㈠原水除藻臭氧化水處理技術(shù)的試劑法
1、預(yù)氧化作用
⑴ 氯預(yù)氧化
氯消毒經(jīng)濟(jì)、有效、使用方便，應(yīng)用歷史最久，是目前國(guó)內(nèi)采用最廣泛的預(yù)氧化劑。采用氯預(yù)氧化可以明顯提高對(duì)原水濁度和藻類的去除率，但有研究表明，由于原水中含有較多的腐殖質(zhì)類天然有機(jī)物，而氯預(yù)氧化所需要的投加量較高，因而使用氯預(yù)氧化可能會(huì)在一定程度上導(dǎo)致消毒副產(chǎn)物（如三氯甲烷）濃度的增加，影響出廠水水質(zhì)。
⑵臭氧預(yù)氧化
臭氧氧化和消毒同樣歷史悠久，歐洲國(guó)家使用較多。在常用氧化劑中，臭氧是氧化能力最強(qiáng)的。在一定的濃度下，臭氧可以將相當(dāng)多的有機(jī)物和無(wú)機(jī)還原性物質(zhì)徹底氧化分解；在較低濃度下，也可以將大分子有機(jī)物氧化為小分子有機(jī)物，起到預(yù)氧化的作用。對(duì)于藻類的去除也有比較好的作用效果。
臭氧極不穩(wěn)定，分解是放出新生態(tài)氧：O3 = O2 + [O] 新生態(tài)氧具有強(qiáng)氧化能力,對(duì)頑強(qiáng)的微生物如病菌、芽孢等也有強(qiáng)大的殺傷力。臭氧的消毒能力之所以強(qiáng)，除氧化能力強(qiáng)以外，還可能由于滲入細(xì)胞壁能力強(qiáng)，亦可能由于臭氧破壞細(xì)菌有機(jī)體鏈狀結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致細(xì)菌死亡。對(duì)藻類形態(tài)觀察發(fā)現(xiàn)，臭氧對(duì)藻類具有較大的破壞作用。顯微鏡下經(jīng)常可以見(jiàn)到氧化后斷裂的殘?jiān)迤我约笆ゼ?xì)胞質(zhì)的空細(xì)胞壁，而對(duì)臭氧預(yù)氧化后未經(jīng)過(guò)其它處理的水樣檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，藻類數(shù)量仍然減少了30%~50%。
臭氧化技術(shù)目前在國(guó)內(nèi)應(yīng)用還不多，尚存在一些有待解決的問(wèn)題。首先是經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，臭氧消毒設(shè)備復(fù)雜，投資大，耗電量大，且需要邊生產(chǎn)邊使用，不能儲(chǔ)存。其次，據(jù)近年來(lái)關(guān)于臭氧消毒和去除有機(jī)物可能產(chǎn)生的潛在危害的研究表明：A.含有有機(jī)物的水經(jīng)過(guò)臭氧處理后，有可能將致突變物質(zhì)或THMs的前驅(qū)物如腐殖酸等大分子有機(jī)物分解成小分子中間產(chǎn)物，而在這些中間產(chǎn)物中，也可能存在致突變物質(zhì)，除非臭氧投量高到足以使全部有機(jī)物無(wú)機(jī)化（從費(fèi)用上考慮是不現(xiàn)實(shí)的）。因而，若在臭氧化后再加氯化（臭氧在水中不穩(wěn)定，容易消失，不能在管網(wǎng)中繼續(xù)保持殺菌能力，故臭氧化后，通常還需加少量氯以維持水中一定的余氯量），水中THMs也許仍會(huì)產(chǎn)生甚至更多。B.在臭氧投量有限的情況下，不可能去除水中氨氮，因而水中有機(jī)氮含量高時(shí)，臭氧則把有機(jī)氮氧化成氨氮，致使水中的氨氮含量反而增高。C. 在臭氧的氧化作用下，有相當(dāng)數(shù)量的藻類細(xì)胞的物理形態(tài)被破壞，細(xì)胞質(zhì)外泄，甚至相當(dāng)多的藻類整個(gè)藻體全被分解而引起藻類數(shù)量的減少。因而，如果使用臭氧預(yù)氧化，可能會(huì)增加水中溶解性有機(jī)物的含量，在有毒藻類存在時(shí)，可能會(huì)增加水中的藻毒素含量，引起水質(zhì)的二次污染。
