氯-氨法去除水中剑水蚤类浮游动物的研究.docVIP

氯-氨法去除水中剑水蚤类浮游动物的研究 哈尔滨工业大学2004年本科生科技创新活动获奖作品集 PAGE 522 PAGE 521 氯-氨法去除水中剑水蚤类浮游动物的研究 王晓康1、刘 波1、程浩毅1、司传海2、李春雨2 （1．市政环境工程学院 环境工程2003-1班 班号：0327101； 2．市政环境工程学院 给水排水工程2000-6班 班号：0025106 ） 指导教师：刘冬梅 摘 要：水体污染导致富营养化使得剑水蚤类浮游动物在一些水源水中大量孳生，而常规的水处理工艺并不能有效地去除，这给用户的饮用水水质安全保障带来威胁，也为城市水处理工艺提出了新的问题。本文先通过正交试验法探讨各种外界环境因素对氯-氨灭活剑水蚤类浮游动物效果的影响程度，并对其进行分析，再进一步寻找灭活剑水蚤类浮游动物的最佳投药方式与投加量以及投药比例的最佳组合，以期达到安全有效的灭活效果，从而保障用户的饮用水安全性。结果表明，当投加有效氯为3.0mg/L、氯氨比例为3：1时，灭活效果最佳。 关键词： 浮游动物 剑水蚤 氯胺 正交试验法 概述 1.1 研究现状 生态恶化所带来的负面效应已波及到人们生活的各个方面，地表淡水资源的污染问题尤为严重。在我国，自二十世纪八十年代以来地表水体富营养化使水中藻类大量繁殖，正当人们不断寻找有效的除藻工艺时，又一新的问题在我国许多城市的水处理过程中悄然发现，这就是以剑水蚤为代表的蚤类浮游动物的大量繁殖。 剑水蚤类浮游动物在入户水中出现，不仅违反了生活饮用水卫生标准对感官性状指标的规定，给用户带来了不良的感官影响（肉眼可见），容易引起用户对水质的信心下降与恐慌，更重要的是大多数剑水蚤类是诸如血吸虫、线虫等水中致病生物的中间宿主，从而成为传播疾病的一个重要媒介，给人们的用水安全带来了很大的威胁[1-8]。 剑水蚤类浮游动物在数量上的增加也给水处理工艺带来了新的问题。剑水蚤在水厂清水池乃至管网水中出现，说明常规的水处理工艺对其难以安全有效的去除。从工艺上看存在两个问题：（1）剑水蚤有穿透滤料的可能性，即使在采取预氯化的工艺中也难以降低其活性，使之在混???、沉淀、过滤一系列后续工艺中得以去除。（2）常规的投药量、接触时间难以杀死进入清水池中的剑水蚤，使之最终通过输水管网进入用户水中。这一现象表明寻求一种有效的除蚤工艺势在必行。 1.2 剑水蚤生活习性 1.2.1 剑水蚤的生物学特性 剑水蚤是一类分布地域极为广泛、食性复杂、能适应多种生存环境的甲壳型桡足类浮游动物，正因为其分布的广谱性使之成为水源水中浮游动物的代表。 剑水蚤是小型桡足类浮游动物，体长0.3～2mm，身体窄长，体节透明，实际体节数不超过11个。躯体可分为较宽的头部和较窄的腹部，头部有一个眼点和两个触角；胸部无附肢；身体末端有一对尾叉，雌体腹部两侧常带有一个或一对卵囊。 剑水蚤类浮游动物具有很强的抗氧化性，一方面，甲壳类动物的体壁坚硬，这种硬化的体壁称为甲壳。甲壳动物体表有一层角质膜，是一种外骨骼。一般分三层：上角膜（上表皮）、外角膜（外表皮）与内角膜（内表皮）。而内表皮又分为两层：钙化层和非钙化层。正因为它们具有如此坚硬而且较厚的外表面，可以使他们抵抗水体中的压力，同时对无机酸有较强的抵抗力，溶解于水体中的氧化剂不易穿透它们的外表面，很难发挥药剂的氧化作用；另一方面剑水蚤坚硬的外壳使它有穿透滤料的可能性，即使在采取预氯化的工艺中也难以降低其活性，使之在混凝、沉淀、过滤一系列后续工艺中得以去。因此本课题考虑用氧化性极强的臭氧作为杀蚤剂。 1.2.2 环境因子对剑水蚤得影响 一、温度 剑水蚤的发育一般要经过卵、无节幼体、桡足幼体、成长几个阶段，剑水蚤生长发育的适宜温度为20～30℃，水温越高发育时间越短，因而剑水蚤的数量随季节的变化而出现明显的差异。温度对剑水蚤的体长有一定的影响，一般低温时体形略长。 另外，温度对剑水蚤的地理分布有一定的影响。按照他们对温度的适应范围，通常把剑水蚤分为光温性和狭温性两大类。 二、光线 剑水蚤的趋光性随种类而异，一般生活在有光线的场所，光线的刺激，可以引起剑水蚤的昼夜间垂直移动。如剑水蚤夜间在最表层，而白天的分布主要取决于水的透明度[8]。所以这些种类在非常透明贫营养湖的垂直移动幅度较大，而在透明度小的富营养湖移动幅度较小（在贫营养湖中昼间可降至30～40m水深处，而在水色很深的富营养湖中仅在2～4m水深处）。另据研究表明，剑水蚤的桡足幼体垂直迁移能力较成体弱，至于无节幼体几乎无垂直迁移的能力。 三、水体pH值 水体pH值对剑水蚤的影响可以是直接的，也可以是间接的，如由于游 离二氧化碳的作用。按对pH值的适应范围，可分为三类：广化类、酸性水类和中性—碱性水类[9]。不