方文秀，杨晓茹

（安徽省城建设计研究总院有限公司，安徽　合肥　230011）

浅谈蓝藻治理技术及应用

方文秀，杨晓茹

（安徽省城建设计研究总院有限公司，安徽合肥230011）

文章对当前国内外各类蓝藻治理技术作出一定地分析和比较，着重介绍了絮凝沉淀+气浮藻水分离技术的工艺流程及特点。

蓝藻治理法；絮凝沉淀+气浮藻水分离法

0　前言

蓝藻是目前对我国水体造成严重污染的一种水生生物，其本身呈绿色，大量浮藻覆盖在水面上像一层粘糊糊的“绿油漆”，专家们为它取了个靓丽的名称——蓝藻水华。在湖水遭到严重有机污染，氮、磷含量超标呈重富营养化状态下，再遇上适宜的温度（气温在18℃左右）等条件，蓝藻就可能爆发疯长。呈聚集状态的蓝藻极易死亡，夏季高温时甚至几十分钟就发生大量死亡。腐败死亡的蓝藻一方面产生由多种致臭物质组成的臭味，影响周边环境；另一方面腐败分解的蓝藻大量消耗水中溶解氧，使水体极度缺氧，造成水生生物大量死亡，同时缺氧水体的底质发生厌氧反应，使水体变黑变臭，形成“湖泛”，污染水环境，威胁饮用水安全。

为了减轻湖泊的污染，改善环境质量，有必要对堆积的水华蓝藻进行清除。目前国内太湖沿岸、巢湖沿岸及滇池沿岸已经建造了多座藻水分离站。本文就蓝藻治理技术及藻水分离站中的核心技术——藻水分离法及其特点作出简单介绍。

1　蓝藻治理的方法

目前，国内外蓝藻治理的方法主要包括生物除藻法、化学除藻法及物理除藻法三大类。

1.1生物法除藻

主要包括鱼类除藻法、生物浮床法和微生物除藻法。

1.1.1鱼类除藻法

蓝藻是淡水鱼类的食物，可以通过投放此类鱼苗治理藻类，防止藻类暴发。但如果蓝藻爆发、污染严重，水体会处于缺氧状态，鱼类无法生长，更难以控制大规模爆发的蓝藻。而且要让鱼类按照人类的主观意愿在限定的时间、 限定的水域内并达到相当数量规模地去控制和防治蓝藻聚集污染是难以实现的，目前尚无实践方面的成功案例。

1.1.2生物浮床法

利用吸附藻类的植物和其他生物控制水体中营养物质，抑制藻类过量繁殖，从而建立生态平衡系统。该技术是利用生物竞争的方法抑制藻类生长，目前在小范围水域取得实验性的成功，在生态系统修复工程中也有一定的应用，是一种有良好发展前景的生物抑制技术。其发展瓶颈在于水生植物的收割和后续处理。若不能及时妥善处理，水生植物到了秋季会衰亡继而在水体中腐烂，体内吸收的营养物质重新回到湖体。因此，对于大面积水域如巢湖等大型淡水湖，该技术尚无法大面积推广。

1.1.3微生物除藻法

将活性污泥中的有益菌种进行菌群筛选、分离出来，喷雾干燥后获得高密度菌粉，再通过工厂化大规模生产，附着到专业填料上，并填置于水体中，形成高效除藻系统。微生物除藻法存在较大的风险和隐患，外加微生物在开放性水域内的生长繁殖难以控制，可能对饮用水源地造成生物污染等。

1.2化学法除藻

用化学药物杀灭方法，一般用硫酸铜、高锰酸钾等。早期海洋赤潮治理也常用硫酸铜，效果较好，目前景观循环水除藻也大量使用硫酸铜。但二价铜离子对生物幼体具有致畸性，并引起饵料藻类的严重脱落；同时，化学物质由于具有一定的毒性，能破坏水体正常的生态系统，因此在开放水体中化学法除藻鲜有应用。

1.3物理法除藻

主要包括超声波技术、磁选分离技术、絮凝沉淀法、溶气气浮法及絮凝沉淀+气浮藻水分离技术。

1.3.1超声波技术

通过超声波对蓝藻细胞的破坏使蓝藻下沉，对于低浓度含藻水有显著效果。超声波技术主要用于杀灭藻类，尤其是抑制微囊藻毒素的释放。而对高浓度藻浆及堆场内储存的陈积蓝藻效果有限，尚未形成规模化处理的能力。