實(shí)際使用中，常把臭氧與能夠去除溶解性有機(jī)物的后續(xù)工藝如活性炭吸附等結(jié)合使用，來(lái)解決上述問(wèn)題，其主要目的不在于消毒，而在于去除水中有機(jī)物。因?yàn)榻?jīng)臭氧化后，大分子有機(jī)物被臭氧分解成小分子中間產(chǎn)物，而這些中間產(chǎn)物易被活性炭吸附或活性炭表面生物所降解，其后再加氯消毒，就無(wú)THMs產(chǎn)生的危險(xiǎn)。
⑶二氧化氯預(yù)氧化
二氧化氯的氧化性比氯氣強(qiáng)，剩余量更穩(wěn)定，并能有效地控制水的色度、嗅味等。此外，二氧化氯的化學(xué)反應(yīng)不同于氯，它與三氯甲烷（THMs）前驅(qū)物幾乎不發(fā)生氯代反應(yīng)，從而氯的消毒副產(chǎn)物可得到有效控制。國(guó)際上將二氧化氯列為飲用水AI級(jí)安全消毒劑。
一般來(lái)說(shuō)，二氧化氯用作預(yù)氧化劑的劑量是預(yù)氯化的所需劑量的30%~50%，研究表明[5]，當(dāng)其投加量達(dá)到0.2mg/L時(shí)，對(duì)藻類有較好的殺滅效果，但對(duì)氨氮和亞硝酸鹽的氧化效果不明顯。對(duì)有機(jī)物和色度也幾乎沒(méi)有去除效果。二氧化氯能有效地控制藻類的生長(zhǎng)以及因此而產(chǎn)生的異味。有研究認(rèn)為其機(jī)理在于：二氧化氯能破壞藻類葉綠素中的吡咯環(huán)，使葉綠素失活，導(dǎo)致藻類無(wú)法進(jìn)行新陳代謝而死亡。二氧化氯與藻類及其分泌物反應(yīng)生成無(wú)嗅無(wú)味無(wú)毒的物質(zhì)，并能夠成功地控制霉味、魚(yú)腥味以及防線菌帶來(lái)的異味。有利于提高水廠出水品質(zhì)，滿足用戶色、味、口感等要求。
但有研究認(rèn)為，二氧化氯用于水源水的預(yù)氧化，對(duì)后續(xù)的混凝效果有一定的不利影響。同時(shí)，當(dāng)以二氧化氯作為預(yù)氧化時(shí)，若用臭氧消毒就會(huì)增加臭氧的消耗，因二者會(huì)互相反應(yīng)產(chǎn)生額外消耗。所以，不能采用以二氧化氯作預(yù)氧化，以臭氧為消毒的處理工藝。
另外，據(jù)有關(guān)研究表明，穩(wěn)定性二氧化氯預(yù)氧化對(duì)藻類和濁度都有較好的強(qiáng)化去除效果。所以，實(shí)際生產(chǎn)中最好采用現(xiàn)場(chǎng)制備二氧化氯。
考慮到二氧化氯的運(yùn)行成本比氯氣高，可采用濾前投加ClO2除藻除嗅，而濾后仍可投加氯氣保持殘留，即達(dá)到了有效除藻除嗅殺菌的目的，保持余氯量，有能有效的控制THMs的生成。這種利用已有的氯氣作原料生成二氧化氯來(lái)控制和除去來(lái)自地表水中的藻類和嗅味，減少THMs的方法適用于采用氯消毒工藝的老廠改造。
⑷ 過(guò)氧化氫預(yù)氧化
過(guò)氧化氫是一種比較常見(jiàn)的氧化劑，其氧化還原電位比氯高，比二氧化氯和臭氧低。 與其它預(yù)氧化劑相比，過(guò)氧化氫具有一個(gè)獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，即它本身的氧化產(chǎn)物為水，不會(huì)向水體增加任何副作用，而且目前也未見(jiàn)其氧化產(chǎn)生其它副產(chǎn)物的報(bào)道。過(guò)氧化氫有很好的濁度去除效果，除藻效果與二氧化氯、KMnO4接近。 采用過(guò)氧化氫作預(yù)氧化劑的殺藻實(shí)驗(yàn)?zāi)壳斑€在進(jìn)行中，有待對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析比較。
