מדוע מים עיליים זקוקים להסרת אצות?

① אצות במים יכולות לגרום למים לייצר טעם וריח מגעילים

② אצות והמטבוליטים המסיסים שלה הם מבשרים של תוצרי לוואי של חיטוי הכלור.

③ רעלני אצות עלולים לגרום למוטציה של ביצי דגים ולדגים לגדול בצורה לא תקינה. פריחת אצות עלולה להוביל למוות של מספר רב של אורגניזמים מימיים; רעלני אצות המצטברים בחיות מים עלולים לסכן את בריאות האדם דרך שרשרת המזון.

④ התאים הציאנובקטריאליים המכילים רעל בגוף המים יכולים להצטבר ולהישאר במשקע התחתון באמצעות משקעים משותפים עם חימר, או להיטרף על ידי אורגניזמים מימיים ולהתפלץ עם ההפרשות שלהם, דבר המשפיע לרעה על סביבת המים.

⑤ השפעת הקרישה והשקיעה של מים המכילים אצות אינה טובה, מה שקל לסתום את מיכל המסנן ולגרום למפעל המים לפעול כרגיל. במקביל, תהיה לכך גם השפעה שלילית על רשת הצינורות.

גופי מים רדודים ואיטיים (כגון אגמים, מאגרים וכו') המושפעים בקלות מאור השמש, מועדים לרבייה בקנה מידה גדול של אצות במים בתנאים אוטרופיים, במיוחד בעונות עם טמפרטורות מים גבוהות. האצות במים גדלות במהירות תוך מספר ימים, וכתוצאה מכך נוצרת תופעת "התפרצות" האצות. תכולת האצות בגוף המים גבוהה מאוד, והצטברות מקומית יוצרת שכבה עבה על פני המים.

על פי איכות המים הגולמיים, סביבת מקור המים וסוגי וכמות האצות, חלקים שונים בעולם אימצו שיטות הסרה מתאימות והשיגו דרגות שונות של השפעה. כיום קיימות בעיקר השיטות הבאות לתהליכי יחידת הרחקת אצות בטיפול במים.

2.1 הרחקת אצות במי מקור

① יירוט צריכת מים בקרת צמיחת אצות היא ביסודה למנוע ולשלוט באאוטרופיקציה של גופי מים, ולאחר מכן ניהול המים יכול לאמץ שיטות טכנולוגיות הנדסיות להפחתת קצב הצמיחה של אצות ולשנות את התנאים של גופי המים כדי לעכב את צמיחתן של אצות . בחירת עומק צריכת המים המתאים, שימוש בסינון גדות לניקוז והקמת מכשולים למניעת תנועת חלאות יכולים לצמצם במהירות את הפגיעה בפרק זמן קצר.

② קוטלי אצות בשיטת סוכן סולפט נחושת תמיד שימשו וישמשו כאמצעי חירום לשליטה באצות. כיום, קוטל האצות הנפוץ ביותר הוא סולפט נחושת. היתרון הגדול ביותר שלו הוא שהוא חסכוני, יעיל, בטוח יחסית וקל לשימוש. בדרך כלל, כמות הנחושת הגופרית המשמשת בשיטה זו נחשבת ללא השפעה ברורה על בריאות האדם. ל-Cu2+ יש השפעה מעכבת מסוימת על ריכוז הפלנקטון. עבור דיאטומים, דינופלגלטים, אצות ירוקות וציאנובקטריה, ריכוז ה-Cu2+ שמפעיל אפקט מעכב הוא 10-11~10-6mol/L.

③ שיטת הצלת גוף מים שיטה זו מגדירה סירה לניקוי אצות או מכונה קבועה לניקוי אצות ליד צריכת המים של מקור המים, שיכולה לחסל ריכוזים גבוהים של אצות בגוף המים בקנה מידה גדול. רכז תבלית האצות מותקן על הסירה לניקוי האצות, שיכול להציל במהירות ולאסוף אצות בגוף המים. רכז תפיחת האצות אינו הורס את מבנה תאי האצות, ולכן רעלני האצות המיוצרים פחותים.

2.2 הרחקת אצות בקטע התהליך של מפעל המים

① קרישה והסרת אצות הרחקת אצות יכולה להיעשות על ידי קרישה עם חומרי פקקים אנאורגניים [כגון אלומיניום סולפט, פוליאלומיניום (PAC) ופוליאלומיניום ברזל כלוריד וחומרים אחרים]. כאשר משתמשים בפוליאלומיניום ברזל כלוריד לטיפול במים המכילים אצות, עכירות המים המשקעים היא הנמוכה ביותר וקצב המינון הוא גם הנמוך ביותר. לפלגי האלום הנוצרים מאפיינים של מלחי אלומיניום גדולים ורופפים וצפיפות גדולה, ויעילות המשקעים היא הטובה ביותר. המינון האופטימלי של פוליאלומיניום ברזל כלוריד הוא כ 25mg/L. השימוש המשולב בחומרי ציפוי פולימרים אורגניים ובחומרי קרישה אנאורגניים יכולים לשפר משמעותית את אפקט הסרת העכירות של מים המכילים אצות, ולהפחית את מינון הסוכן. בשלב המאוחר של הקרישה, נדרשת רק כמות קטנה של פקקים אורגניים כדי להשפיע על לכידה רבה על חלקיקים מוצקים, להאיץ את היווצרותם של פקקים, להפוך את הפקקים לדחוסים ולהאיץ את קצב השקיעה.

② שיטת ציפה עבור אצות בעלות צפיפות נמוכה בדרך כלל, הפקקים הנוצרים לאחר הוספת חומרי קרישה אינם קלים לזירוז, וציפה יכולה להשיג אפקט טוב יותר להסרת אצות. במיוחד עבור מים עם עכירות נמוכה וצבעוניות גבוהה, הפקקים המיוצרים קלים יותר וקלים יותר לצוף.

