖建成8座规模为5000m3/d、10000m3/d藻水分离站，建成了2个蓝藻沼气发电基地与1个蓝藻有机肥厂，进行了实际应用。

1.3 分析项目和分析方法

数据采集自现已运行的藻水分离站，分别采集进水、出水水样进行理化分析，测试项目:pH值、蓝藻数量、叶绿素A、总氮、总磷、化学需氧量等。

各项水质指标的测定参照国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》及《湖泊富营养化调查规范》进行，分析测试由当地具有分析测试资质的部门负责。

2 结果与讨论

(1)对蓝藻藻华、叶绿素A清除效果

从图3、图4分析测试结果来看，藻水分离技术对蓝藻藻华有很好的清除效果，去除率平均为99.79%。对叶绿素A也有良好的去除效果，平均为95.19%，小于蓝藻的去除率，这可能是叶绿素A主要反映的是水体中活藻生物。

蓝藻以单细胞或细胞群囊团的形式悬浮于水中，是絮凝与气泡附着最理想的靶标。普通气浮技术处理一般密度含藻水(藻类计数107cell/L以下)的效果较好，但处理高密度(藻类计数108cell/L)、极高密度(藻类计数109cell/L数量极)含藻水的效果较差，去除率低于85%。从分析测试数据可以看到，该装置清除效果较稳定，适应范围较广。

(2)对总氮、总磷、化学需氧量清除效果

从图5、图6、图7分析测试结果来看，总氮平均去除率为96.36%，总磷平均去除率为99.73%，化学需氧量平均为98.35%。藻水分离技术不但对蓝藻藻华有很好的去除率，同时对氮、磷等营养元素及有机物的去除也有较好的效果。对水中颗粒物、悬浮有机物、胶状有机物去除效果良好。说明改良强化后的溶气气浮装置除藻率高，上浮速度快，气泡粒径更小，气泡数量更大，气泡和颗粒相互碰撞粘附概率增大，处理速率可调控，从而极大地提高了气浮能力。

(3)本研究采用了新型溶气气浮强化工艺，连续稳定地产生粒径10～30μm微气泡，产生的气泡不仅细微，而且粒度均匀、密度大、上浮稳定，对液体扰动小，因此特别适合于对疏松絮凝体、细小颗粒的固液分离。工艺过程及设备比较简单，便于维护管理，可控制气泡与富藻水的接触时间。正因为除藻率高、速度快，所以该装置靠流量而不是靠容量达到处理规模，为规模化应用提供了保证。

(4)藻水分离工艺过程中，产生一定量的藻渣，藻渣中含有氮磷等物质，鲜藻渣含水量达97%～99%，必须脱水后才可能进一步处置，如不妥善处理藻渣，可造成二次污染，因此，藻渣的处理是至关重要的一个环节。藻浆脱水的难度，在于蓝藻中占优势种群的微囊藻的特殊结构。微囊藻通常以囊团的形式存在，一个囊团中可含有数十或数百个细胞，囊团的外膜是一层胶被。囊团内含有大量的水分，而囊团内的水分是难以用普通机械方式脱去。

本项目对于藻渣的处理，采用改进的离心脱水工艺进行脱水，经脱水后的藻渣含水率可以降至80%～90%，可以制肥料，或者作为当地生物质能发电的原料。

3 结论

(1)基于气浮原理的藻水分离技术对高浓度富藻水有极高的清除率，能够高效、快速、安全地清除蓝藻，带走氮、磷等营养元素，降低水体的富营养化程度。

(2)规模化清除蓝藻藻华具有很好的效果，蓝藻去除率达到99.79%，叶绿素A去除率为95.19%。

(3)对有机物具有很好的去除效果，化学需氧量平均为98.35%。总氮去除率为96.36%，总磷去除率为99.73%。

(4)采用改进的离心脱水工艺进行脱水，经脱水后的藻渣含水率可以降至80%～90%。

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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