1.3.2磁选分离技术

该技术将蓝藻絮凝后加入铁粉顺磁剂，从而将蓝藻分离。有一定的效果，但处理能力相对较弱。该技术目前处于实验室研究阶段，工程上并无成熟的应用。

1.3.3絮凝沉淀法

通过比重较大的絮凝剂的作用，使蓝藻形成较大絮体后靠重力下沉。由于浮游蓝藻往往具有伪空胞，为两端呈锥形的微型空筒所组成，有遮光和漂浮的功能。伪空胞充气后蓝藻的密度小于水而漂浮于水面之上，单靠絮凝沉淀难以去除。另外在温度、风力和水动力扰动等条件下，絮凝沉淀形成的絮体并不稳定，容易再次上浮。

1.3.4溶气气浮技术

利用水在不同压力下溶解度不同的特性，在加压或者负压条件下使水中产生微气泡，代替传统的引气设备向水中引气的气浮工艺，溶气气浮主要用于污水处理系统，对除藻有奇效，是污水处理系统中一个新的突破。溶气气浮技术由空气压缩机送到空气罐中的空气通过射流装置被带入溶气罐，在0.35MPa压力下被强制溶解在水中，形成溶气水，送到气浮槽中。在突然释放的情况下，溶解在水中的空气析出，形成大量的微气泡群，同泵送过来的并经加药后正在絮凝的污水中的悬浮物充分接触，并在缓慢上升过程中吸附在絮集好的悬浮物中，使其密度下降而浮至水面，达到去除SS和CODCr的目的。溶气气浮技术在含藻水水源水预处理中得到广泛的应用，技术成熟可靠。对新鲜蓝藻具有良好的去除作用，但是对于失活的陈藻，溶气气浮技术处理效果欠佳。

1.3.5絮凝沉淀+气浮藻水分离技术

该技术是絮凝沉淀技术与溶气气浮技术的组合技术。铜绿微囊藻的结构特点之一是藻细胞聚集成群，外面由胶被囊膜包裹，其中有气囊，使得它们能够悬浮在水中，同时可以通过调节浮力来控制它们在水体中的垂直分布、昼夜迁移及形成水华的能力。蓝藻这种生物特性影响了沉降分离工艺的实现，因此在设计中增加了脱气环节。脱气是利用机械的转子和定子相对运动产生的剪切力，使蓝藻囊团破碎，蓝藻细胞分散的同时释放其中气体，气体释放后比重大于水，通过加入絮凝剂，使藻细胞絮凝后得以迅速下沉，实现第一级藻水分离。藻囊未被破坏的沉降不彻底的蓝藻则通过第二级气浮工艺进行藻水分离，从而提高除藻率，并保证出水水质。

该集成技术在类似富营养化水域蓝藻治理中已经得到大规模的应用，有大量的工程实践，技术成熟可靠，能够大规模应用且不会引起二次污染，对环境无损害，是当前国内外的主流藻水分离方法，在滇池、太湖及巢湖蓝藻防治中有着最广泛的应用。

2　絮凝沉淀+气浮藻水分离技术的工艺流程

絮凝沉淀+气浮藻水分离技术主要分为絮凝沉降、气浮藻水分离和藻渣脱水3个工艺流程（图1）。调峰池内的富藻水或藻浆经脱气设备脱气处理后，投加絮凝剂聚合氯化铝，藻细胞经絮凝反应形成絮粒，囊团被破碎的藻细胞在藻水分离池内进行絮凝沉降，实现第一级藻水分离；第一级分离后的上覆水中含有藻囊未被破坏的沉降不彻底的蓝藻藻浆，自流进入气浮池，与溶气设备释放出来的微气泡相遇，絮粒与微气泡粘附后，水中的蓝藻等以浮渣的形式被定时从气浮池刮入渣槽，并通过重力自流至藻渣池，即在气浮分离池内进行第二级藻水分离。经过二级分离处理过后的去藻水以尾水的形式外排并部分回用为溶气用水；与此同时，溶气设备间的空气压缩机将压缩空气压入溶气罐，在溶气罐中完成高压溶气过程，用于藻水气浮分离；藻水分离池沉积至一定浓度的藻渣和上部浮渣送入脱水设备脱水，得到藻泥，藻泥用车辆外运无害化处理后资源化利用。

