关于水壳菜在微污染水源处理技术中的研究

关于水壳菜在微污染水源处理技术中的研究 关于水壳菜在微污染水源处理技术中的研究 关于水壳菜在微污染水源处理技术中的研究
摘 要:随着研究的不断开展,人们对淡水壳菜在输水管道中的影响有了一定认识。但淡水壳菜是来源于饮用水原水中,在输水管道中不能完全杀灭。当它进入到净水构筑物中,特别在水溶解氧充足、水温与pH值适宜、有一定的有机物和藻类的环境下,淡水壳菜能大量滋生。
关键词:淡水壳菜;微污染水源;处理技术
淡水壳菜是一种具有蛋白足丝的小型双壳纲动物,属双壳纲异柱目贻贝科,学名沼蛤,俗称“金贻贝”、“死不丢”。淡水壳菜生长周期可分为幼虫期、青年期和成熟期。原产于中国及东南亚国家的淡水河流和湖泊。特别在我国南方温暖潮湿的环境,繁殖速度和数量惊人。
1.淡水壳菜在微污染水体里大量生长的影响
淡水壳菜的大量生长,如滋生在水厂格栅,会减少格栅过水能力,影响水厂的制水能力;如在管道内滋生,会增大了建筑物糙率,有缩小了建筑物的输水断面,造成输水建筑物实际输水能力的降低,甚至堵塞原水输水管道。淡水壳菜的分泌物可能会对混凝土有破坏作用,对水质也有一定影响。
2.淡水壳菜滋生的影响因素
淡水壳菜特殊的生理特性决定了它在管道和净水构筑物里滋生的影响因素。根据淡水壳菜的生长分布规律、水体环境变化、水体中的藻类有机物分布等因素进行分析,对于淡水壳菜滋生的原因分析,可能包括以下几个方面:
原水水质的影响。淡水壳菜以滤食水体中的硅藻、原生动物和有机碎屑等为生。因此,当以富含藻类的水体作为饮用水源的构筑物里,较容易滋生淡水壳菜。 水体流速的影响。有研究表明,淡水壳菜的附着数量与流速存在一定关系。对于长距离输水管道,在流速小的管段,淡水壳菜附着数量较多;而流速大的管段,生长的淡水壳菜较少。当管道流速大于1.2m/s时,管壁上附着的淡水壳菜数量较少。
附着基体的影响。淡水壳菜依靠足丝的丝附着在坚硬的基体上。附着基的尺寸大小,即与基材接触的面积,随淡水壳菜的生长而增加。附着基面积受到基材表面性能的影响[8]。对比捆绑式弹性立体填料和悬浮填料的运行效果,发现微型后生动物在后者的生长数量远少于前者。
3.淡水壳菜在微污染水体中的治理方法
下面将从物理、化学、生物三大方面来阐述国内外已逐渐发展起来的一些防止方法。
(1)物理方法
物理拦截:要控制淡水壳菜在净水构筑物、管道内的滋生,最直接是利用物理拦截方式,防止它进入净水构筑物及管道内。在取水口设置一定目数的滤网,可截住大部分的成体。但由于淡水壳菜幼虫的体长较小,一般体长仅有几百μm,远小于滤网孔径,所以滤网拦截对幼虫期的淡水壳菜基本不起作用。
控制水温:虽然淡水壳菜对温度变化有较大的适应能力,但利用非常规手段调节水体温度能抑制其生命活动,如采取高温热水浸泡或水蒸气熏蒸等方式。但这种方式仅局限于热水供应方便且经济的系统中应用,并不适用于自然水体。
控制光线:淡水壳菜幼体时期对光度反应比较明显,一般在弱光下分布均匀,强光照射下可引起幼虫的移动和分布,甚至造成幼虫的堆积和死亡。但一般成体对光线强弱没有明显的反应。所以这种方式仅针对淡水壳菜幼虫时期、且所影响的构筑物是开放性的。
控制水流流速的方式:淡水壳菜的运行能力较差,一旦依附在附着基体上便基本不移动。当水流流速大于2m/s时,淡水壳菜一般不能生存。所以可以利用控制构筑物的水流流速的方法来防止淡水壳菜的附着,并破坏其正常生活的水流条件抑制淡水壳菜的生长。
断绝营养物质和溶解氧:通过封闭的方法,使淡水壳菜生存所需的溶解氧和食物不断减少,最终致死。但对于一般的净水构筑物而言,要采取完全封闭基本不可能,而且会影响到净水构筑物的正常运行。所以这种方法在输水管道的应用上较为普遍,但不适用于解决净水构筑物的淡水壳菜生长的问题。