⑸高錳酸鉀預(yù)氧化
高錳酸鉀也是一種常見(jiàn)的消毒劑和氧化劑，投加高錳酸鉀可以有效提高藻類的去除率。但是，隨著高錳酸鉀投加量的增加，出水濁度也會(huì)隨之增高。而且，高錳酸鉀具有較重的顏色，投加后容易使水的色度增加甚至超標(biāo)。另外，還要注意錳是否會(huì)超標(biāo)。所以，從水質(zhì)安全角度考慮，不宜采用高錳酸鉀作預(yù)氧化劑，除非后續(xù)處理工藝能有效地去除色度和錳。
另?yè)?jù)武漢市自來(lái)水公司水質(zhì)檢測(cè)中心試驗(yàn)表明，KMnO4氧化有機(jī)物的動(dòng)力學(xué)過(guò)程是一個(gè)耗時(shí)的過(guò)程，若接觸時(shí)間少于2小時(shí)則效果不甚明顯，若能有5小時(shí)的接觸時(shí)間則效果是令人滿意的，但目前大部分水廠的凈水工藝達(dá)不到該接觸時(shí)間。
⑹硫酸銅殺藻
以硫酸銅作為殺藻劑，是許多水廠曾經(jīng)和現(xiàn)在采用的傳統(tǒng)方法。但是據(jù)武漢市自來(lái)水公司水質(zhì)檢測(cè)中心試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，同高錳酸鉀一樣，硫酸銅殺藻是一個(gè)較緩慢的過(guò)程，不可能象預(yù)氯化那樣，在很短的時(shí)間里將藻殺死。此外，硫酸銅在水體中殘留的時(shí)間很長(zhǎng)，若不能在后續(xù)處理工藝中有效的去除，將對(duì)人和水生物均產(chǎn)生毒害。所以，我們認(rèn)為投加硫酸銅殺藻不可取。
2、加強(qiáng)混凝作用
⑴ 聚合氯化鋁（PAC） 聚合氯化鋁又名堿式氯化鋁或羥基氯化鋁。它是以鋁灰或含鋁礦物作為原料，采用酸溶或堿溶法加工制成。其分子式為 [Al2(OH)nCl6-n]m ，其中m為聚合度，單體為鋁的羥基配合物 Al2(OH)nCl6-n ，通常n=1~5，m≤10。聚合氯化鋁溶于水后，即形成聚合陽(yáng)離子，對(duì)水中膠粒起電中和及架橋作用。由于藻類多帶負(fù)電荷，PAC能較有效地使藻類與其它膠體顆粒脫穩(wěn)絮凝。但是，原水含藻量過(guò)高時(shí)，形成的絮體較松散，不易下沉，不利于后續(xù)去除。
⑵聚丙烯酰胺（PAM） 聚丙烯酰胺是非離子型聚合物，是目前使用最為廣泛的人工合成有機(jī)高分子混凝劑和助凝劑。其分子式為：
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聚丙烯酰胺的聚合度可高達(dá)20000~90000，相應(yīng)的分子量高達(dá)150萬(wàn)~600萬(wàn)。它的混凝效果在于對(duì)固體表面具有強(qiáng)烈的吸附作用，在膠粒間形成橋聯(lián)。聚丙烯酰胺每一鏈節(jié)中均含有一個(gè)酰胺基（－CONH2）。由于酰胺基之間的氫鍵作用，線形分子往往不能充分伸展開(kāi)來(lái)，致使架橋作用削弱。為此，通常將PAM在堿性條件下（pH＞10）進(jìn)行部分水解，生成陰離子型聚合物（HPAM）：
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PAM經(jīng)部分水解后，部分酰胺基帶負(fù)電荷，在靜電斥力下，高分子得以充分伸展開(kāi)來(lái)，吸附架橋作用得以充分發(fā)揮。由酰胺基轉(zhuǎn)化為羧基的百分?jǐn)?shù)稱水解度，亦即y/x值。水解度過(guò)高，負(fù)電性過(guò)強(qiáng)，對(duì)絮凝也產(chǎn)生阻礙作用。一般控制水解度在30%~40%較好。通常以HPAM作助凝劑以配合鋁鹽或鐵鹽作用，效果明顯。
有機(jī)高分子混凝劑可能有毒性，PAM和HPAM的毒性主要在于單體丙烯酰胺。故產(chǎn)品中的單體殘留量要嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定控制。
