渦旋混凝、低脈動(dòng)沉淀技術(shù)的原理：

加強(qiáng)水流的紊動(dòng)可以大大加快藥劑的擴(kuò)散速率，強(qiáng)化混合過(guò)程。紊流中存在著大大小小的渦旋，渦旋的大小和軸向是隨機(jī)的，因此渦旋本身在紊流內(nèi)部的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度也是隨機(jī)變化的，渦旋不斷地產(chǎn)生、發(fā)展、衰減與消失。大尺度渦旋（小波數(shù)渦旋）破壞后形成尺度較小的渦旋（**數(shù)渦旋）。較小尺度的渦旋破壞后形成尺度更小但波數(shù)較大的渦旋。由于這些渦旋在紊流內(nèi)部作隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，不斷平移和運(yùn)動(dòng)，使得紊流各點(diǎn)速度隨時(shí)間不斷變化，形成了流速的脈動(dòng)，也就是說(shuō)紊流是由連續(xù)不斷地渦旋運(yùn)動(dòng)造成的。紊動(dòng)能量由大尺度渦旋逐級(jí)傳給小尺度渦旋。大尺度渦旋由于速度梯度很小，其絮凝條件很差。由此可見(jiàn)，在紊流中若能有效地消除大尺度渦旋，增加微小尺度渦旋比例，就能提高絮凝效果。

⑴、          對(duì)混合過(guò)程的強(qiáng)化。傳統(tǒng)意義上的宏觀(guān)擴(kuò)散與亞微觀(guān)擴(kuò)散兩個(gè)不同的物理過(guò)程，而在水處理反應(yīng)中亞微觀(guān)擴(kuò)散是起決定性作用的動(dòng)力學(xué)因素。亞微觀(guān)擴(kuò)散究其實(shí)質(zhì)是層流擴(kuò)散，其擴(kuò)散規(guī)律與用Fick定律描寫(xiě)的宏觀(guān)擴(kuò)散規(guī)律完全不同，在湍動(dòng)水流中亞微觀(guān)傳質(zhì)主要是由慣性效應(yīng)導(dǎo)致的物質(zhì)遷移造成的，特別是湍流微渦旋的離心慣性效應(yīng)。

管式微渦旋初級(jí)混凝設(shè)備，就是利于用高比例高強(qiáng)度微渦旋的離心慣性效應(yīng)來(lái)克服亞微觀(guān)傳質(zhì)阻力，增加亞微觀(guān)傳質(zhì)速率，可在很短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)藥劑的充分?jǐn)U散，使混凝劑水解產(chǎn)物迅速到達(dá)水體每一細(xì)部而得以充分的利用。生產(chǎn)使用證明，這種設(shè)備效率高、占地少、效果好，混合時(shí)間僅3～30s，不僅比傳統(tǒng)的靜態(tài)混合器大幅度提高處理能力，而且一般較傳統(tǒng)工藝節(jié)省藥劑投加量20～30%。

⑵、        對(duì)絮凝工藝的強(qiáng)化。該技術(shù)理論上從湍流微結(jié)構(gòu)的尺度既亞微觀(guān)尺度對(duì)混凝動(dòng)力學(xué)問(wèn)題進(jìn)行了深入的研究，提出絮凝的絮凝動(dòng)力學(xué)致因是“慣性效應(yīng)”，湍流剪切力是絮凝反應(yīng)中決定性的動(dòng)力學(xué)因素，并由此建立了絮凝的動(dòng)力學(xué)相似準(zhǔn)則。在豎流反應(yīng)池設(shè)立小孔網(wǎng)格的作用：⑴、水流通過(guò)網(wǎng)格的區(qū)段是速度激烈變化的區(qū)段，也是慣性效應(yīng)*強(qiáng)、顆粒碰撞概率*高的區(qū)段。⑵、從脈動(dòng)能量方程可知，水流流過(guò)格網(wǎng)獲得脈動(dòng)能量后，沿程再?zèng)]有可能獲得能量，因此這種各向同性紊流紊動(dòng)能量處于衰減中，渦旋也處于衰減中；小孔眼網(wǎng)格之后湍流的渦旋尺度大幅度減小，微渦旋比例增加，渦旋的離心慣性效應(yīng)增加，有效地增加了顆粒碰撞次數(shù)。⑶、由于過(guò)網(wǎng)水流的慣性作用，礬花產(chǎn)生強(qiáng)烈的變形，使礬花中吸附能級(jí)低的部分，由于其變形揉動(dòng)作用達(dá)到高吸附能級(jí)，這樣就使得通過(guò)網(wǎng)格之后礬花變得更密實(shí)。⑷、可以通過(guò)在水流通道中科學(xué)地布設(shè)小孔眼網(wǎng)格，控制湍流剪切梯度，使其通過(guò)合理的有效碰撞，形成均勻密實(shí)、易于沉淀的礬花；設(shè)置多層網(wǎng)格比設(shè)置阻力一樣的一層密網(wǎng)眼的網(wǎng)格效果更好。反應(yīng)效率大幅度提高，絮凝時(shí)間可縮短5～10min。

