專利名稱：飲用水處理過程中隱孢子蟲的在線檢測評價方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在飲用水處理過程中檢測隱孢子蟲的方法。
背景技術(shù)：
隱孢子蟲是一種原生動物病原體，它會引起胃腸疾病。在較差的水處理條件下，隱孢子蟲很容易穿透，從而導(dǎo)致引起胃腸疾病大規(guī)模爆發(fā)的可能性增高，在歐美發(fā)達國家已經(jīng)爆發(fā)過多次。研究表明，隱孢子蟲可以看作生物膠體顆粒。隱孢子蟲接近球形，直徑約為4.5～5.5微米，密度為1.025～1.070g/cm3，只比水的密度稍大一點。由ζ電位測得，在大多數(shù)自然界水體中隱孢子蟲卵囊表面電荷為中性或輕微的偏負值，其表面電荷的精確值由具體的分析方法決定。實驗發(fā)現(xiàn)，隱孢子蟲在保存121天后其電泳流動性仍然保持不變，而且，這種特殊的顆粒病原體對氯消毒有抵抗性，所以至少在過濾階段就應(yīng)將其去除掉。
研究表明，采用化學(xué)失活的方法可以改變隱孢子蟲卵囊的zeta電位。zeta電位對混凝工藝和隨后的過濾工藝起著決定作用，它可以指示顆粒失穩(wěn)的程度。膠體顆粒原始表面電荷的改變(如隱孢子蟲的影響)會影響顆粒介質(zhì)過濾對膠體顆粒的去除率，而且，在水處理過程中，隱孢子蟲的zeta電位可以被很多因素影響，如原水水質(zhì)、混凝劑的種類和用量、pH值以及處理前的化學(xué)失活?；炷半[孢子蟲卵囊zeta電位的不同不會對整個混凝工藝的原理造成影響，因為本質(zhì)上與水中存在的其他顆粒相比，隱孢子蟲卵囊的表面不是很重要，有研究表明即使人工向水中加入高濃度的隱孢子蟲卵囊也是如此。
研究表明，在水處理過程中隱孢子蟲可以當(dāng)作膠體看待，所以當(dāng)實驗條件受限無法用儀器檢測隱孢子蟲時，可以通過簡單的測定過濾后的某部分顆粒穿透來評價隱孢子蟲的穿透風(fēng)險，而被測定的顆粒為大小和隱孢子蟲相近的顆粒或粒徑稍大可以包裹隱孢子蟲的顆粒。
傳統(tǒng)方法是用濁度儀檢測顆粒穿透，但是濁度儀的讀數(shù)會使人誤解，因為這些讀數(shù)沒有給出各個粒徑范圍內(nèi)顆粒的精確數(shù)，這也就意味著隱孢子蟲的穿透無法被估計和預(yù)測。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決傳統(tǒng)方法無法估計和預(yù)測隱孢子蟲的穿透風(fēng)險的缺點，實時、準(zhǔn)確、簡單的檢測和評價飲用水處理過程中出水的隱孢子蟲的危害，提供一種飲用水處理過程中隱孢子蟲的在線檢測風(fēng)險評價方法，該方法通過激光顆粒計數(shù)器檢測飲用水處理過程中過濾后水的顆粒數(shù)，評價隱孢子蟲的穿透風(fēng)險，檢測實時而且效果十分令人滿意，從而為改善水處理工藝提供依據(jù)，它是這樣實現(xiàn)的采集過濾池出水作為水樣，采用激光顆粒計數(shù)器對粒徑為2～1000μm的膠體顆粒的數(shù)量進行在線檢測，當(dāng)過濾池出水中含有的被檢測膠體顆粒數(shù)小于等于合格出水中膠體被檢測粒徑范圍顆粒數(shù)設(shè)定值時，過濾池出水進入消毒池進行消毒處理，得到風(fēng)險較低的合格出水；當(dāng)過濾池出水中含有的被檢測膠體顆粒數(shù)大于合格出水中膠體被檢測粒徑范圍顆粒數(shù)設(shè)定值時，對濾前水和/或過濾處理過程進行調(diào)整，直至過濾池出水中含有的被檢測膠體顆粒數(shù)小于等于合格出水中膠體顆粒數(shù)設(shè)定值。
本發(fā)明所用激光顆粒計數(shù)器可以在線自動檢測、顯示顆粒數(shù)目及圖形，避免人為讀數(shù)造成的誤差，提高了精度和準(zhǔn)確性，可以作為整個水處理控制系統(tǒng)的有效組成部分。本發(fā)明中激光檢測的粒徑范圍為2～1000微米，實際中主要檢測范圍為大小和隱孢子蟲相近的顆?；蛄缴源罂梢园[孢子蟲的顆粒，其發(fā)明效果較在線濁度儀敏感、精確，一般情況下在濁度為0.1NTU以下時，雖然水質(zhì)合格，但在線濁度儀不能判斷隱孢子蟲的風(fēng)險，本方法不僅可以全波譜范圍檢測、分辨，而且可以監(jiān)測溫度、投加藥劑量、有機污染物等對隱孢子蟲顆粒粒徑的膠體物質(zhì)穿透性的危害，從而為調(diào)整工藝和自動控制的優(yōu)化控制提供可靠的依據(jù)。