⑶ HCA助凝劑
HCA是近年發(fā)展起來(lái)的新型凈水劑，是以二甲基二烯丙基氯化氨（Diallyl Dimethyl Ammonium Chloride 簡(jiǎn)稱DMDAAC或FL45C）均聚而成的高分子陽(yáng)離子聚電解質(zhì)[8]，水溶性好，能完全溶解于水呈真溶液。HCA做助凝劑投加，有很好的降濁、除藻及去除有機(jī)物的作用，其用量?jī)H為混凝劑用量的1%左右，能節(jié)省混凝劑約1/3用量。
HCA的助凝作用機(jī)理是籍助聚合物本身含有的陽(yáng)離子基團(tuán)和活性吸附基團(tuán),對(duì)懸浮膠體和含負(fù)電荷的物質(zhì)通過(guò)電中和及吸附架橋等作用使之失穩(wěn)、絮凝。由于有機(jī)高分子有極高的聚合度，故其架橋作用遠(yuǎn)較多核型無(wú)機(jī)混凝劑強(qiáng)烈。由于藻類表面帶負(fù)電荷，易與陽(yáng)離子型HCA接觸，使其絮凝成團(tuán)，因而可加速其沉淀去除。
使用無(wú)機(jī)混凝劑（如FeCl3）同時(shí)籍助HCA陽(yáng)離子基團(tuán)和活性吸附基團(tuán)，可將藻類大量吸附下沉，提高混凝效果，對(duì)高藻水處理有明顯效果，且適用的pH值范圍也較廣。有關(guān)實(shí)驗(yàn)證明，在保證出水水質(zhì)的前提下，可節(jié)約藥耗15%~30%，降低制水成本12.7%~23.6%，謁制了鋁鹽、液氯大量投加所帶來(lái)的副作用。投加HCA后，池面浮藻明顯減少，減輕可濾池的負(fù)擔(dān)。HCA產(chǎn)品毒性低，投加量少，投加方式簡(jiǎn)單，運(yùn)輸、儲(chǔ)存方便，是一種高效、經(jīng)濟(jì)、安全的凈水材料。
⑷高鐵酸鹽復(fù)合藥劑
高鐵酸鹽復(fù)合藥劑是鐵的+6價(jià)化合物，具有氧化、絮凝、殺菌和吸附等多功能水處理效果，是一種很有發(fā)展前途的新型水處理藥劑。在高鐵酸鹽復(fù)合藥劑強(qiáng)化混凝過(guò)程中，高鐵酸鹽復(fù)合藥劑的氧化性起主要作用。高鐵酸鹽復(fù)合藥劑的氧化能力較強(qiáng)，能使水中有機(jī)物分解和破壞，而且，伴隨其在水中分解過(guò)程，可能產(chǎn)生高正電多聚水解產(chǎn)物，最終形成Fe(OH)3膠體沉淀，使其不僅可以氧化水中某些有機(jī)物，而且可以通過(guò)吸附和共沉的協(xié)同作用去除水中的有機(jī)物[9]。因而，高鐵酸鹽預(yù)氧化對(duì)水中藻類具有優(yōu)良的強(qiáng)化去除作用；隨著pH值的降低，高鐵酸鹽的強(qiáng)化混凝除藻作用更加顯著。
影響高鐵在水處理中推廣應(yīng)用的原因主要有兩點(diǎn)：第一，產(chǎn)品制備復(fù)雜，成本頗高。目前的制備方法以化學(xué)法為主，均以獲得高純度的高鐵固體產(chǎn)品為目的，導(dǎo)致過(guò)高的產(chǎn)品成本，因而沒(méi)有形成生產(chǎn)規(guī)模。第二，高鐵的液體產(chǎn)品極比穩(wěn)定，在一般條件下即分解失效，不能作為一種商品存放和使用，更無(wú)法在水處理中應(yīng)用。根據(jù)高鐵酸鹽的化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，應(yīng)采取電化學(xué)和特殊化學(xué)過(guò)程制備穩(wěn)定性較高的高鐵復(fù)合產(chǎn)品，開(kāi)發(fā)出穩(wěn)定高鐵絮凝劑制備的設(shè)備系統(tǒng)，獲取具有優(yōu)勢(shì)高鐵酸鹽與絮凝劑復(fù)合的現(xiàn)場(chǎng)與在線投加產(chǎn)品，具有強(qiáng)化的絮凝、氧化、吸附除污染與消毒殺菌的作用功能。