⑶、        對(duì)沉淀工藝的強(qiáng)化。傳統(tǒng)沉淀理論認(rèn)為斜板、斜管沉淀池中水流處于層流狀態(tài)。但事實(shí)上通路中水流是脈動(dòng)的，這是因?yàn)楫?dāng)斜管中大的礬花顆粒在沉淀中與水產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，會(huì)在礬花顆粒后面產(chǎn)生小旋渦，這些旋渦的產(chǎn)生與運(yùn)動(dòng)造成了水流的脈動(dòng)。這些脈動(dòng)對(duì)于大的礬花顆粒的沉淀沒(méi)有什么影響，對(duì)于反應(yīng)不完全小顆粒的沉淀起到頂托作用，故此也影響了出水水質(zhì)。

為了抑制水流的脈動(dòng)，可采用小間距斜板水力阻力大，占沉淀池水流通路水力阻力的主要部分，由此使通過(guò)斜板各部分流量均勻，充分發(fā)揮每個(gè)沉淀面的作用：小間距斜板由于間距明顯減小和抑制了斜板中的水流脈動(dòng)，礬花沉淀距離也明顯變短，使更多小顆?？梢猿恋硐聛?lái)，而小礬花是否沉淀下來(lái)是決定沉淀池*終出水水質(zhì)的關(guān)鍵因素。小間距斜板的下部入水側(cè)，礬花濃度高，當(dāng)含有礬花的水流流經(jīng)此區(qū)時(shí)，產(chǎn)生了強(qiáng)烈的沉淀卷吸作用。

四、小間距斜板沉淀池的特點(diǎn)：

⑴、沉淀面積與排泥面積相等，消除了側(cè)向約束。

⑵、由于間距明顯減小，礬花沉淀距離也明顯變短，使更多小顆?？梢猿恋硐聛?lái)，而小礬花是否沉淀下來(lái)是決定沉淀池*終出水水質(zhì)的關(guān)鍵因素。

⑶、由于斜板間距減少，水力阻力增大，成為水流在沉淀池中流量分布更均勻，基本消除了頭池尾的差別，與斜管相比明顯改善了沉淀?xiàng)l件。

五、pH對(duì)鋁鹽水解的影響：

鋁鹽水解成氫氧化鋁大約pH=5左右即開(kāi)始出現(xiàn)，并隨pH值升高而逐步增加。當(dāng)pH達(dá)到7以上時(shí)，它就成為鋁的主要形態(tài)到pH值=8時(shí)，氫氧化鋁又重新溶解而成為帶負(fù)電的配合陰離子，在pH大于8.5時(shí)，這些陰離子成為鋁（III）的主要形態(tài)Al（OH）₄^-

Al（III）形態(tài)的變化

六、季節(jié)性溫度變化對(duì)庫(kù)區(qū)水體水質(zhì)的影響：

在大慶地區(qū)，夏季溫度可達(dá)35℃左右，冬季氣溫達(dá)零下35℃，隨季節(jié)性變化出現(xiàn)水的循環(huán)成層現(xiàn)象。

1、在冬季，由于4℃時(shí)水的密度*大，湖面完全結(jié)冰。冰水接壤處水溫約0℃，而水底溫度約4℃，這與*大密度相當(dāng)，因而冰凍層下溫度隨水深減少而遞減。

2、春季冰融后，湖面水的溫度達(dá)到4℃時(shí)便向湖底下沉，隨之湖底的水上升，表現(xiàn)出自身的循環(huán)，以達(dá)到溫度的平衡，此時(shí)底泥往往也隨之上翻，使整個(gè)水體養(yǎng)分和溶解氧充足，而隨著季節(jié)的推移，成層性不斷增強(qiáng)。在春季隨著水溫的上升，植物殘?bào)w的腐爛速度加快，（水生植物在冬季死亡后，由于水溫低腐爛分解速度比較慢）迅速釋放出大量的有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)鹽，使湖水水色加深，有時(shí)還伴隨著裸藻，隱藻及原生物的大量生長(zhǎng)，嚴(yán)重時(shí)將造成下層湖水缺氧。

湖泊中水在四季中出現(xiàn)的循環(huán)與成層現(xiàn)象

3、在夏季，溫度出現(xiàn)分層，水越深，則水溫越低。夏季湖泊中可分為三帶，首先為表層帶或湖面動(dòng)蕩帶，這個(gè)受風(fēng)的影響，氧氣和藻類(lèi)等浮游植物較多，光照較好，溫度隨著深度而緩慢下降，其次為過(guò)渡帶或交溫帶，該帶溫度迅速改變，至少每深1米降1℃，再次為深水帶或湖底靜水帶，這一帶一直的湖底，透光性差或不透光，全年溫度很少變化。對(duì)于較淺的湖，靜水帶可能不出現(xiàn)。

4、到秋季，當(dāng)表面水溫冷卻至4℃，則出現(xiàn)全年**次的水循環(huán)與溫度均衡使水體的養(yǎng)分和氧氣得到補(bǔ)充，因而在秋季也常出現(xiàn)底泥上翻的現(xiàn)象。

