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    光干擾法抑制凈水廠構筑上青苔機理研究
    • 2019-04-1810:25
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    摘要:研究光干擾法去除飲用水中青苔機理具有重要的現實意義。在南方某X水廠的沉淀池出水口選取含有青苔的水樣進行監測分析,重點探討了光干擾法對青苔的抑制效果、抑制過程和抑制機理。結果表明:綠光照射能夠很好地抑制青苔的生長,干擾20d后水樣的SS值分別為日光和紅光條件下的58%與61%;紅光干擾對青苔的生長無明顯的抑制作用,干擾20d后水樣的SS值為日光條件下的96%;日光與紅光條件下青苔的最佳生長時間在前5d,隨后生長速率急劇下降15d后逐步趨于平穩;綠光條件下青苔的最佳生長時間滯后于日光與紅光,最佳生長時間為前10d,隨后速率緩慢下降15d后逐步趨于穩定;紅光對青苔生長的限制有限,增長限制率在10%以下,而綠光對青苔生長的增長限制率基本上在33-93%之間,限制作用明顯;綠光的波長介于490~570之間,無法保證葉綠素進行正常的光合作用,從而抑制青苔的生長。

    關鍵詞:飲用水;青苔;光干擾;光合作用

    Primary Analysis on the Moss Depression Mechanism of Optical Interference on Water Treatment Structures in a Water Treatment Plant Zhang Xue*, Jiang Fu-chun, Li Qin, You Zhi-lei(1. SuZhou City Water Company, SuZhou 512002, China).

    Abstract: Research on moss control by optical interference is very important for the drinking water treatment system. Based on monitoring and analysis of the water simples mixed with moss, which was taken from the sedimentation basin outlet of a water treatment works called X in the south, depression effect, process of depression and depression mechanism were selectively explored. The results show that SS of water exposed to green light for 20 days is 58, and 61 percent of it in the sun and red light respectively, which demonstrates better depression effect of green light. SS of water under red light circumstances for 20 days is 96 percent of it in the sun light, which indicates bad depression act. In the sun and red light, growth rate of moss is largest in the first 5 days, and decrease more rapidly, which ultimately tend to invariant in the final 5 days. In the green light, growth rate of moss is greatest in the initial 10 days, and decrease slowly, which ultimately tend to invariant in the final 5 days. The growth depression rate of water in the red t is below 10%, and in green light is between 33 and 93%. Green light of which wavelength is among 490 and 570 nm, inhibit the spread of moss based on the photosynthesis restraint of chlorophyll.

    Key wordsdrinking water; moss; optical interference; photosynthesis

    飲用水構筑物上青苔滋生是困擾各大水司的一項技術難題,在高溫季節,沉淀池、濾池等構筑物的青苔滋生尤其嚴重。在天氣晴朗光照較條件較好的情況下,青苔光合作用強烈,生成微型氧氣泡,促使青苔上浮,進而將構筑物底部和側壁的沉泥帶入池面,增加構筑物負荷,降低構筑物的整體去除效率和使用壽命,影響出水水質[1]。近年來,隨著水源地原水水質的惡化,國家水質標準的提高,為了保證優質供水水質,國內眾多水司新增了臭氧預氧化工藝[2-8],預臭氧工藝增加了后續水中的溶解氧,在一定程度上促進了青苔的滋生,擴大了青苔的影響范圍。因此,研究青苔的產生原因和產生機理,探討青苔生長條件和控制措施,對提高處理構筑物的處理效率,改善水廠出水水質,提升水廠的整體形象具有重要的實際意義和運用價值。

    青苔屬于自養型藻類植物,需要葉綠素的光合作用提供能量才能供活,因此青苔對光的照射有較強的依賴性,遮光處理可以較好地抑制沉淀池、濾池等處理構筑物池壁及池底青苔的滋生,但遮光同樣會影響日常的生產操作[1]。為了解決二者的矛盾關系,提出了青苔光干擾去除方案,由于綠光的波長非葉綠素易吸收的光波段,因此采用綠色遮光片對日光進行過濾,去除其余光波,保留綠光照射,從而達到遏制青苔生長。

    1. 研究方法

    1.1  試驗方案

    (1)試驗裝置

    試驗共設12只驗容器,分成4組,每組3只,每組容器均按照圖1進行遮光處理,其中2#容器(空白樣)用于參比,1#與3#燒杯內分別用于綠光和紅光干擾試驗。

     

