[發明專利]一種高藻水源水中藻毒素及嗅味物質的去除方法

無效

• 申請號: 201110418375.6
• 申請日: 2011-12-14
• 公開（公告）號: CN102515432A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 李星;梁爽;楊艷玲;劉玲;李波;程振杰
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術領域

本發明屬水處理領域，特別涉及一種高藻水源水中藻毒素及嗅味物質的去除方法。

背景技術

我國大部分地區采用湖泊、水庫等地表水源作為飲用水源，長期以來由于工業廢水和生活污水的無節制排放，湖泊、水庫和河流中接納過多的氮和磷等營養物質，使這些水源不同程度地存在著富營養化問題。富營養化水體中，藻類、菌類過盛生長分泌產生大量次生代謝產物，使水體嗅味問題日益突出，水體中嗅味物質以引起土霉味的土臭素和2-甲基異莰醇最為常見，土臭素和2-甲基異莰醇主要是放線菌和藍藻的代謝產物，雖然其對人體健康的影響尚不明確，但它降低了飲用水的質量，引起了用戶的抱怨及對水質的懷疑。此外，富營養化水體中藻細胞破裂后釋放出多種藻毒素對人和動物的飲用水安全構成了嚴重威脅，據統計，世界上25％～70％的藍藻水華污染可產生藻毒素，在已發現的各種不同藻毒素中，微囊藻毒素(MC)是目前藍藻水華污染中出現頻率最高、產生量最大和造成危害最嚴重的藻毒素種類，低劑量就可導致肝臟損傷，使癌癥發生的可能性提高近10倍，另外微囊藻毒素結構穩定，使之容易通過生態系統食物鏈富集而對人類造成更大的潛在威脅。在我國新施行的《生活飲用水衛生標準》(GB5749-2006)中規定了土臭素(GSM)和2-甲基異莰醇(2-MIB)的限定值均為10ng/L，微囊藻毒素MC-LR含量不得超過1μg/L。

混凝-沉淀-過濾-消毒是目前水廠普遍采用的常規處理工藝，該工藝雖然能夠通過混凝、沉淀作用去除藻類及胞內藻毒素，但對溶解性胞外毒素及嗅味污染物效果甚微。

化學氧化法是目前應用最廣泛除藻方法之一，它常用于水源水的預處理工藝中以殺死藻類，但氧化法在使用中存在諸多問題，如氧化法可導致藻體內物質外滲，釋放藻毒素、嗅味物質和THMs前致物，與水中有機物作用會生成多種有害副產物，使大分子有機物降解為小分子有機物，使出水的AOC含量增加，水質生物穩定性下降等。

粉末活性炭吸附是使用比較廣泛和有效的飲用水深度處理方法，對藻毒素和嗅味物質都有很好的去除作用。粉末活性炭吸附藻毒素不破壞其結構，因此，不會導致藻體內物質外滲，不會釋放藻毒素、嗅味物質，但現行的粉末活性炭工藝都是采用一次性投加到處理系統中，之后經過沉淀和過濾過程就排放掉了，活性炭與原水的接觸時間很短，存在著吸附容量得不到充分發揮以及投量較難控制的問題，影響出水水質及運行的經濟性。

臭氧氧化-活性炭工藝能夠有效去除水中微囊藻毒素及嗅味物質，但這種方法不能對“兩蟲”、水蚤、藻類100％去除，臭氧氧化生成的溴酸鹽、甲醛等對人體有嚴重的毒害作用，此外，活性炭出水中細菌含量顯著增多、細菌抗氯性增強，還會隨水流出細微炭粒等。

目前超濾技術在飲用水處理領域受到廣泛關注，超濾膜可以完全截留水中的膠體和懸浮顆粒物，幾乎將細菌、病毒、兩蟲、藻類及水生生物全部除去，是目前提高現有水廠出水水質和微生物安全性的最有效的技術。但單獨超濾處理高藻水，受到膜孔徑的制約，對溶解性的胞外藻毒素以及嗅味物質難于去除，藻細胞及其代謝物等會造成膜污染，并由此導致頻繁的維護性和周期性的化學清洗，影響了水廠的正常運行，提高了水廠的運行費用，制約了超濾技術在大型城市水廠推廣應用。因此研發更為安全高效的針對高藻水源水中藻毒素及嗅味物質的去除和控制技術對提高飲用水水質具有重要意義。

發明內容：

本發明目的在于提供一種便于工程應用、經濟有效的高藻水源水中藻毒素及嗅味物質的去除方法，能夠在去除水中顆粒物、有機污染物、氨氮、兩蟲、藻類、細菌及病毒的同時，高效去除高藻水中藻毒素及嗅味物質，使處理后出水中藻毒素及嗅味物質含量滿足《生活飲用水衛生標準》(GB5749-2006)的要求，達到保障供水安全的目的，另外，采用本方法可使超濾膜在零污染通量下工作，可以極少或基本不對膜進行化學清洗，大幅降低水廠膜的運行費用，并提高水處理過程的穩定性。

為實現上述目的本發明所采用的技術方案如下：以粉末活性炭和沸石作為吸附劑和生物載體，間斷性地投加到外壓式超濾膜池內，使膜池內同時存在著由新鮮粉末活性炭、沸石到各種齡期的生物活性炭和生物沸石構成的一個穩定體系，將粉末活性炭的物理吸附作用、沸石的吸附及離子交換作用、生物活性炭和生物沸石的生物降解作用以及超濾膜的物理截留作用有機結合，水中不同分子量的有機物、藻毒素、嗅味物質以及氨氮等污染物質在吸附、離子交換以及生物降解的共同作用下被有效去除，最后利用超濾膜將水中的顆粒物、細菌、病毒、兩蟲、藻類及水生生物高效地截留去除。