1. Danno delle alghe e delle tossine delle alghe al corpo umano
① Le alghe presenti nell'acqua possono far sì che l'acqua produca un sapore e un odore disgustosi
② Le alghe e i suoi metaboliti solubili sono precursori dei sottoprodotti della disinfezione con clorazione.
③ Le tossine delle alghe possono causare la mutazione delle uova dei pesci e la crescita anomala dei pesci. Le fioriture algali possono portare alla morte di un gran numero di organismi acquatici; le tossine algali accumulate negli animali acquatici possono mettere in pericolo la salute umana attraverso la catena alimentare.
④ Le cellule cianobatteriche contenenti tossine nel corpo idrico possono accumularsi e rimanere nel sedimento del fondo attraverso la coprecipitazione con l'argilla, oppure essere predate da organismi acquatici e precipitare con i loro escrementi, il che ha un effetto negativo sull'ambiente acquatico.
⑤ L'effetto di coagulazione e sedimentazione dell'acqua contenente alghe non è buono, il che può facilmente intasare il serbatoio del filtro e impedire all'impianto idrico di funzionare normalmente. Allo stesso tempo, ciò avrà anche un effetto negativo sulla rete di tubazioni.
2. Metodi di rimozione delle alghe e delle tossine algali
I corpi idrici poco profondi e a flusso lento (come laghi, bacini artificiali, ecc.) che sono facilmente influenzati dalla luce solare sono inclini alla riproduzione su larga scala di alghe nell'acqua in condizioni eutrofiche, specialmente nelle stagioni con temperature dell'acqua elevate. Le alghe nell'acqua crescono rapidamente nel giro di pochi giorni, provocando il cosiddetto fenomeno della "epidemia" di alghe. Il contenuto di alghe nel corpo idrico è molto elevato e l'accumulo locale forma uno spesso strato sulla superficie dell'acqua.
A seconda della qualità dell'acqua non depurata, dell'ambiente della fonte d'acqua e del tipo e della quantità di alghe, varie parti del mondo hanno adottato metodi di rimozione corrispondenti e hanno ottenuto diversi gradi di effetto. Attualmente esistono principalmente i seguenti metodi per i processi di rimozione delle alghe nel trattamento delle acque.
2.1 Rimozione delle alghe nell'acqua di fonte
① Intercettazione della presa d'acqua Il controllo della crescita delle alghe è fondamentale per prevenire e controllare l'eutrofizzazione dei corpi idrici, quindi la gestione dell'acqua può adottare metodi tecnologici per ridurre il tasso di crescita delle alghe e modificare le condizioni dei corpi idrici per inibire la crescita delle alghe . Scegliere la profondità adeguata di presa dell’acqua, utilizzare la filtrazione delle sponde per il drenaggio e posizionare ostacoli per impedire il movimento della schiuma può ridurre rapidamente il danno in un breve periodo di tempo.
② Gli alghicidi con il metodo dell'agente solfato di rame sono sempre stati e saranno utilizzati come misure di emergenza per controllare le alghe. Attualmente l’alghicida più utilizzato è il solfato di rame. Il suo più grande vantaggio è che è economico, efficace, relativamente sicuro e facile da usare. Di solito, si ritiene che la quantità di solfato di rame utilizzata in questo metodo non abbia effetti evidenti sulla salute umana. Cu2+ ha un certo effetto inibitorio sulla concentrazione di plancton. Per le diatomee, i dinoflagellati, le alghe verdi e i cianobatteri, la concentrazione di Cu2+ che esercita un effetto inibitorio è 10-11~10-6mol/L.
③ Metodo di recupero del corpo idrico Questo metodo configura una barca per la raccolta delle alghe o una macchina fissa per la raccolta delle alghe vicino alla presa d'acqua della fonte d'acqua, che può eliminare alte concentrazioni di alghe nel corpo idrico su larga scala. Il concentratore di liquame di alghe è installato sulla barca per la raccolta delle alghe, che può recuperare e raccogliere rapidamente le alghe nel corpo idrico. Il concentratore di liquami di alghe non distrugge la struttura cellulare delle alghe, quindi le tossine delle alghe prodotte sono inferiori.
2.2 Rimozione delle alghe nella sezione di processo dell'impianto idrico
① Coagulazione e rimozione delle alghe La rimozione delle alghe può essere effettuata mediante coagulazione con flocculanti inorganici [come solfato di alluminio, polialluminio (PAC) e cloruro ferrico di polialluminio e altri agenti]. Quando il cloruro ferrico di polialluminio viene utilizzato per trattare l'acqua contenente alghe, la torbidità dell'acqua precipitata è minima e anche la velocità di dosaggio è minima. I fiocchi di allume formati hanno le caratteristiche dei sali di alluminio grandi e sciolti e una grande densità e l'efficienza di precipitazione è la migliore. Il dosaggio ottimale di cloruro ferrico polialluminio è di circa 25 mg/L. L'uso combinato di flocculanti polimerici organici e coagulanti inorganici può migliorare significativamente l'effetto di rimozione della torbidità dell'acqua contenente alghe e ridurre il dosaggio dell'agente. Nella fase finale della coagulazione, è necessaria solo una piccola quantità di flocculanti organici per avere un grande effetto di cattura sulle particelle solide, accelerare la formazione di fiocchi, renderli densi e accelerare la velocità di sedimentazione.
② Metodo di flottazione Per le alghe con densità generalmente bassa, i fiocchi formati dopo l'aggiunta di coagulanti non sono facili da precipitare e la flottazione può ottenere un migliore effetto di rimozione delle alghe. Soprattutto per acque a bassa torbidità ed elevata cromaticità, i fiocchi prodotti sono più leggeri e facili da galleggiare.