圖1為激光檢測顆粒穿透性的控制系統(tǒng)流程圖，圖2為濾速5m/h不含腐殖酸的水樣在不同溫度對2～7μm顆粒在濾池中穿透影響的結(jié)果圖(未投加藥劑)，圖3為濾速5m/h不含腐殖酸的水樣在不同溫度對2～7μm顆粒在濾池中穿透影響的結(jié)果圖(投加藥劑0.6mg/L)，圖4為濾速5m/h不含腐殖酸的水樣在不同藥劑投加量對2～7μm顆粒在濾池中穿透影響的結(jié)果圖(15℃)，圖5為濾速5m/h不含腐殖酸的水樣在不同藥劑投加量對2～7μm顆粒在濾池中穿透影響的結(jié)果圖(25℃)，圖6為濾速5m/h含腐殖酸5mg/L的水樣在腐殖酸對2～7μm顆粒在濾池中穿透影響的結(jié)果圖，圖7為圖6的局部放大圖。
具體實施例方式具體實施方式
一參見圖1，本實施方式是這樣實現(xiàn)的原水經(jīng)常規(guī)處理后進入過濾池，采集過濾池出水作為水樣，采用激光顆粒計數(shù)器對粒徑為2～1000μm的膠體被檢測粒徑范圍數(shù)量進行在線檢測，當(dāng)過濾池出水中含有的被檢測膠體顆粒數(shù)小于等于合格出水中膠體顆粒數(shù)設(shè)定值時，過濾池出水進入消毒池進行消毒處理，得到風(fēng)險較低的合格出水；當(dāng)過濾池出水中含有的被檢測膠體顆粒數(shù)大于合格出水中膠體被檢測粒徑范圍顆粒數(shù)設(shè)定值時，對濾前水和/或過濾處理過程進行調(diào)整，該調(diào)整方法可以是人工操作，也可以通過計算機程序進行操作，直至過濾池出水中含有的膠體顆粒數(shù)小于等于合格出水中膠體顆粒數(shù)設(shè)定值。其中，對濾前水進行處理的方式為增加藥劑的投加量、強化混凝、強化沉淀中的一種、兩種或三者的結(jié)合；對過濾過程進行處理的方式為增加藥劑的投加量、改變藥劑種類、改變過濾材料、降低過濾速度中的一種或幾種的結(jié)合。由于原水受地域、溫度、環(huán)境的影響很大，所以膠體顆粒設(shè)定值沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，需要根據(jù)醫(yī)學(xué)、微生物、毒理學(xué)檢測進行設(shè)定，本實施方式中的被檢測膠體顆粒數(shù)為粒徑在2～7或2～15或2～800μm或2～1000μm范圍內(nèi)的膠體顆粒數(shù)之和。
具體實施方式
二本實施方式以監(jiān)測溫度對隱孢子蟲顆粒粒度物質(zhì)在濾池過濾過程中穿透的影響為例，如圖2、3所示，具體檢測方法與具體實施方式
一相同。從圖2可以看出，溫度越高，過濾出水中膠體顆粒數(shù)目越少，這說明在濾池過濾過程中隱孢子蟲顆粒的穿透率危險越低。為了進一步說明藥劑對穿透率也具有一定的影響，表1中列舉了不同溫度下添加藥劑與不添加藥劑對過濾出水中膠體顆粒數(shù)目的對比數(shù)據(jù)。
表1
具體實施方式
三本實施方式以監(jiān)測藥劑投加量對隱孢子蟲顆粒粒度物質(zhì)在濾池過濾過程中穿透的影響為例，如圖4、5所示。從圖中可以看出，隨著藥劑投加量的增多，過濾出水中膠體顆粒數(shù)目越來越少，這說明在濾池過濾過程中隱孢子蟲顆粒的穿透率危險越低。表2中列舉了不同溫度下藥劑添加量對過濾出水中膠體顆粒數(shù)目的對比數(shù)據(jù)。
表具體實施方式
四本實施方式以監(jiān)測有機污染物腐殖酸對隱孢子蟲顆粒粒度物質(zhì)在濾池過濾過程中穿透的影響為例，如圖6、7所示。從圖中可以看出，有機污染物腐殖酸的存在可以增加過濾出水中膠體顆粒的數(shù)目。表3中列舉了不同條件下有機污染物腐殖酸對過濾出水中膠體顆粒數(shù)目的對比數(shù)據(jù)。
表具體實施方式
五本實施方式是這樣實現(xiàn)的(一)原水進入到混合池中，在混合池中投加化學(xué)藥劑；(二)原水與化學(xué)藥劑混合后經(jīng)過反應(yīng)池進行反應(yīng)，然后將反應(yīng)池中產(chǎn)生的沉淀通過沉淀池進行泥水分離；(三)沉淀池出水進入過濾池進行過濾處理；(四)采集過濾池出水作為水樣，采用激光顆粒計數(shù)器對飲用水處理過程中隱孢子蟲的數(shù)量進行在線檢測，檢測對象主要為大小和隱孢子蟲相近的顆粒或粒徑稍大可以包裹隱孢子蟲的顆粒，經(jīng)過檢測，激光顆粒計數(shù)器顯示所檢測水樣中含有的膠體顆粒數(shù)為15000，高于設(shè)定值800，不符合出水要求，可選擇如下處理方法a、強化混凝，在混合池中增加化學(xué)藥劑的投加量；b、在過濾池前端增加藥劑的投加量、改變過濾材料、降低過濾速度。單獨采用a方法時，水樣中含有的膠體顆粒數(shù)為500，低于設(shè)定值，符合出水要求；單獨采用b方法時，水樣中含有的膠體顆粒數(shù)為300，低于設(shè)定值，符合出水要求；同時采用a、b方法時，水樣中含有的膠體顆粒數(shù)為100，低于設(shè)定值，符合出水要求。