各種浮游植物的垂直分布有一定的規(guī)律性，一般來(lái)說(shuō)藍(lán)藻常集中在表層，而綠藻大部分布在上層，硅藻一般在綠藻之下。

由于庫(kù)區(qū)底質(zhì)、水深、濁度、生物環(huán)境等的不同，富養(yǎng)化的表現(xiàn)方式也不同由于龍虎泡水庫(kù)的底質(zhì)為鹽堿地水體較深不適合生長(zhǎng)水生植物，以藻類(lèi)為主。而水庫(kù)底質(zhì)較好、水體較淺，適合水生植物生成，以水草為主。由于表現(xiàn)方式的不同對(duì)水質(zhì)的影響也不盡相同，在中引水廠(chǎng)主要是在4—5月份以藍(lán)藻為主，9—10月份以綠藻、硅藻為主。

水庫(kù)水廠(chǎng)主要在9—10月份以后，水草腐爛后產(chǎn)生的物質(zhì)，以及在冰封泡子后，雖然腐爛速度減慢，并不會(huì)立即產(chǎn)生水質(zhì)污染。到了春季，隨著水溫的上升，植物殘?bào)w的腐爛速度加快，迅速釋放出大量有機(jī)物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)鹽，使湖水水色加深，有時(shí)可以產(chǎn)生裸藻、硅藻及原生動(dòng)物，影響水質(zhì)。（干重500g/m²可以影響水質(zhì)）

活性區(qū)壓縮技術(shù)(物理法)

1、“活性區(qū)”的提出

水體內(nèi)氧化和還原反應(yīng)的循環(huán)往復(fù)形成了湖泊水庫(kù)平靜的水面下復(fù)雜的物理化學(xué)和生物過(guò)程。PeterW．D．在調(diào)查研究藍(lán)藻污染水庫(kù)水水質(zhì)與底泥氮磷釋放的關(guān)系時(shí)，發(fā)現(xiàn)水庫(kù)分層致使表層和底層溫度、溶解氧的變化，并*終導(dǎo)致底泥中氮和磷的釋放，產(chǎn)生有利于藻類(lèi)過(guò)度繁殖的條件。

隨著春季外界氣溫升高，水庫(kù)出現(xiàn)特有的熱分層現(xiàn)象。水庫(kù)底層微生物活動(dòng)加劇，消耗大量溶解氧，形成還原氛圍的厭氧帶，這種缺氧狀態(tài)加速了水庫(kù)底泥中氮、磷等污染物質(zhì)的釋放，擴(kuò)散到水庫(kù)表層的氮、磷為藻類(lèi)提供了豐富的營(yíng)養(yǎng)；藻類(lèi)等浮游植物借助氮、磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在適宜的光照和溫度條件下大量繁殖，并釋放大量的溶解氧而使表層形成好氧帶?；钚苑磻?yīng)區(qū)位于耗氧層和厭氧層交接區(qū)域，其厚度可以達(dá)到數(shù)米，在庫(kù)底也許僅僅l厘米，該區(qū)域富集了底泥釋放的有機(jī)物和因微生物代謝或分解形成的揮發(fā)性有機(jī)物，水質(zhì)相當(dāng)惡劣。Davision認(rèn)為在活性區(qū)域內(nèi)反應(yīng)由好氧氧化向厭氧還原過(guò)渡，氧化還原電位變化劇烈，集中了水體中的主要的氧化還原反應(yīng)。

2、淺型水庫(kù)活性區(qū)的形成與遷移規(guī)律

選擇臥虎山水庫(kù)為試驗(yàn)地點(diǎn)，選擇一個(gè)水文年度內(nèi)的3月、5月、7月、9月、11月共5個(gè)時(shí)間段，分別在水庫(kù)*深位置的不同深度取水樣，測(cè)定溫度、溶解氧、pH和氨氮等水質(zhì)指標(biāo)，并繪制在不同時(shí)間段各指標(biāo)值隨水庫(kù)深度的變化曲線(xiàn)，如圖3．1至3．5。

3月份的曲線(xiàn)(圖3．1)表明：溫度、溶解氧、pH和氨氮基本上是水平的直線(xiàn)，水體活性區(qū)沒(méi)有形成(實(shí)際上位于庫(kù)底底泥表層)。此時(shí)實(shí)際水深6．5米，*深處和表層水的溫度相差1.15℃，溶解氧相差0.96mg／L，pH相差O.08個(gè)單位，氨氮相差則更少，只有0.001mg／L，水庫(kù)水質(zhì)較好。但此時(shí)氣候開(kāi)始轉(zhuǎn)暖，地溫上升，水體開(kāi)始分層，而且?guī)斓滓验_(kāi)始有溶解氧的減少，表明耗氧微生物活動(dòng)開(kāi)始加劇，底泥營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)開(kāi)始釋放。

5月份(圖3．2)實(shí)際水位只有4m，溫度、溶解氧、氨氮均分別在離水面3．5m處發(fā)生突躍，曲線(xiàn)上出現(xiàn)明顯的拐點(diǎn)，即在離庫(kù)底0．5m的水域內(nèi)，溫度和溶解氧降低的梯度增大，氨氮增加的速率也增大，說(shuō)明活性反應(yīng)區(qū)已經(jīng)形成，并由3月份貼近庫(kù)底底泥，上升到距離庫(kù)底O．5m處。