     

     

     

    作者:張雪, 職稱:助工, E-mail:shirden@163.com



    (2)試驗水樣

    在南方某X水廠的沉淀池出水口處,取20g(鮮重)青苔和20L水樣。將青苔人工均勻破碎后同水樣混合后,測定水樣中的SS含量,同時將均勻水樣等量地注入12只試驗容器內,每只試驗容器的反應水量為800ml。

    (3)生長條件

    將4組試驗容器置于光照條件較佳的環境之中,供青苔正常生長。每組青苔的生長周期分別為5d,10d,15d和20d,試驗過程中,每日將試驗容器內前一日的水樣去除,保留容器內青苔,從沉淀池出水口處取不含青苔的新鮮水樣,補充至試驗容器內,保證容器內青苔生長的營養成分。當生長周期達到預先值后,即刻測定容器內水樣的SS(包含青苔)。

    1.2  指標測定

    容器內水樣的SS采用國標內的重量法進行測定[9]。

    1.3  計算方法

    生長速率為階段性生長率,為本階段與上階段SS差值同上階段SS值的比值。增長率為生長速率隨生長時間的累積值。增長限制率為空白樣品的增長率同各色光下增長率間的差值。

    1. 結果與討論

    2.1  抑制效果分析

    經過試驗培養發現,經綠光照射的青苔較為密實,沉于水底,表面未曾發現青苔跡象,同時青苔量較少,而經紅光和日光照射的青苔浮于池面,同時青苔量較多。圖2~3為試驗過程中青苔隨時間的增長量與增長率。


     


    由圖2~3可見,在20天的試驗過程中受綠光干擾水樣的SS值最低,20d后SS值僅為日光條件下的58%,為紅光干擾的61%,生長效率低下,生長量受到了極大的遏制;而紅光干擾水樣的SS值與日光條件相當,20d后SS值為日光條件下的96%,生長量幾乎未受影響,可見綠光照射能夠很好地抑制青苔的生長,降低青苔的生長量。

    2.2  生長過程分析

    圖4為試驗過程中青苔隨時間的生長速率。由圖4可見,在20d的培養過程中日光與紅光條件下的青苔生長速率持續降低,日光與紅光條件下的青苔在前15d的速率下降最為迅速,15d后速率下降緩慢,基本趨于不變;綠光條件下的青苔在前10d內生長較為高,10d時速率達到最高,隨后速率迅速下降,并趨于穩定。以上分析表明,日光與紅光條件下青苔的最佳生長時間在前5d,隨后隨著容器內青苔數量的增加生長速率急劇下降,當青苔數量達到一定程度后,速率趨于平穩;而綠光條件下青苔由于受綠光照射的干擾,其最佳生長時間同日光與紅光相比明顯滯后,最佳生長時間在10d左右,隨后速率不斷下降趨于穩定。


    圖5為青苔隨時間的增長限制率,紅光對青苔的增長限制率基本上在10%以下,對青苔生長的限制有限;而綠光對青苔生長的增長限制率基本上在33-93%之間,限制作用明顯。

    以上分析表明,綠光對青苔的生長具有很強的抑制作用,可以有效地限制青苔的生長量,降低青苔的生長速率,將青苔的最佳生長時間推后,抑制效果明顯。

    2.3  抑制機理探索

    光合作用是青苔生長的必要條件,光和作用水平的高低直接決定了青苔的生長情況,在農業和水產行業眾多學者研究光譜和光強對作物生產的生長,促進作物的產量[10-14]。葉綠素是青苔光合作用的主要物質,在光合作用過程中,只有葉綠素a直接參與光合作用反應,葉綠素b只是將其所吸收的光能傳遞給葉綠素a,進行能量轉換,協助物質合成,促進青苔生長。如圖6(A)所示,葉綠素a主要吸收光波峰值為432nm 和660nm,葉綠素b 吸收光波峰值為458nm 和642nm[10,12,14],由圖(B)可見綠光的波長是490~570nm,無法給葉綠素提供高效的光能量,供其進行光合作用。光干擾試驗中正是對自然光進行篩選,只給青苔照射綠光,降低青苔的能量轉換,就能有效地遏制青苔的生長,降低青苔的生長速率,圖6中的原理可以很好地解釋綠光抑制青苔生長的機理。