權(quán)利要求
1.飲用水處理過程中隱孢子蟲的在線檢測評價方法，其特征在于它是這樣實現(xiàn)的采集過濾池出水作為水樣，采用激光顆粒計數(shù)器對粒徑為2～1000μm的膠體顆粒的數(shù)量進行在線檢測，當(dāng)過濾池出水中含有的被檢測粒徑范圍顆粒數(shù)小于等于合格出水中膠體顆粒設(shè)定值時，過濾池出水進入消毒池進行消毒處理，得到風(fēng)險較低的合格出水；當(dāng)過濾池出水中含有的被檢測粒徑范圍顆粒數(shù)大于合格出水中膠體顆粒數(shù)設(shè)定值時，對濾前水和/或過濾處理過程進行調(diào)整，直至過濾池出水中含有的被檢測膠體顆粒數(shù)小于等于合格出水中膠體被檢測粒徑范圍顆粒數(shù)設(shè)定值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飲用水處理過程中隱孢子蟲的在線檢測評價方法，其特征在于對濾前水進行處理的方式為增加藥劑的投加量、強化混凝、強化沉淀中的一種、二種或三種的結(jié)合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飲用水處理過程中隱孢子蟲的在線檢測評價方法，其特征在于對過濾過程進行處理的方式為增加藥劑的投加量、改變藥劑的種類、改變過濾材料、降低過濾速度中的一種或幾種的結(jié)合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飲用水處理過程中隱孢子蟲的在線檢測評價方法，其特征在于激光顆粒計數(shù)器檢測的膠體顆粒的粒徑為2～7μm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飲用水處理過程中隱孢子蟲的在線檢測評價方法，其特征在于激光顆粒計數(shù)器檢測的膠體顆粒的粒徑為2～15μm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飲用水處理過程中隱孢子蟲的在線檢測評價方法，其特征在于激光顆粒計數(shù)器檢測的膠體顆粒的粒徑為2～800μm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、4、5或6所述的飲用水處理過程中隱孢子蟲的在線檢測評價方法，其特征在于被檢測膠體顆粒數(shù)為粒徑在2～7、2～15、2～800μm或2～1000μm范圍內(nèi)的膠體顆粒數(shù)之和。
全文摘要
飲用水處理過程中隱孢子蟲的在線檢測評價方法，它涉及一種在飲用水處理過程中檢測隱孢子蟲的方法。本發(fā)明的目的是解決傳統(tǒng)方法無法估計和預(yù)測隱孢子蟲穿透風(fēng)險的缺點，它是這樣實現(xiàn)的采集過濾池出水作為水樣，采用激光顆粒計數(shù)器對飲用水處理過程中粒徑與隱孢子蟲相近或粒徑稍大的顆粒數(shù)量進行在線檢測，當(dāng)膠體被檢測粒徑范圍顆粒數(shù)大于被檢測的膠體顆粒數(shù)設(shè)定值時，對濾前水和/或過濾過程進行調(diào)整，直至過濾池出水中含有的膠體顆粒數(shù)小于等于合格出水中被檢測膠體顆粒數(shù)設(shè)定值。本方法較在線濁度儀敏感、精確，可以監(jiān)測隱孢子蟲穿透性的危害，從而為提高水質(zhì)、調(diào)整工藝和自動控制的優(yōu)化控制提供可靠的依據(jù)。
文檔編號C12Q1/00GK1673717SQ20051000996
公開日2005年9月28日 申請日期2005年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月8日
發(fā)明者許國仁 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)