富营养化湖库水源地原位控藻技术研究进展.doc

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1、富营养化湖库水源地原位控藻技术研究进展陈雪初，孔海南，李春杰(上海交通大学环境科学与工程学院，上海2(X刀40)摘要:综述近年来出现的值得关注的湖库水源地原位拉藻技术，包括生态浮岛技术、改性黏土及植物浸出液拉藻技术、鱼控藻技术、遮光控藻技术、扬水筒技术以及以物理一生态工程为代表的联合技术等，认为将各项技术进行联合以达到水质修复和减灾防灾的双重目的将是重要的发展方向。关键词:水源地;富营养化;原位控藻;综述在我国，一些以湖库为主要水源地的城市正面临着富营养化所导致的水华灾害的严峻挑战。在水华发生时每升水中多达几亿个藻细胞，COD和SS等指标亦急剧升高，导致给水厂滤池堵塞、产水量下

2、降、出水浊度以及藻毒素含量超标等问题，严重者将导致水厂被迫停产。另一方面，在目前湖库普遍富营养化的形势下，短期内已难以解决内源性营养盐过量的问题，无法从根本上消除导致藻类异常繁殖的基础条件，因此，在坚持实施控源策略的同时，还有必要针对局部水域采取工程措施以达到减灾防灾的目的。针对以上问题，最近几年出现的新动向之一是原位控藻技术研究获得重视并逐步开展。此类技术专以保护取水口周边的水源水为目标，在水源地域内直接实施控藻除藻工程，开展前处理。它与传统给水工艺相比较最为显著的区别在于技术的应用场所面积极大(一般在取水口周边水域)，同时为达到控藻效果所需的处理时间也相对较长，即具有“以空

3、间和时间赢取水质”的特点。从技术原理上看，此类技术多着眼于破坏利于藻类增殖的生长环境，如削减营养盐浓度、光照度，加强水体流动性，引人生物物种调控水生生态系统等。本文就水源地原位控藻技术值得关注的研究进展进行综述。1生态浮岛技术在浅水湖泊水源地的应用生态浮岛技术即在浮体材料上种植植物，通过植物自身的同化作用吸收水源水中氮、磷，依靠附着于植物根系上的微生物去除一部分氨态氮、COD;同时由于浮岛的遮光效应、接触沉淀作用等，可在一定程度上控制有害藻类的增殖。1995年日本研究者在霞浦湖进行一次隔离水域试验，结果表明:在生态浮岛占有率只有25%的条件下，削减了94%的植物性浮游生物;宋祥

4、甫等阎于1999一2000年在无锡东五里湖总面积为3600m2的围隔试验区内开展浮岛净水研究，试验结束时旱伞草和美人蕉的生物量高达7.56kg/m2和5.2kg/m2，收割植物所带走的营养盐总量甚至超过了水体本底值。但实践表明，在吹程长、风浪较大的湖库水域，生态浮岛的结构设计是技术难点之一。国内目前多采用刚性的塑料泡沫板结合竹料为浮材，成本很低，但抗风浪能力不足;日本近年来开发了多样的浮岛材料，如在霞浦湖建成了由40个边长为4.5mx4.5m的正方形浮体所组成的长l00m、宽10m的大型浮岛，采用不锈钢制框架，利用填充的泡沫聚苯乙烯塑料提供浮力;还有一种所谓无框架浮岛的做法，一

5、般由柔性的椰子纤维编织而成，不怕相互间的撞击，耐久性较好。在台湾地区则出现了用聚乙烯直接注塑而成的“福田板”，虽然抗风浪性能较好，但制作成本很高，目前多用于湖库及风景点的局部净化和绿化。生态浮岛技术的难点是“较高的水力负荷与低的氮磷去除率之间的矛盾”，即在水源地一方面所需处理的水量极大，水力负荷很高;另一方面相对于植物需求而言，营养盐浓度却过低，植物生长困难，对氮、磷的吸收能力极为有限，吸收速率较慢。因此在现有的较为成型的生态浮岛技术的基础上，研究并引人一些能够补偿其自身不足的脱氮除磷材料以及这些材料所构成的单元和结构，在富集营养盐的同时支持浮床植物生长，将有可能形成较有前景的

6、实用关键技术。2新型控藻药剂的开发在一些小城镇水源地，由于库区面积及水量相对不大，针对高含藻水源水，在实际应用中多考虑采取原位应急处理的方法，如在水华爆发时投加化学絮凝剂、黏土甚至硫酸铜进行杀藻除藻，最近则出现了对各种药剂进行改性或者复配以减少环境风险、提升效果的新研究，引起广泛关注的则为改性黏土控藻技术。黏土来源充足，天然无毒，播撒工序简单，早期采取直接投加黏土的方法，虽然效果显著但投加量较大(>0.2g/L)，邹华等采用壳聚糖对除藻能力相差甚远的各种黏土进行改性处理，在投加量仅为11mg/L时，经2h沉降后，藻类去除率均可达90%以上，并认为黏土表面壳聚糖的架桥网捕作用和电

7、中和作用是主要的凝聚除藻机理，这一发现虽然解决了由于黏土投加量过高而造成的工程应用难题，但由于改性所用的壳聚糖价格昂贵，单位处理成本亦不低，因此该技术在应用上仍受到一定程度的限制，今后进一步开发价格低廉的改性材料可能是该技术得以推广的关键点。近来，部分研究者关注某些植物浸出液对藻类的化感作用，但多处于试验室研究阶段;在欧美国家，利用废弃的大麦秆控藻被认为是一项极为实用的技术，一般在早春时节，将大麦秆收集成垛，用塑料网包裹后投放，大约半个月之后开始发挥控藻效应，使用期为30一90天。Barro