7月份(圖3．3)水庫(kù)水位進(jìn)一步下降至3．5m，溫度、溶解氧、氨氮發(fā)生了兩次突躍，**次發(fā)生在離水面2．3m附近，**次發(fā)生在離水面1．5m附近，活性區(qū)繼續(xù)向上遷移，并上升到距庫(kù)底2m。*深處和表層水的溫度、溶解氧、氨氮分別相差3．24℃、16．03mg／L、1．215mg／L，pH值相差0．66pH單位，和3月份、5月份相比較，庫(kù)底微生物活動(dòng)、底泥釋放的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及藻類(lèi)繁殖均達(dá)到非常嚴(yán)重的程度。此時(shí)，上下水體被突躍層分開(kāi)而減少對(duì)流運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致溶解氧無(wú)法穿透突躍層，原有的溶解氧被有機(jī)物分解，被底棲生物和還原性污染物所消耗，使中下層水體缺氧呈現(xiàn)還原狀態(tài)，這時(shí)厭氧**活躍，有機(jī)物分解生成二氧化碳，下部水體pH逐漸下降，到夏末秋初，pH由中性偏堿接近中性，如pH由3月份的8．28，降到5月份的7．87，再到7月份的7．69。

9月份(圖3．4)，進(jìn)入雨季，水庫(kù)開(kāi)始大量蓄水，待水庫(kù)水質(zhì)穩(wěn)定后，相同條件下進(jìn)行水質(zhì)調(diào)查。調(diào)查時(shí)水位已經(jīng)有13．5m，但活性區(qū)并沒(méi)有被破壞，而是繼續(xù)向上遷移。圖中顯示活性區(qū)已上升到距離水庫(kù)底部大約4．5m，并維持相對(duì)穩(wěn)定。這是因?yàn)椋阂环矫妫呀?jīng)進(jìn)入秋季，外界氣溫開(kāi)始轉(zhuǎn)冷，水庫(kù)開(kāi)始了和春季熱分層完全相反的水體分層，因此活性區(qū)仍將繼續(xù)維持，并有繼續(xù)向上遷移的趨勢(shì)；另一方面，秋季風(fēng)大，使水缺氧的水庫(kù)底層水和富含氧氣的表層水發(fā)生混合，其結(jié)果是使活性區(qū)向下遷移，活性區(qū)得到壓縮，因此這兩方面的作用相互抵消，會(huì)使活性區(qū)維持相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間，然后后者占據(jù)優(yōu)勢(shì)，平衡被打破，活性區(qū)開(kāi)始向下遷移。此時(shí)，*深處和表層水的溫度、溶解氧、氨氮分別相差只有0.73℃、7.4mg／L、0.127mg／L，pH值相差也只有0.24pH單位，和5、7月份相比，水質(zhì)數(shù)據(jù)發(fā)生巨大變化，這是因?yàn)橛捎谒畮?kù)庫(kù)容增大，水體中氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度下降了許多，從而抑制了藻類(lèi)的繁殖，因此表層溶解氧明顯降低。

11月份(圖3．5)溫度、溶解氧、pH、氨氮曲線(xiàn)基本上是直線(xiàn)，只有溶解氧在接近水庫(kù)底層附近略有降低。由于季節(jié)引起的水體分層已基本結(jié)束，同時(shí)因氣溫降低，微生物活動(dòng)受到抑制，底層水溶解氧相對(duì)充足，活性反應(yīng)帶和厭氧帶被“擠壓”在底泥表面，整個(gè)冬季活性帶只能維持這種狀態(tài)，只有幾個(gè)厘米。此時(shí)，溫度、溶解氧、氨氮在表層和底層的差距非常接近于3月份的數(shù)據(jù)，并由此開(kāi)始新的循環(huán)。

通過(guò)上述研究，臥虎山水庫(kù)活性區(qū)具有如下遷移規(guī)律：在每年的11月份至來(lái)年的3月份被“擠壓”在水庫(kù)底泥表面；從3月份開(kāi)始，因水體熱分層而致使活性區(qū)上層開(kāi)始向上遷移，至5月份時(shí)大體位于距庫(kù)底0．5m左右的水域內(nèi)，7月份接近2m，9月份達(dá)到4m，然后維持一段時(shí)間后開(kāi)始下降，至11月份活性區(qū)基本消失，重新被“擠壓”在水庫(kù)底泥表面附近。通過(guò)對(duì)山東省內(nèi)其它地表水源進(jìn)行的相似研究發(fā)現(xiàn)，該規(guī)律適用于一般的淺水湖泊、水庫(kù)，只是因氣候條件、降雨?duì)顩r等不同的自然條件，會(huì)使活性區(qū)厚度有差異，但遷移規(guī)律相似。

3、影響活性區(qū)形成的因素

根據(jù)對(duì)活性區(qū)的形成與遷移規(guī)律研究，水庫(kù)活性區(qū)的形成至少要同時(shí)具備如下條件：1)存在能形成水體熱分層的氣候條件；2)水庫(kù)底部存在能夠提供豐富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(如內(nèi)源性氮和磷)的底泥；3)足夠長(zhǎng)的水力停留時(shí)間。其中氣候條件是該水體能否形成活性反應(yīng)帶的關(guān)鍵因素，而能否有足夠的水力停留時(shí)間和水庫(kù)底部是否有能提供內(nèi)源性氮磷營(yíng)養(yǎng)的底泥是水庫(kù)能否形成活性反應(yīng)帶的兩個(gè)缺一不可的必要條件。