优化工程运行方式。在生物预处理工程运行中如微型后生生物暴发性生长影响到去除污染物效率时,可停止进水和曝气数小时,待其浮出水面后捞出或随水流排出。或者缩短滤池的反冲洗周期、调整反冲洗时间,使滤池冲洗效果得到改善,在浮游生物生长高峰期时,亦不影响处理效果。减少其附着能力:可以通过刷涂料、贴光滑瓷片等方式提高淡水壳菜附着基体的表面光滑度,减少淡水壳菜的附着,起到较好的预防作用。目前表面涂料更多地应用于市政管网里,涂料主要选用聚乙烯类及环氧类。
机械人工清理方式:先将构筑物或管道内的积水放空,使淡水壳菜自然脱水死亡,再利用人工或辅助机械将其清理刮除。例如可以尝试使用加压水枪等强制水力冲洗的方式将构筑物上的微型动物的残骸清除。但该方式的处理成本高、耗时长,不适用于不可长时间停水的净水构筑物和管道。
脱水干燥方式:利用脱水干燥的方法灭杀淡水壳菜,对脱落部分要集中进行清理清楚,对未脱落部分能采用人工机械方式刮除。但该方式受淡水壳菜影响的区域的环境条件(如气温、相对适度)和淡水壳菜的生长特性(如繁殖期的判断)等因素的限制。
除了上述淡水壳菜的控制措施外,研究学者们还提出了一些其他设想,如利用在线检测系统,对地表水的水质、水生生物及颗粒物等因素与淡水壳菜生长的对应关系,起到预警效用的同时有利于确定控制措施实施的时间。又或者是采用紫外线照射、施加电流或电压、利用电磁、超声波处理等方式杀灭淡水壳菜或破坏其生存环境,抑制其附着繁殖。但这些方法因为大多数不便实施且实施费用高,所以难以大面积推广。
综上所述,大部分物理方法操作复杂,因素限制较多,可控性、可行性较差。
(2)化学方法
足丝溶解法:由于淡水壳菜依靠分泌的足丝附着在基体上,其死亡后仍能附着不脱落,可以采取一定的措施溶解其足丝,使其脱落。淡水壳菜的足丝是由蛋白质、氨基复合物等组成,不易溶解,可利用某些化学抑制剂阻碍酶的活性,让足丝溶解,再利用水力冲刷使其冲出来。
化学药剂灭杀:由于是用于给水管道和净水构筑物,虽然有较多的药剂能用于灭杀淡水壳菜,如五氯氛钠或氯气、臭氧、硫酸铜、氧化铜、钾盐、石灰等,但考虑到供水安全性及灭杀效果,用得较多的是氯消毒剂。液氯和次氯酸钠对淡水壳菜的灭杀效果一致时,液氯所需的灭杀时间比次氯酸钠短。
与物理方法相比,化学灭法方法具有可控性强,见效快等特点,但同时由于其化学成份与结构等问题,对于供水安全存在一定隐患。考察其灭杀效果的同时,还应注意考虑其长远影响。
(3)生物方法
生物抑制法,在已发生淡水壳菜危害的水源地地区,放养青鱼、鲤鱼、鲇鱼、卷口鱼等能够捕食淡水壳菜的鱼类,带来经济效益的同时还能有效防止淡水壳菜的大量繁殖。不过生物抑制方法的运用有较大的局限性,只能使用于开放性的水体区域,适合于捕食淡水壳菜鱼类生长的环境。
4.结论与设想
淡水壳菜繁殖快、分布广泛,它的群栖特性和生长特性会给输水管道、水源水质、水厂生产等方面具有一定的危害性。根据它的栖息附着特点,可以利用物理、化学、生物等方法来治理。但单一方法的治理效果,对于处理净水构筑物的淡水壳菜问题,均不太理想。可以利用“集成”技术来综合治理淡水壳菜的问题。显示以预防为主,加强对源水的在线检测监控,在原水输送管道中利用化学方式降低淡水壳菜进入构筑物的数量,在净水构筑物内结合优化工程运行方式及定期的化学药剂浸泡、人工或机械或反冲洗程序将淡水壳菜清除出构筑物,使它维持在可控的数量,减少由于淡水壳菜的大量滋生带来的影响。
参考文献: [2] 李代茂. 淡水壳菜对输水建筑物输水能力的影响研究[J]. 给水排水,2009,35,增刊. [4] 陈洪斌. 受污染源水生物接触氧化预处理研究[D]. 上海:同济大学,1999.
[5] 陈洪斌,东刘成,唐贤春. 受污染水源水生物处理中微型后生动物的研究[J]. 中国环境科学, 2008,28(12):1105~1110.