3、吸附作用
為去除水的嗅味、天然色度和合成溶解有機(jī)物、微污染物質(zhì)等，活性炭吸附是有效的措施。大部分比較大的有機(jī)物分子、芳香族化合物和低分子量有機(jī)物有明顯的去除效果。實(shí)踐證明，活性炭可降低總有機(jī)碳TOC，總有機(jī)鹵化物TOX和總?cè)u甲烷TTHM等指標(biāo)。
活性炭是用煙煤、褐煤、果殼或木屑等多種原料經(jīng)碳化和活化過(guò)程制成的黑色多孔顆粒，其主要特性是比表面積大和孔隙構(gòu)造。在制造活性碳的活化階段，炭粒晶格間生成的空隙形成了各種形狀和大小不同的細(xì)孔，其中大孔孔隙半徑100~10000nm，中孔孔隙半徑為2~100nm，小孔孔隙半徑<2nm，大、中、小孔孔壁的中面積就是活性炭的總表面積，活性炭的強(qiáng)吸附性能主要發(fā)生在這些孔的表面上?；钚蕴康奈搅砍c表面積有關(guān)外，還與細(xì)孔的形狀、分布及表面的化學(xué)性質(zhì)有關(guān)。一般情況，由于水處理的活性炭應(yīng)具有適當(dāng)比例的孔，以去除水中分子量（或分子直徑）較大的吸附質(zhì)?；钚蕴勘砻婢哂形⑷醯臉O性，不僅可以去除水中的非極性吸附質(zhì)，還可以去除極性吸附質(zhì)，甚至某些微量的金屬離子及其化合物。
水華期間，藻類大量繁殖，使水源帶有色、臭、味。活性炭吸附是除色、臭、味最有效的方法之一。此外，活性炭用于由鐵、錳及植物分解產(chǎn)物或由于有機(jī)污染而使水體帶有的顏色的去除也是十分有效的。用活性炭去除水中微量有機(jī)氯及其產(chǎn)生的異臭味也是最為有效的方法之一。
活性炭分為顆粒活性炭（GAC）和粉末活性炭（PAC）兩種，盡管兩者的顆粒大小不同，但因吸附性能決定于炭的孔隙大小和孔隙的表面積，所以吸附性能本質(zhì)上沒(méi)有差別。雖然如此，但在生產(chǎn)實(shí)際中，兩種活性炭的使用方式卻大不相同，下面分別進(jìn)行介紹：
⑴顆?；钚蕴浚℅AC）
顆粒活性炭的有效粒徑一般為0.4~1.0mm，均勻系數(shù)約為1.4~2.0。顆粒活性炭的使用方式通常有以下三種：
第一種，用顆?；钚蕴刻鎿Q部分砂濾料，成為炭砂雙層濾料濾池。采用這種方式，凈化效果比單層好，可以減少反沖洗次數(shù)，降低反沖洗強(qiáng)度。目前在瑞士、日本、美國(guó)都有采用。由于僅用活性炭替換部分砂層，可以迅速投產(chǎn)使用。但是這種方式換炭較困難，一般只作為應(yīng)急措施采用。
第二種，用顆?；钚蕴刻鎿Q全部砂層，即活性炭吸附兼過(guò)濾。目前法國(guó)、美國(guó)、瑞士等國(guó)的水廠采用這種方式的活性炭吸附池也很多。
第三種，在砂濾之后建獨(dú)立的活性炭吸附池。先經(jīng)砂濾，再經(jīng)炭吸附池，可以延長(zhǎng)活性炭對(duì)去除殺蟲(chóng)劑、酚、有機(jī)物產(chǎn)生的臭與味的使用周期，有效地利用活性炭的吸附性能。特別是在原水中含鐵和錳時(shí)效果更為明顯。目前美國(guó)、荷蘭、日本有不少水廠采用這種形式。
當(dāng)水源受到生活水污染時(shí)，水中有機(jī)物及氨濃度增加，采用折點(diǎn)加氯法可能使出水中形成顯著的氯氨味，用顆?；钚蕴靠梢杂行У厝コ劝蔽丁＿€可以利用活性炭表面的微生物觸氨，減少在水處理過(guò)程中形成的新的有機(jī)氯化物。
采用顆?；钚蕴课匠靥幚硭畷r(shí)，一定要考慮失效炭的再生。從國(guó)內(nèi)外眾多活性炭?jī)艋畯S的運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)驗(yàn)可知，顆?；钚蕴课酱驳囊淮问褂脡勖话銥?~3年，有的更長(zhǎng)些。由于在水廠內(nèi)建造再生爐，基建費(fèi)用較高，利用率低，在經(jīng)濟(jì)上不合算，因此活性炭再生通常由制造廠出租給水廠使用或?qū)⑹Щ钚蕴克偷皆偕鷮I(yè)廠再生。較小的水廠也有在廠內(nèi)采用小型再生設(shè)備的，如我國(guó)白銀地區(qū)飲用水深度處理工程中采用直接電流加熱再生爐，構(gòu)造簡(jiǎn)單、操作方便、體積小、熱效率高。另日本采用顆?；钚蕴课匠氐乃畯S，一般均設(shè)有再生爐。