為對(duì)影響活性區(qū)形成的因素做進(jìn)一步驗(yàn)證，研究中對(duì)7月份濟(jì)南玉清湖水庫(kù)、德州三水廠(chǎng)自備水庫(kù)和濰坊峽山水庫(kù)等典型水體溫度、溶解氧和氨氮等部分特征參數(shù)隨深度的變化進(jìn)行了分析(見(jiàn)圖3．6至圖3．8)。

玉清湖水庫(kù)是引黃調(diào)蓄水庫(kù)，水庫(kù)于2000年竣工通水，調(diào)蓄庫(kù)容4850萬(wàn)m3。黃河水經(jīng)沉沙池沉降后蓄入水庫(kù)，庫(kù)底沒(méi)有形成過(guò)多積泥，因此不具備形成活性區(qū)的條件。由圖3．6可見(jiàn)，濟(jì)南玉清湖水庫(kù)在特征參數(shù)隨深度變化曲線(xiàn)上，溶解氧和氨氮均是一條直線(xiàn)，溫度變化也很小，沒(méi)有明顯的突躍，即沒(méi)有形成活性反應(yīng)帶。

德州三水廠(chǎng)自備水庫(kù)隨深度增加，溫度和溶解氧的變化非常小，沒(méi)有產(chǎn)生突躍現(xiàn)象，該水庫(kù)沒(méi)有形成活性區(qū)(見(jiàn)圖3．7)。這是因?yàn)樵撍畮?kù)只有5x10⁶m3，水力停留時(shí)間非常短，耗氧帶和厭氧帶易于混合，不具備形成活性區(qū)的條件。

濰坊峽山水庫(kù)是山東省*大的地表水庫(kù)，總庫(kù)容約1．3x10⁹ m3，當(dāng)前庫(kù)容約2．8×10⁸ m3，平均深度4．5米。由于污染嚴(yán)重，該水庫(kù)曾出現(xiàn)大面積水華。峽山水庫(kù)形成活性區(qū)的幾個(gè)條件均已具備，從圖3．8可以清楚地看出，該庫(kù)在離水面深2．5m處，發(fā)生溫度和溶解氧的突躍，而且氨氮的變化曲線(xiàn)也非常接近于濟(jì)南臥虎山水庫(kù)。

4、改善淺型水庫(kù)水質(zhì)量的工程技術(shù)對(duì)策

按照水庫(kù)活性區(qū)遷移規(guī)律及其影響因素，可實(shí)施如下工程技術(shù)措施消除或壓縮活性區(qū)厚度，以降低淺型水庫(kù)氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽濃度，抑制藻類(lèi)生長(zhǎng)繁殖，改善水環(huán)境質(zhì)量，提高水庫(kù)出水水質(zhì)。

1)湖泊水庫(kù)清淤。底泥是水庫(kù)活性區(qū)形成和遷移的必要條件，是內(nèi)源性營(yíng)養(yǎng)鹽的**來(lái)源，只要**底泥，減少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的釋放，使水庫(kù)維持較低的營(yíng)養(yǎng)水平，就不易導(dǎo)致水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化。但清淤耗資巨大(尤其對(duì)大型水庫(kù))，實(shí)施起來(lái)難度較大，此外還要考慮到污染物質(zhì)在底泥中的分布規(guī)律、水庫(kù)庫(kù)容以及對(duì)城市供水的影響等諸多因素，因此要慎重實(shí)施。

2)稀釋注水。引進(jìn)沒(méi)有受到污染的水，或?qū)嵤┧畮?kù)擴(kuò)容工程，增加蓄水量，從而有效地降低營(yíng)養(yǎng)鹽濃度，使氮磷物質(zhì)含量或氮磷比例處于相對(duì)**的貧營(yíng)養(yǎng)范圍內(nèi)，抑制水體富營(yíng)養(yǎng)化，從而降低藻類(lèi)過(guò)度繁殖的可能性，以改善水體質(zhì)量。

3)壓縮活性區(qū)厚度。如果水庫(kù)具備形成活性區(qū)的條件，如導(dǎo)致熱分層的氣候條件、水力停留時(shí)間長(zhǎng)、底泥過(guò)多等，可考慮壓縮活性區(qū)。如采取一些必要的工程技術(shù)措施(如曝氣)，加速水體對(duì)流，消除溫度和溶解氧的突躍層，使水體在垂直方向上溫度、溶解氧相同，底部水體一年四季保持氧化狀態(tài)，從而有效地壓縮活性區(qū)厚度，抑制底泥中氮磷物質(zhì)向水體釋放，抑制水體富營(yíng)養(yǎng)化。