图1　絮凝沉淀+气浮藻水分离技术工艺流程图

3　絮凝沉淀+气浮藻水分离技术的特点

絮凝沉淀+气浮藻水分离技术在无锡黄泥田港藻水分离站、合肥塘西河藻水分离站、合肥派河藻水分离站中均有实际应用，通过实际的运行、维护和管理，总结得出以下技术特点。

3.1有效性

藻水分离集成技术的除藻率大于95%，对于高浓度藻浆，去藻率可高达99.99%，在清除大量蓝藻的同时还可携带出大量的氮磷，成为内源治理的重要措施，也为生态修复创造条件。

①处理蓝藻密度为106～108个/L，悬浮物为20～200mg/L的劣五类水体时，处理后的排水水质可达到三类水质，透明度大于3.3m，悬浮物低于5mg/L，浊度低于5NTU，藻含量104～105个/L，CODmn清除率大于50%，总氮去除率大于50%，总磷去除率大于80%，叶绿素A清除率大于90%，蓝藻去除率大于98%。

某藻水分离站低蓝藻密度藻浆的藻水分离结果　表1

②处理蓝藻密度108～1010个/L，含固率为1%～3%的高浓度藻浆时，排水中的藻类数量可控制在106个/L以下，悬浮物低于10mg/L，CODmn去除率大于80%，化学需氧量去除率大于80%，总氮去除率大于70%，总磷去除率大于95%，叶绿素A清除率大于80%，蓝藻去除率大于99%。

某藻水分离站高蓝藻密度藻浆的藻水分离结果　表2

3.2规模性

藻水分离集成技术具备良好的系统适应性，可根据实际需要进行工程化和规模化建设，以下为目前常用规模的基本设计数据。

①较大规模——日处理藻水5000m3（适用于藻水含藻率＜0.2%），或日处理藻浆750～2500m3（含藻率0.5%～1%），藻泥设计正常生产量为50t/d，或设计最大生产量75t/d。

②大规模——为日处理藻水10000m3（适用于藻水含藻率＜0.2%），或日处理藻浆1500～5000m3（含藻率为0.3%～1%），藻泥设计正常生产量为100t/d，或设计最大生产量150t/d。

3.3安全性

藻水分离集成技术具备环境安全性。在运行过程中不仅不会对水体产生污染，也不会对其它水生生物和生态平衡造成任何不良影响，而且还会为恢复和营造水体中生物多样性创造条件，这是其它的化学与生物灭藻方法所无法具备的优势，具体体现在去藻水可完全达标排放。

藻水分离站排放的出水（去藻水）水质好于城镇污水处理厂排放水一级A标，且根据江南大学检测中心检测结果显示出水中氯离子含量小于进水（原水），说明了藻水分离技术中使用絮凝剂是安全的。

去藻水达标排放示意表　表3

絮凝剂残留AL含量检测结果　表4

4　结　语

随着水体水富营养化的加剧，蓝藻治理将会变得更加迫切。然而无论治理技术如何发展，都是一种“头痛医头、脚痛医脚”的末端治理，如何改变人们的生活习惯，从源头降低水体的富营养化更值得我们深思！我们创建了数量众多、技术先进的各类污染治理系统，但我们更希望，有一天这些系统全部停止运转，人们都生活在一个绿色、健康的地球上！

［1］刘映.湖泊富营养化及蓝藻水华治理方法述评［J］.黑龙江科技信息，2009，（19）：185.

［2］高政权，孟春晓.淡水水体中蓝藻水华研究进展［J］.安徽农业科学，2009，37（16）：7597-7598.

［3］张伟勤.水中藻类污染物去除方法研究进展［J］.工程建设与设计，2008（9）：54-57.

［4］唐宝莲，蒋岚，宋海燕.蓝藻治理对策建议［J］.江苏科技信息，2008（1）：27-29.

［5］朱明，等.蓝藻水华防治的方法论与瓶颈［A］.全国水体污染控制、生态修复技术与水环境保护的生态补偿建设交流研讨会［C］.

［6］邓建明，等.水华蓝藻暴发的预防与控制技术研究进展［J］.水处理技术，2009，35（8）：47-49.

［7］李波，等.湖泊蓝藻暴发的机制与防治［J］.江苏科技信息，2007（7）：18-20.

［8］赵章元，王静.用综合除藻法治理滇池蓝藻污染［J］.环境保护，2000（5）：12-14.

TE991.2

B

1007-7359（2016）04-0252-03

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.04.099

方文秀（1980-），男，安徽枞阳人，毕业于重庆大学，学士，高级工程师。