La flottazione non è più efficace della precipitazione convenzionale per le tossine all'esterno delle cellule delle alghe. Questo metodo non danneggia le cellule delle alghe, non produce muco citoplasmatico e può rimuovere più cellule intatte. Pertanto, la flottazione con aria disciolta è stata ampiamente utilizzata per la rimozione delle alghe. Questo metodo ha risultati relativamente soddisfacenti in termini di velocità di separazione solido-liquido (5~8 m/h), concentrazione dei fanghi e risparmio nel consumo di farmaci.
Il motivo principale per cui la rimozione delle alghe mediante flottazione è superiore alla sedimentazione è che: quando il contenuto di alghe nell'acqua non depurata è elevato, il serbatoio di flottazione ha una velocità di separazione elevata e consente di risparmiare coagulanti; la concentrazione di solidi secchi dei fanghi nel serbatoio di flottazione è di 25~30 g/l e la concentrazione di solidi secchi è solo 1/10 di quella nel serbatoio di flottazione. Pertanto, il metodo di flottazione può salvare la fase di concentrazione dei fanghi durante il trattamento dei fanghi e ridurre l'investimento nelle apparecchiature di trattamento. I fattori che influenzano la rimozione delle alghe mediante flottazione sono il rapporto gas-solido, il coagulante e l'eventuale preossidazione.
L’aumento del rapporto gas-solido può migliorare significativamente l’efficienza della rimozione delle alghe mediante flottazione. Aumentando la pressione dell'acqua disciolta e la quantità di aria disciolta è possibile aumentare il rapporto gas-solido; la regolazione e l'aumento del rapporto di riflusso può anche aumentare il rapporto gas-solido.
I coagulanti hanno un impatto maggiore sulla flottazione. L'effetto del trattamento del PAC è migliore di quello del cloruro ferrico e del solfato di alluminio. I fiocchi prodotti dal PAC sono grandi e hanno un'ampia superficie, che favorisce maggiormente l'adsorbimento e la rimozione delle alghe.
La preossidazione può migliorare le proprietà elettriche della superficie delle alghe e ossidare alcune secrezioni extracellulari sulla superficie delle alghe che influenzano la coagulazione, migliorando così l'effetto di rimozione delle alghe. L'esperimento ha utilizzato tre ossidanti, cloro, permanganato (PPC) e ozono, per studiare l'effetto della preossidazione sull'effetto di galleggiamento. Come coagulante è stato utilizzato il PAC alla dose di 1 mg/L. I risultati hanno mostrato che la preossidazione ha svolto un buon ruolo nel rafforzare la rimozione delle alghe nella fase di flottazione e gli effetti dell'ozono, del permanganato e del cloro sono stati da alti a bassi. L'ozono e il permanganato possono aumentare il tasso di rimozione delle alghe dal 60% all'80% circa.
③ Metodo di filtrazione diretta È adatto per acqua di lago con bassa torbidità contenente alghe. Può essere filtrato direttamente senza aggiungere flocculanti e l'effetto di rimozione delle alghe è migliore. Quando la torbidità dell'acqua grezza non è elevata (meno di 5 NTU), è possibile ottenere acqua filtrata di alta qualità per lungo tempo. Se il ciclo di funzionamento viene opportunamente abbreviato, è il modo più economico per risolvere l'ostruzione del serbatoio del filtro, poiché contemporaneamente vengono lavate via anche le alghe. Il controllo del ciclo di filtrazione è breve e le alghe non muoiono facilmente, il che può ridurre il rilascio di tossine delle alghe. Quando si rimuovono le alghe mediante filtrazione diretta, si consiglia di utilizzare materiale filtrante a doppio strato di sabbia di carbone, che ha una grande capacità di inquinamento e può prolungare il ciclo di lavaggio.
④ Rimozione delle alghe con microfiltrazione La rimozione delle alghe con microfiltrazione viene solitamente utilizzata principalmente per trattare l'acqua del lago con bassa torbidità e alta presenza di alghe. L'effetto è migliore della sedimentazione per coagulazione, ma il tasso di rimozione di torbidità, cromaticità e CODmn è molto basso, molto inferiore alla sedimentazione per coagulazione. Pertanto, la microfiltrazione viene utilizzata principalmente per rimuovere lo zooplancton e le alghe presenti nell'acqua. Il tasso di rimozione delle alghe mediante microfiltrazione varia notevolmente a seconda del tipo di alghe. Più piccole sono le alghe, più difficile sarà rimuoverle. A volte viene rimosso solo il 10%, ma la quantità di coagulante consumata dalla flottazione è elevata.
2.3 Altri metodi di rimozione delle alghe
Altri metodi di rimozione delle alghe includono l'elettroflocculazione, il reattore di conversione della frequenza elettromagnetica, la tecnologia a membrana (microfiltrazione, ultrafiltrazione, ecc.), il metodo biochar (BAC) per il trattamento delle acque profonde, ecc. Questi metodi sono adatti solo per il trattamento di alghe e alghe a bassa concentrazione tossine.
In sintesi, in generale, di fronte a un’elevata esplosione di alghe, le piante acquatiche devono adottare una serie di misure per affrontarla. Indipendentemente dal metodo utilizzato, ci sono vantaggi e svantaggi e la selezione del processo deve essere adattata alla situazione reale. Le misure di prevenzione dell’acqua di fonte sono molto importanti, compreso il controllo degli scarichi di sostanze inquinanti.