⑵粉末活性炭（PAC）
粉末活性炭的粒徑一般為10~50μm，因其顆粒小，比表面積大，吸附速度較快，一般情況可與混凝過(guò)程相結(jié)合，直接投加到原水中，經(jīng)混合吸附水中有機(jī)和無(wú)機(jī)雜質(zhì)后，粘附在絮體上的炭粒大部分在沉淀池中成為污泥后排除，常應(yīng)用于季節(jié)性水質(zhì)惡化時(shí)的間歇處理以及粉末活性炭投加量不高時(shí)。粉末活性炭吸附效果特別顯著，同時(shí)可增加絮凝礬花的核心作用，提高懸浮顆粒的碰撞機(jī)會(huì)，可提高混凝工藝的處理效果，并有利于浮渣的去除。
采用粉末活性炭吸附工藝，能降低水體中的溶解性有機(jī)物含量，同時(shí)粉末活性炭也能去除異嗅、異味物質(zhì)，提高飲用水水質(zhì)。
㈡原水除藻臭氧化水處理技術(shù)的非試劑法
1、濾網(wǎng)除藻
1963年華東市政工程設(shè)計(jì)院與上海市自來(lái)水公司等進(jìn)行了此項(xiàng)試驗(yàn)研究[13]，以太湖水為水源，濾網(wǎng)濾速達(dá)21～56cm/h ，相應(yīng)水頭損失2～13cm，由30次試驗(yàn)結(jié)果的平均值可見(jiàn)濾網(wǎng)除藻效率顯著，除濁、除色、除耗氧量CODMn較差，混凝沉淀除藻不及濾網(wǎng)除藻。
1980～1981年湖南大學(xué)、撫順市建設(shè)局與自來(lái)水公司以大伙房水庫(kù)水為原水，進(jìn)行了除藻試驗(yàn)，原水含藻平均203×103/L，在使用國(guó)產(chǎn)Ⅱ號(hào)網(wǎng)（經(jīng)100，緯700）時(shí)，微濾機(jī)產(chǎn)水量可達(dá)30.7～127.2m3/h/m2，藻類去除率平均達(dá)61%，浮游動(dòng)物去除率可達(dá)99.7%，水頭損失5～15cm，微濾機(jī)沖洗水率1%，電耗每1000m3耗10kw/h。
2、直接過(guò)濾法
⑴常規(guī)濾池直接過(guò)濾
采用在石英濾料表面敷設(shè)一定厚度的大顆粒無(wú)煙煤的方式，可以有效地緩解藻類對(duì)濾池的堵塞情況，延長(zhǎng)濾池的過(guò)濾周期。無(wú)煙煤的顆粒粒徑越大，濾池的工作周期越長(zhǎng)。應(yīng)注意的是對(duì)于敷設(shè)無(wú)煙煤濾料的濾池，應(yīng)考慮反沖洗方式對(duì)濾料層結(jié)構(gòu)和過(guò)濾效果的影響，選擇適宜的反沖洗方式。
⑵輻射流濾池直接過(guò)濾試驗(yàn)
武漢工業(yè)大學(xué)進(jìn)行過(guò)輻射流濾池直接過(guò)濾試驗(yàn)，原水經(jīng)加礬，加助濾劑聚丙烯酰胺后，進(jìn)入旋流反應(yīng)池，反應(yīng)歷時(shí)5min，然后經(jīng)輻射流過(guò)濾器過(guò)濾，輻射過(guò)濾器平面呈扇形，圓心角為22 1/2度，圓心至濾床進(jìn)水表面半徑ro=400mm，濾床水平厚度800mm，垂直高度300mm。底部配水系統(tǒng)采用夾尼龍網(wǎng)的雙層穿孔板，孔板開(kāi)孔率為2%，采用均粒濾料，粒徑1.00～1.25mm，以一雙層濾料濾池作對(duì)比，雙層濾池采用φ1.25～2.00mm的煤，厚400mm，φ0.5～1.0mm的砂，厚400mm。試驗(yàn)結(jié)果表明，由于采用了聚合氯化鋁絮凝劑及聚丙烯酰胺助濾劑，除藻、除濁效果均較⑴中直接過(guò)濾為好，輻射流過(guò)濾是減速過(guò)濾，其凈水效果與豎向流相近而略優(yōu)。