4)避開(kāi)活性區(qū)取水。如果活性區(qū)無(wú)法消除，也無(wú)法破壞，可考慮避開(kāi)活性區(qū)，*先考慮的工程措施是分層取水。目前用于城市供水水源的水庫(kù)大多采用其農(nóng)灌取水口，一般設(shè)在水庫(kù)的底部以便于重力自流；根據(jù)本研究，活性區(qū)的厚度可以高達(dá)3-4m，因此城市供水取水1：3采到的均是活性反應(yīng)帶內(nèi)水質(zhì)*差的一部分水。如果分層取水便可避開(kāi)活性區(qū)。

5、活性區(qū)化學(xué)抑制技術(shù)

3．2部分研究表明，壓縮活性區(qū)技術(shù)僅適合于存在活性區(qū)的天然水庫(kù)，而對(duì)于內(nèi)源性營(yíng)養(yǎng)來(lái)源可以忽略的水庫(kù)而言，就必須考慮其它的藻類(lèi)污染控制技術(shù)，如生態(tài)法、化學(xué)法和生物法等。當(dāng)前實(shí)施水體生態(tài)綜合防治是消除藻污染的有效措施，，但該方法工程浩大，技術(shù)要求復(fù)雜、嚴(yán)格，還要建立完善一整套生態(tài)管理模式，需要有一個(gè)時(shí)間過(guò)程；生物法尚在研究過(guò)程中，還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)在給水領(lǐng)域中成功的工程應(yīng)用；相對(duì)而言，化學(xué)法投資小，見(jiàn)效快，是經(jīng)常使用的一種除藻技術(shù)。本部分著重探討氯化雙十二烷基二甲基銨(DDDMAC)的抑藻能力及應(yīng)用前景。

5．1材料與方法

1)雙十二烷基二甲基氯化胺

雙十二烷基二甲基氯化胺，別稱(chēng)DDDMAC，是一種季胺鹽型陽(yáng)離子表面活性劑，與陽(yáng)離子、非離子、兩性離子表面活性劑均有良好的配伍性，極易被吸附到帶負(fù)電荷的表面，被用作乳化劑、浮選劑、****劑等。本研究采用的DDDMAC以椰樹(shù)膠為原料合成。

5．2 DDDMAC對(duì)藻類(lèi)的抑制效果研究

取玉清湖水庫(kù)原水4份，每份各10L，分別投加0mg／L，0．5mg／L，lmg／L，2mg／L DDDMAC藥劑。水樣都置于光照培養(yǎng)箱內(nèi)。溫度設(shè)定為25℃，黑夜和白天時(shí)間比14：10，進(jìn)行藻類(lèi)培養(yǎng)，每24h測(cè)定一次藻類(lèi)數(shù)目。

不同DDDMAC藥劑投加量下，玉清湖水庫(kù)原水中藻類(lèi)數(shù)目變化情況如圖3．9所示。

從圖3．9可以看出，隨著時(shí)間的延伸和水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的減少，藻類(lèi)逐漸衰亡，但在衰亡過(guò)程中，藻類(lèi)依然遵循著其固有的生長(zhǎng)消亡的規(guī)律，圖中不投藥的藻類(lèi)變化曲線(xiàn)明顯包含了3段生長(zhǎng)曲線(xiàn)，而投藥的藻類(lèi)則被打破了其固有的生長(zhǎng)規(guī)律，投加O.5和1mgL的藻類(lèi)生長(zhǎng)可一直被抑制到第8天，藻類(lèi)才恢復(fù)了原有的生長(zhǎng)規(guī)律，雖然水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)已不允許藻類(lèi)大量繁殖，但可以表明藥劑耗盡，藻類(lèi)恢復(fù)自然生長(zhǎng)。投加2mg／L的一組，到第6天時(shí)出現(xiàn)藻類(lèi)大量繁殖的異常現(xiàn)象，說(shuō)明投藥量過(guò)大會(huì)影響抑制藻類(lèi)生長(zhǎng)的效果，其原因尚待進(jìn)一步探討。

由此可見(jiàn)：在11天的實(shí)驗(yàn)研究時(shí)間內(nèi)，DDDMAC投加量過(guò)高、過(guò)低均不利于抑制藻類(lèi)的生長(zhǎng)，lmg／L投加效果相對(duì)*佳。

5．3不同藥劑抑藻能力的比較

將接種入菱形藻的溶液平均分配到3個(gè)2000mL的燒杯中，燒杯1＃中加入C10₂，濃度為3mg／L，燒杯2＃中加入NaCIO，濃度為5mg／L，燒杯3＃中不加任何化學(xué)藥劑，用以進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn)。加藥完成以后，置于光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，培養(yǎng)箱溫度設(shè)定為25℃，黑夜和白天時(shí)間比14：10，每隔一定時(shí)間間隔后，在顯微鏡下鏡檢計(jì)數(shù)，記錄各個(gè)燒杯的藻類(lèi)總數(shù)。

投加NaCIO、C10₂藥劑后，水樣中菱形藻數(shù)目隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)如圖3．10所示。