    在X水廠內炭濾池為綠色玻璃蓋板,通過對比發現,炭濾池內青苔比濾池和沉淀池生長緩慢,生長量較少,光干擾抑制效果明顯,效果較好。

    因此綠光干擾可運用于沉淀池、砂濾池濾池和炭濾池的青苔治理,在實際工程中可以通過選擇綠色玻璃蓋來遏制沉淀池、濾池、緩炭濾池內青苔生長速度,降低青苔對生產的干擾和影響,達到治理青苔生產的目的。



    1. 結論

    1綠光照射能夠很好地抑制青苔的生長,降低青苔的生長量,經綠光干擾20d后水樣的SS值分別為日光和紅光條件下的58%與61%;

    2紅光干擾對青苔的生長無明顯的抑制作用,經紅光干擾20d后水樣的SS值為日光條件下的96%,生長量幾乎未受影響;

    3日光與紅光條件下青苔的最佳生長時間在前5d,隨后生長速率急劇下降5d后逐步趨于平穩;

    4綠光條件下青苔的最佳生長時間滯后于日光與紅光,最佳生長時間為10d,隨后速率下降5d后逐步趨于穩定;

    5紅光對青苔的增長限制率基本上在10%以下,對青苔生長的限制有限,而綠光對青苔生長的增長限制率基本上在33-93%之間,限制作用明顯;

    6綠光的波長介于490~570nm之間,無法給葉綠素提供高效的光能量,限制葉綠素的光合作用,抑制青苔的生長;

    7可以通過選擇綠色玻璃蓋來遏制沉淀池、濾池、緩炭濾池內青苔的生長。

    參考文獻

    [1] 代榮. 南星水廠臭氧預處理及臭氧活性碳深度處理生產運行研究[D].杭州: 浙江大學建筑工程學院,2007.

    [2] 喬鐵軍, 安娜, 尤作亮,等.梅林水廠臭氧/生物活性炭工藝的運行效果[J]. 中國給水排水. 2006,22(13):10-13.

    [3] 朱曉軍, 臭氧一活性炭深度處理東江水的應用[D].蘭州: 蘭州交通大學,2007.

    [4] Gunten U. V. Ozonation of drinkingwater: Part II. Disinfection and by-product formation in presence of bromide,iodide or chlorine[J]. Water Research 2003, 37(7):1469–1487.

    [5] Li Jing, Liu Hui-juan, Zhao Xue., et al. Effect of preozonation on the characteristic transformation of fulvic acid and its subsequent trichloromethane formation potential:Presence or absence of bicarbonate[J]. Chemosphere 2008,71(9):1639–1645.

    [6] Pera-Titus M., Garc′?a-Molina V., A. Ba?os M., et al. Degradation of chlorophenols by means of advanced oxidation processes: a general review[J]. Environmental 2004, 47(4):219–256.

    [7] Li Tao, Yan Xiao-ming, Wang Dong-sheng., et al. Impact of preozonation on the performance of coagulated flocs[J]. Chemosphere 2009,75(2): 187–192.

    [8] 周云. 周家渡水廠臭氧活性炭組合工藝的運行[J]. 給水排水.2006,32(15): 19-22.

    [9] 國家環境保護總局《水和廢水監測分析方法》編委會.水和廢水監測分析方法(第4版)[M].北京:中國環境科學出版社,2002

    [10] 苗洪利, 侯紅英, 鄭榮兒,等.調光生態膜促進植物生長的機理探討[J]. 中國海洋大學學報2006,36(2): 313~315

    [11] 苗洪利, 林敬文, 鄭榮兒, 等. 調光生態膜光學性能研究[J]. 中國海洋大學學報2005,35 (2) :335~338

    [12] Mercado J. M., Sánchez-Saavedra M. D. P., Correa-Reyes G., et al. Blue light effect on growth, light absorption characteristics and photosynthesis of five benthic diatom strains[J]. Aquatic Botany 2004,78(3):265–277

    [13] Blindow I., Dietrich J., M?llmann N., et al. Growth, photosynthesis and fertility of Chara aspera under different light and salinity conditions[J]. Aquatic Botany 2003,76(3): 213–234.

    [14] Murray K.J., Tenhunen J.D., Nowak R.S., et al. Photoinhibition as a control on photosynthesis and production of sphagnum mosses[J].Oecologia,1993,96(2):200-207.

    作者簡介:張雪(1983.12),男,江蘇揚州人,助工,碩士,主要從事飲用水處理技術研究.發表論文5篇.


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