⑶流化床接觸絮凝澄清池試驗(yàn)
武漢工業(yè)大學(xué)進(jìn)行的活性砂絮凝沉淀試驗(yàn)，實(shí)質(zhì)上流化床接觸絮凝澄清（過(guò)濾）試驗(yàn)，其工作原理是上升水流中的微粒在微渦體運(yùn)動(dòng)場(chǎng)中，依靠活性砂表面吸附的高分子絮凝劑，具有大的表面和吸附力，通過(guò)架橋與網(wǎng)捕作用，截留水中微粒，試驗(yàn)裝置見(jiàn)文獻(xiàn)。試驗(yàn)成果表明，懸砂濃度以12000mg/L為妥，液面上升速度以不大于3mm/s為妥，聚丙烯酰胺PAM投加量與投砂的重量比3:10000為宜，活性砂的成熟期1h，初期工作期8h、循環(huán)投砂期0.5h，后續(xù)工作期4h，該項(xiàng)設(shè)備經(jīng)加斜管后，在高負(fù)荷下有防止上升水流挾帶微粒的作用。
3、浮選分離法
氣浮法由于分離效率高，并兼有向水中充氧曝氣的作用，所以特別適用于處理低溫、低濁、高藻、高色和受有機(jī)物污染的原水。工程應(yīng)用及研究均表明，除分離無(wú)機(jī)及有機(jī)懸浮物外，氣浮法對(duì)于水中溶解性有機(jī)物也有一定的去除效果。
實(shí)際上，即使是在含沙量較大的江河水或混凝良好的水中，也還存同樣適于為氣浮法所去除的小沉速顆粒。更何況隨著國(guó)內(nèi)水環(huán)境受到日益嚴(yán)重的污染，許多河水兼有了江河水與湖、塘、水庫(kù)水的水質(zhì)特征，如含藻量增多、色臭味加重、并呈現(xiàn)季節(jié)性變化（如漢江水華現(xiàn)象），增加了混凝-沉淀-過(guò)濾工藝的處理難度。因此，將氣浮工藝引入傳統(tǒng)水處理流程中，可充分發(fā)揮氣浮法與沉淀法各自的特點(diǎn)，以期獲得較好的處理效果。
實(shí)踐表明，氣浮工藝用于水廠改造，具有實(shí)用性強(qiáng)，應(yīng)用面廣、投資少、見(jiàn)效快等特點(diǎn)，可作為處理微污染江河飲用水的一種備選方法。對(duì)于緩解由于水源污染而造成的處理難度，改善供水水質(zhì)，降低制水成本，具有普遍的意義和較高的應(yīng)用價(jià)值。
4、生物（接觸氧化）預(yù)處理除藻
1989～1991年中南設(shè)計(jì)院在武漢東湖水廠進(jìn)行了生物接觸氧化預(yù)處理除藻試驗(yàn)，試驗(yàn)裝置參見(jiàn)文獻(xiàn)。預(yù)處理池三級(jí)串聯(lián)，內(nèi)裝3m高峰窩填料，由空壓機(jī)供氣，氣水依次逆流、順流、逆流接觸。隱藻門、藍(lán)藻門藻類易被氧化分解，去除率可達(dá)90%以上，但綠藻門中的柵裂藻不易氧化，去除率僅43.8%，硅藻由于硅殼難于完全分解，去除率僅為65.4%，氣水比對(duì)水中溶解氧、水循環(huán)、生物膜更新都有影響，從而影響藻類的去除率，提高氣水比，有利于提高藻的去除率。
水溫對(duì)除藻率的影響呈一次線性關(guān)系。水溫低于20℃時(shí)，除藻率隨藻負(fù)荷（藻負(fù)荷為單位體積填料每小時(shí)負(fù)擔(dān)藻類的數(shù)量）提高而下降，但幅度不大，如當(dāng)水溫為5.5～10℃時(shí)，藻負(fù)荷自200×107 個(gè)／m3h，上升到1380×107 個(gè)／m3h，提高了69倍，而藻的去除率僅從83%下降至67%，可見(jiàn)生物處理對(duì)藻的去除有較好的穩(wěn)定性。有資料說(shuō)明，生物處理除藻的同時(shí)，氨氮的去除率達(dá)80%～95%，除濁率為48%～80%，除色度率為30%～60%，COD去除率為18%~26%，臭閾值冬季去除率為60%~70%，Ames致突變率有所減弱。