ציפה אינה יעילה יותר ממשקעים קונבנציונליים עבור רעלים מחוץ לתאי אצות. שיטה זו אינה פוגעת בתאי אצות, אינה מייצרת ריר ציטופלזמי, ויכולה להסיר תאים שלמים יותר. לכן, צפי אוויר מומס נעשה שימוש נרחב להסרת אצות. לשיטה זו יש תוצאות משביעות רצון יחסית מבחינת מהירות הפרדת מוצק-נוזל (5~8m/h), ריכוז בוצה וחיסכון בצריכת תרופות.

הסיבה העיקרית לכך שהרחקת אצות ציפה עדיפה על משקעים היא ש: כאשר תכולת האצות במים הגולמיים גבוהה, למיכל הציפה מהירות הפרדה מהירה וחוסך חומרי קרישה; ריכוז המוצק היבש של הבוצה במיכל הציפה הוא 25 ~ 30 גרם/ליטר, וריכוז המוצק היבש הוא רק 1/10 מזה שבמיכל הציפה. לכן, שיטת הציפה יכולה לחסוך את שלב ריכוז הבוצה במהלך הטיפול בבוצה ולהפחית את ההשקעה בציוד טיפול. הגורמים המשפיעים על הסרת אצות על ידי ציפה הם יחס גז-מוצק, חומר קרישה והאם מבוצע חמצון מראש.

הגדלת היחס בין גז למוצק יכולה לשפר משמעותית את היעילות של הסרת אצות ציפה. הגדלת הלחץ של מי אוויר מומסים והגדלת כמות האוויר המומס יכולה להגדיל את יחס הגז-מוצק; התאמת והגדלת יחס הריפלוקס יכולה גם להגדיל את יחס הגז-מוצק.

לקרישים יש השפעה גדולה יותר על הציפה. השפעת הטיפול של PAC טובה יותר מזו של כלוריד ברזל ואלומיניום גופרתי. הגושים המיוצרים על ידי PAC הם גדולים ובעלי שטח פנים גדול, מה שמסייע יותר לספיחה והסרה של אצות.

חמצון מוקדם יכול לשפר את התכונות החשמליות של פני האצות ולחמצן כמה הפרשות חוץ-תאיות על פני האצות המשפיעות על הקרישה, ובכך לשפר את השפעת ההסרה של האצות. הניסוי השתמש בשלושה חומרים מחמצנים, כלור, פרמנגנט (PPC) ואוזון, כדי לחקור את השפעת החמצון הקדם על השפעת הציפה. PAC שימש כחומר קרישה במינון של 1 מ"ג/ליטר. התוצאות הראו שלחמצון קדם היה תפקיד טוב בחיזוק סילוק האצות בשלב הציפה, וההשפעות היו אוזון, פרמנגנט וכלור מגבוה לנמוך. אוזון ופרמנגנט יכולים להגביר את שיעור ההסרה של אצות מכ-60% ל-80%.

③ שיטת סינון ישירה היא מתאימה למי אגם עם עכירות נמוכה המכילים אצות. ניתן לסנן אותו ישירות ללא הוספת פלקולנטים, ואפקט הסרת האצות טוב יותר. כאשר עכירות המים הגולמיים אינה גבוהה (פחות מ-5 NTU), ניתן לקבל מים מסוננים איכותיים לאורך זמן. אם מחזור הפעולה מתקצר כראוי, זוהי הדרך החסכונית ביותר לפתור את הסתימה של מיכל הסינון מכיוון שגם האצות נשטפות במקביל. השליטה במחזור הסינון קצרה והאצות לא קלות למות, מה שיכול להפחית את שחרור רעלני האצות. בהרחקת אצות בסינון ישיר, מומלץ להשתמש בחומר סינון דו שכבתי חול פחם, בעל יכולת זיהום גדולה ויכול להאריך את מחזור ההדחה.

④ הסרת אצות באמצעות מיקרו-פילטרציה הסרת אצות במיקרו-פילטרציה משמשת בדרך כלל בעיקר לטיפול במי אגמים בעלי עכירות נמוכה ואצות גבוהות. ההשפעה טובה יותר משקיעת קרישה, אך קצב ההסרה של עכירות, צבעוניות ו-CODmn נמוך מאוד, הרבה פחות משקיעת קרישה. לכן, מיקרופילטרציה משמשת בעיקר להסרת זואופלנקטון ואצות במים. קצב הסרת האצות על ידי מיקרופילטרציה משתנה מאוד עם סוג האצות. ככל שהאצות קטנות יותר, קשה יותר להסירן. לפעמים רק 10% מוסרים, אבל כמות חומר הקרישה הנצרכת על ידי הצפת קרישה גדולה.

2.3 שיטות אחרות להסרת אצות

שיטות נוספות להסרת אצות כוללות אלקטרופלוקולציה, כור המרת תדר אלקטרומגנטי, טכנולוגיית ממברנות (מיקרופילטרציה, אולטרה סינון וכו'), שיטת ביוצ'אר (BAC) לטיפול במים עמוקים ועוד. שיטות אלו מתאימות רק לטיפול באצות ובאצות בריכוז נמוך רעלים.

לסיכום, באופן כללי, כאשר מתמודדים עם פיצוץ אצות גבוה, מפעלי מים צריכים לנקוט במגוון אמצעים כדי להתמודד עם זה. לא משנה באיזו שיטה משתמשים, ישנם יתרונות וחסרונות, ויש להתאים את בחירת התהליך בהתאם למצב בפועל. אמצעים למניעת מי מקור חשובים מאוד, לרבות בקרת הזרמות ממזהמים.