從圖3．10中可以首先看出，二氧化氯比次氯酸鈉的滅藻能力要強(qiáng)。23h之后，投加次氯酸鈉的燒杯恢復(fù)到和對(duì)照水樣大體一致的藻類(lèi)濃度了，說(shuō)明次氯酸鈉對(duì)藻類(lèi)的抑制作用弱，不超過(guò)l天，此后藻類(lèi)生長(zhǎng)速率基本上同對(duì)照水樣一致；而投加二氧化氯的燒杯在23h后，藻類(lèi)的生長(zhǎng)雖然也得以逐漸恢復(fù)，但其生物量仍然沒(méi)有達(dá)到對(duì)照水樣的藻類(lèi)濃度水平，直到第42h后，三者藻類(lèi)濃度變?yōu)橄嗤?，此時(shí)二氧化氯的抑制作用也已經(jīng)消失(不超過(guò)2天)。值得一提的現(xiàn)象是隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，投加二氧化氯的燒杯中藻類(lèi)生長(zhǎng)速度超過(guò)了另外兩個(gè)燒杯，生長(zhǎng)能力的反彈可能源于二氧化氯的強(qiáng)氧化性破壞了藻體，使氮磷物質(zhì)重新釋放了出來(lái)，改變了藻類(lèi)生活環(huán)境，刺激并加強(qiáng)了藻類(lèi)的繁殖能力。

從對(duì)藻類(lèi)的滅殺效果上來(lái)看三者從強(qiáng)到弱的順序?yàn)?span lang="EN-US">C10₂>NaCl0>DDDMAC，但是從抑制效果上看DDDMAC的抑制能力*強(qiáng)，抑制時(shí)間超過(guò)了十天。鑒于DDDMAC有較好的藻類(lèi)抑制效果，且本研究采用的DDDMAC藥劑以天然椰樹(shù)膠為原料合成，本身無(wú)毒無(wú)味，因此可以考慮在水庫(kù)出口，向輸水管道中投加DDDMAC，以用于抑制藻類(lèi)在管道和制水過(guò)程中生長(zhǎng)，減輕水廠(chǎng)處理壓力。DDDMAC的抑制機(jī)理及除藻毒理學(xué)有待進(jìn)一步研究。

七、在水源污染日益嚴(yán)重的情況下，自來(lái)水廠(chǎng)面臨的挑戰(zhàn)主要有四個(gè)方面：

1、         加強(qiáng)飲用水的微生物**性。

2、         盡量降低**劑的有害副產(chǎn)物的濃度，保證飲用水化學(xué)**性。

3、         保證飲用水良好的感官性能。

4、         為用戶(hù)提供合理價(jià)格的**飲用水。

八、純凈水中藍(lán)光被吸收的少而散射的多，因而肉眼見(jiàn)到的純凈水藍(lán)色。

九、      理想的健康水應(yīng)具被的特征：

1不含任何對(duì)人體有毒、有害及有異味的物質(zhì)。

2、富含多種人體健康所需的礦物質(zhì)微量元素。

3、pH值呈偏堿性。

4、水中溶解氧適度。

5、水分子團(tuán)小。

6、水的媒體營(yíng)養(yǎng)生理功能要強(qiáng)。

據(jù)調(diào)查，居民用水為每人每日100～200L，而每人每日飲水及烹調(diào)水約3L左右；居民用水占城市用水的10%左右，而飲水與烹調(diào)水又只占居民用水的10%，居民用水中大部分是洗滌等雜水。（分質(zhì)供水是發(fā)展方向）

有人提出飲用水中藻密度的**限值為1.0×10⁴ 個(gè)/L，警戒限值2.1×10⁵個(gè)/L，危險(xiǎn)限值1.2×10⁶個(gè)/L，藻**由藻細(xì)胞產(chǎn)生，只有去除藻細(xì)胞，才有可能減少藻**。

十、出廠(chǎng)水含藻類(lèi)的危害。

在水源水中，藻類(lèi)可高達(dá)每升數(shù)百萬(wàn)甚至上億個(gè)以上，雖然目前還沒(méi)有自來(lái)水只藻類(lèi)允許值的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，但是在凈水過(guò)程中剩余藻類(lèi)越少越好應(yīng)該是水處理的目標(biāo)，理由是：

⑴藻類(lèi)的存在可增加濾后水中的有機(jī)物量，**時(shí)將增加耗氯量，腐爛的藻類(lèi)會(huì)耗盡水中的溶解氧，既可能使管網(wǎng)水產(chǎn)生難聞的臭味，也是導(dǎo)致管道腐蝕的一個(gè)因素。

⑵如果處理后水中還有不少藻類(lèi)，說(shuō)明水中還會(huì)有其他水生物，如病毒、**、活的微生物甚至寄生動(dòng)物。

⑶流入配水管網(wǎng)的藻類(lèi)，成為微小生物的食料，微小生物在水中殘留的卵和幼蟲(chóng)，再次污染管網(wǎng)的水質(zhì)。

⑷有些藻類(lèi)具有毒性，藻類(lèi)所含**只有在死亡后才釋放到水中，如魚(yú)腥藻可引起神經(jīng)中毒，微囊藻可導(dǎo)致肝中毒，這些藻類(lèi)及其毒性較難用常規(guī)方法去除。