5、光氧化法
光氧化法是指在可見(jiàn)光或是紫外光（UV）作用下進(jìn)行的光化學(xué)、光催化或是光敏化的氧化過(guò)程，也稱為高級(jí)氧化法（AOPs）。
⑴光化學(xué)氧化
光化學(xué)氧化是指加入水體中的O3、H2O2和O2等氧化劑在紫外光作用下，產(chǎn)生羥基自由基（OH）強(qiáng)氧化性物質(zhì)，大幅度地加快對(duì)水體中的有機(jī)物污染物的降解作用。光化學(xué)氧化能力與反應(yīng)速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單獨(dú)使用氧化劑的氧化能力。為了產(chǎn)生OH自由基和活化有機(jī)物，光化學(xué)需要較大的離解能。短波長(zhǎng)的紫外光（波長(zhǎng)為200~280nm）產(chǎn)生OH自由基最為有效，使用最廣泛的紫外光光源是低壓陰離子汞燈（蒸汽壓力在10-2~10-3在毫帕內(nèi)），其放射光譜為253.7nm的單色波長(zhǎng)。目前采用的主要工藝為UV-O3、UV-H2O2、UV-O3-H2O2和UV-O2-H2O2。
⑵光催化氧化
光催化氧化是指采用n型半導(dǎo)體作為催化劑，水分子經(jīng)光照射后在催化劑表面上失去電子生成羥基自由基OH與同時(shí)生成的O2-和光生空穴等一起礦化有機(jī)物。TiO2被認(rèn)為是目前n型半導(dǎo)體中催化型和穩(wěn)定性最好的催化劑。以TiO2催化劑為例，為了完成電子躍遷，光催化需要光子能量必須大于TiO2的禁帶寬度（3.2eV），因此使用波長(zhǎng)為300~400nm的紫外光，如高壓汞燈、黑光燈和紫外線殺菌燈，這些光源均能滿足所需入射光的最大波長(zhǎng)387nm。
⑶光敏化氧化
光敏化氧化是指在敏化劑的存在下，敏化劑被光照射后吸收光能，進(jìn)入激發(fā)態(tài)，激發(fā)態(tài)的敏化劑與溶解氧（DO）反應(yīng)，產(chǎn)生強(qiáng)氧化能力的超氧負(fù)離子O2-或單線態(tài)氧1O2，從而氧化被激活的有機(jī)物。天然水體中所含的微量染料和腐殖質(zhì)可以作為敏化劑，民戶籍在反應(yīng)過(guò)程中僅充當(dāng)能量轉(zhuǎn)移的媒介，與有機(jī)污染物不發(fā)生直接反應(yīng)，所以可循環(huán)使用，并且所需濃度很低。光敏化氧化技術(shù)由于其復(fù)雜性因而研究很少。
6、激光照射法
激光照射法是目前我們課題組正在研究的一種新型除藻方法，利用激光的生物效應(yīng)，使用特定波長(zhǎng)的激光照射含藻水，破壞藻體結(jié)構(gòu)，使之死亡，以利于通過(guò)混凝、沉淀等后續(xù)工藝除藻。我們的研究表明，波長(zhǎng)較短的紫外激光有較好的除藻效果，照射時(shí)間在1到3分鐘左右即可。
激光照射法的不足之處在于：設(shè)備昂貴，投資大，但隨著激光技術(shù)的不斷發(fā)展，激光設(shè)備的成本正在不斷下降，相信不久的將來(lái)我們就可以將廉價(jià)、高效、無(wú)污染的激光技術(shù)應(yīng)用于水處理中。
7、電泳法
由于藻類帶正電荷，可以考慮采用電泳法分離水中的藻類。該法趨向于研究在多相電場(chǎng)內(nèi)分散顆粒的相互作用，其目的是降低懸浮物對(duì)聚集的穩(wěn)定性，為順利地通過(guò)凝聚及絮凝過(guò)程而創(chuàng)造條件，而凝聚和絮凝過(guò)程可導(dǎo)致形成的聚集物在切斷電場(chǎng)后也不會(huì)分散，因而隨后能加速沉淀作用或用過(guò)濾的方法去除它。但電凝結(jié)作用產(chǎn)生的沉淀物的濕度很大，十分疏松且易流動(dòng)?？梢钥紤]改善電場(chǎng)條件或加入特殊的試劑使之密實(shí)。
