給水廠不同工藝對微囊藻毒素到底有什么影響？

時間：2017-09-19 來源：給水排水 作者：

摘要：針對常規處理和深度處理給水廠，研究夏季水源高藻期和冬季水廠各工藝段微囊藻毒素的濃度變化，討論不同水處理工藝對微囊藻毒素的去除效果。本研究以3個具有代表性處理工藝的給水廠為對象，針對冬季和夏季水源高藻期兩種典型原水特征，分析微囊藻毒素在水廠處理過程的變化特征，討論不同處理工藝對微囊藻毒素的去除效果，為給水廠制水工藝的優化改進提供依據和參考。

1材料與方法

1.1儀器與試劑

液相色譜-三重四極桿串聯質譜儀（Agilent，USA）；自動固相萃取裝置（Auto trace 280，Caliper，USA）；氮氣自動濃縮儀（Turbo Vap II，Caliper，USA）；HLB固相萃取小柱（500 mg/6 mL，Waters，USA）；0.22 μm PVDF針式濾膜（Millipore，USA）。

微囊藻毒素標準品（Alexis，Switzerland）；乙腈、甲醇、甲酸（HPLC級，Merck，Germany）；超純水（Millipore，USA）。

1.2試驗方法

研究對象為3個具有代表性工藝的大型給水廠，A水廠和B水廠采用深度處理工藝，C水廠采用常規處理工藝，工藝流程見圖1。3個水廠的原水取自相同的水庫水源。采樣點選擇在水廠各工藝段出水，采樣時間為8月和9月（夏季水源高藻期）及1月和2月（冬季），檢測水樣微囊藻毒素含量，分析處理工藝對微囊藻毒素的去除作用。

1.3微囊藻毒素測定

水樣（1 L）經玻璃纖維濾膜過濾，采用HLB固相萃取小柱對微囊藻毒素進行富集（至1 mL），濃縮后樣品以液相色譜-三重四極桿串聯質譜對微囊藻毒素進行檢測。共檢測7種微囊藻毒素，包括微囊藻毒素-LA（MC-LA）、微囊藻毒素-LF（MC-LF）、MC-LR、微囊藻毒素-LW（MC-LW）、微囊藻毒素-LY（MC-LY）、微囊藻毒素-RR（MC-RR）和微囊藻毒素-YR（MC-YR）。

1.4數據分析

采用Excel進行數據分析，Origin 8.0進行圖表處理。

2結果與討論

2.1給水廠微囊藻毒素的總體特征

7種微囊藻毒素在水廠均有檢出，其中，MC-LR和MC-RR為主要藻毒素種類。不同水廠各工藝單元的微囊藻毒素分布見圖2。

進廠原水中，夏季微囊藻毒素總濃度為14.59～102.13 ng/L，冬季微囊藻毒素總濃度為13.42～29.37 ng/L，同一采樣時間，3個水廠原水中藻毒素濃度沒有明顯差異。夏季進廠原水微囊藻毒素濃度高于冬季，這與水源地水庫的藻類生物量季節規律和水庫微囊藻毒素的時間特征一致。

出廠水分析可見，夏季水源高藻期，深度處理A水廠出廠水中微囊藻毒素總濃度為5.40～7.31 ng/L，B水廠為4.66～5.91 ng/L，進廠原水中MC-LA和MC-LW在出廠水中未檢出；采用常規工藝處理的C水廠出廠水微囊藻毒素總濃度為67.83～237.80 ng/L，遠高于兩個深度處理出廠水，尤其是MC-LR和MC-RR，在C水廠出廠水中最高分別為117.22 ng/L和105.37 ng/L。冬季原水微囊藻毒素較低，A水廠和B水廠出廠水微囊藻毒素總濃度分別為3.91～4.04 ng/L和4.08～4.64 ng/L，C水廠出廠水微囊藻毒素總濃度為7.43～15.29 ng/L，差距較夏季縮小�？傮w而言，3個水廠出廠水的微囊藻毒素均未超標（MC-LR不得超過1.0 μg/L）。

2.2給水廠對微囊藻毒素的去除率

不同水廠對微囊藻毒素的平均去除率如圖3。A水廠深度處理工藝（預氯化—混凝沉淀—砂濾—臭氧—GAC—氯消毒）夏季對不同微囊藻毒素的去除率為59.2%～100%；冬季為42.34%～100%。B水廠深度處理工藝（預臭氧—混凝沉淀—砂濾—臭氧—GAC—紫外消毒）夏季對不同微囊藻毒素去除率為58.80%～100%，冬季為38.97%～100%；常規處理C水廠（混凝沉淀—砂濾—氯消毒）夏季的微囊藻毒素去除率為-684.54%～68.13%，冬季為28.36%～59.49%，相對較低。

從整體工藝來看，兩個深度處理水廠對微囊藻毒素的去除效果大致相當，常規處理水廠去除較差，深度處理對微囊藻毒素的去除明顯優于常規處理。尤其在夏季原水藻類較高時，預氯化和砂濾后出水有微囊藻毒素增高現象（見圖2），兩個深度處理水廠均可以通過后續的臭氧活性炭將增多的藻毒素有效去除，但是常規處理水廠由于無后續有效應對措施，導致夏季出廠水的微囊藻毒素含量比進廠水要高，尤其是MC-LR和MC-RR，出廠水中的濃度為進廠原水的2～6倍，去除率為負值，因此夏季藻類較高時深度處理工藝的優勢更加明顯。

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