一般認(rèn)為，處理后水中只含100個(gè)/mL以下的小藻，既約為100藻類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)單位（asu，20um×20um）的水，因在管網(wǎng)中不會(huì)產(chǎn)生大的水質(zhì)問(wèn)題，所以作為生活飲用水是合格的。

藻**的主要去除方法：活性碳吸附、光分解光催化等方法。

藻類(lèi)（除藍(lán)藻其它藻類(lèi)均是真核生物）通常是指一群在水中以浮游方式生活、能進(jìn)行光合作用的自養(yǎng)型微生物，個(gè)體大小一般在2～200um，其種類(lèi)繁多，均含葉綠素，在顯微鏡下觀(guān)察是帶綠色的有規(guī)則的小個(gè)體或群體。由于它們是水體中重要的有機(jī)物質(zhì)制造者，故在整個(gè)水體生態(tài)系統(tǒng)中占有舉足輕重的作用，是生態(tài)系統(tǒng)中不可缺少的一個(gè)環(huán)節(jié)。（藻的種類(lèi)不同，各種藻細(xì)胞的大小、形狀及產(chǎn)生的胞外有機(jī)物量便有差別。）

1mL的油可覆蓋水面12m²。（影響水體復(fù)氧，嚴(yán)重時(shí)使水體缺氧。）

    有效氯的來(lái)源：CLO₂為CL₂的2.63倍。CLO₂+4H⁺+5e=Cl^-+2H₂O

                          5×35.453/67.453×100%=263%

水華：藻類(lèi)大量聚集并漂浮在水面上形成。

二氧化氯分解*快的光380nm的近紫外線(xiàn)。

斜板（管）內(nèi)流速，以3～4mm/s左右為宜（表面負(fù)荷4～6m³/（m².h））

影響膠體顆粒聚集作用和凝聚現(xiàn)象的因素有：膠體顆粒的性質(zhì)、溶膠濃度、電解質(zhì)的作用、溫度的變化、有機(jī)物種類(lèi)和濃度等。

十一、鋁的危害。

主要人體攝入鋁的主要途徑之一便是飲用水。飲用水中鋁的來(lái)源比較復(fù)雜有以下幾個(gè)途徑：①．土壤中的鋁溶解進(jìn)入天然水體；②．給水處理中鋁鹽混凝劑的使用是出水殘余鋁升高的直接原因；③．含鋁工業(yè)廢水不合理排放也會(huì)增加接納水體的含鋁量。

近十年的研究表明，鋁經(jīng)各種渠道進(jìn)入人體后，通過(guò)蓄積和參與許多生物化學(xué)反應(yīng)，能將體內(nèi)必需的營(yíng)養(yǎng)元素置換流失或沉積，干擾破壞各部位的生理功能，近代醫(yī)學(xué)表明，過(guò)量攝入鋁會(huì)引起如下**：老年性癡呆癥，記憶力減退；使骨質(zhì)變得疏松軟化：腎功能失調(diào)，腎衰竭及尿毒癥；使血液和心血管發(fā)生**；對(duì)體細(xì)胞及生殖細(xì)胞有致突變的作用。此外，鋁對(duì)動(dòng)植物及工業(yè)等方面也存在不同程度的危害。（國(guó)標(biāo)水中鋁殘留含量的限制指標(biāo)為0.2mg/L ）

異向流斜板沉淀池從絮凝池來(lái)的水進(jìn)入斜管沉淀池的配水區(qū)后，向上流過(guò)斜板。配水區(qū)的作用是使水在斜管區(qū)內(nèi)均勻分布。與平流沉淀池不同的是，花墻的開(kāi)洞部位只在斜管底部以下，積泥區(qū)以上部分。花墻促使水流均勻進(jìn)入配水區(qū)，使斜管區(qū)的水流可均勻分布。要保正斜管區(qū)配水均勻，斜管區(qū)下面的配水區(qū)應(yīng)有足夠的高度，過(guò)水?dāng)嗝娴牧魉俨灰舜笥?/span>0.02～0.05m/s。由于檢修時(shí)斜管下面要進(jìn)入，因此配水區(qū)高度還要考慮檢修需要，斜管底面高出池底積泥面的高度應(yīng)有1.5～1.7m。應(yīng)用刮泥機(jī)時(shí)，配水區(qū)需要1.5～1.6m的高度。這時(shí)能滿(mǎn)足過(guò)水?dāng)嗝娴牧魉僖?。在沉淀池中安裝斜板時(shí)，應(yīng)使斜板頂部面至少低于池內(nèi)水面1m以上，以留出清水區(qū)的高度，使得從斜板留出的清水能均勻留出。

復(fù)合型混凝劑具有以下優(yōu)點(diǎn)：(a)復(fù)合型混凝劑只是對(duì)傳統(tǒng)混凝劑作了很小的改進(jìn)，但能大大改善處理效果(如提高SS或TOC的去除率)；(b)使用復(fù)合型混凝劑，混凝產(chǎn)生的固體物質(zhì)會(huì)大大減少，減少量可達(dá)到50％左右；(c)由于pH的影響和各組分的協(xié)同作用，可取得更好的混凝效果，改善對(duì)低溫水的處理；(d)采用含鋁的復(fù)合混凝劑可減少鋁的余留量；(e)避免了二次投加，方便操作。