专利名称：饮用水处理过程中隐孢子虫的在线检测评价方法
技术领域：
本发明涉及一种在饮用水处理过程中检测隐孢子虫的方法。
背景技术：
隐孢子虫是一种原生动物病原体，它会引起胃肠疾病。在较差的水处理条件下，隐孢子虫很容易穿透，从而导致引起胃肠疾病大规模爆发的可能性增高，在欧美发达国家已经爆发过多次。研究表明，隐孢子虫可以看作生物胶体颗粒。隐孢子虫接近球形，直径约为4.5～5.5微米，密度为1.025～1.070g/cm3，只比水的密度稍大一点。由ζ电位测得，在大多数自然界水体中隐孢子虫卵囊表面电荷为中性或轻微的偏负值，其表面电荷的精确值由具体的分析方法决定。实验发现，隐孢子虫在保存121天后其电泳流动性仍然保持不变，而且，这种特殊的颗粒病原体对氯消毒有抵抗性，所以至少在过滤阶段就应将其去除掉。
研究表明，采用化学失活的方法可以改变隐孢子虫卵囊的zeta电位。zeta电位对混凝工艺和随后的过滤工艺起着决定作用，它可以指示颗粒失稳的程度。胶体颗粒原始表面电荷的改变(如隐孢子虫的影响)会影响颗粒介质过滤对胶体颗粒的去除率，而且，在水处理过程中，隐孢子虫的zeta电位可以被很多因素影响，如原水水质、混凝剂的种类和用量、pH值以及处理前的化学失活。混凝前隐孢子虫卵囊zeta电位的不同不会对整个混凝工艺的原理造成影响，因为本质上与水中存在的其他颗粒相比，隐孢子虫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浓度的隐孢子虫卵囊也是如此。
研究表明，在水处理过程中隐孢子虫可以当作胶体看待，所以当实验条件受限无法用仪器检测隐孢子虫时，可以通过简单的测定过滤后的某部分颗粒穿透来评价隐孢子虫的穿透风险，而被测定的颗粒为大小和隐孢子虫相近的颗粒或粒径稍大可以包裹隐孢子虫的颗粒。
传统方法是用浊度仪检测颗粒穿透，但是浊度仪的读数会使人误解，因为这些读数没有给出各个粒径范围内颗粒的精确数，这也就意味着隐孢子虫的穿透无法被估计和预测。
发明内容
本发明为了解决传统方法无法估计和预测隐孢子虫的穿透风险的缺点，实时、准确、简单的检测和评价饮用水处理过程中出水的隐孢子虫的危害，提供一种饮用水处理过程中隐孢子虫的在线检测风险评价方法，该方法通过激光颗粒计数器检测饮用水处理过程中过滤后水的颗粒数，评价隐孢子虫的穿透风险，检测实时而且效果十分令人满意，从而为改善水处理工艺提供依据，它是这样实现的采集过滤池出水作为水样，采用激光颗粒计数器对粒径为2～1000μm的胶体颗粒的数量进行在线检测，当过滤池出水中含有的被检测胶体颗粒数小于等于合格出水中胶体被检测粒径范围颗粒数设定值时，过滤池出水进入消毒池进行消毒处理，得到风险较低的合格出水；当过滤池出水中含有的被检测胶体颗粒数大于合格出水中胶体被检测粒径范围颗粒数设定值时，对滤前水和/或过滤处理过程进行调整，直至过滤池出水中含有的被检测胶体颗粒数小于等于合格出水中胶体颗粒数设定值。
本发明所用激光颗粒计数器可以在线自动检测、显示颗粒数目及图形，避免人为读数造成的误差，提高了精度和准确性，可以作为整个水处理控制系统的有效组成部分。本发明中激光检测的粒径范围为2～1000微米，实际中主要检测范围为大小和隐孢子虫相近的颗粒或粒径稍大可以包裹隐孢子虫的颗粒，其发明效果较在线浊度仪敏感、精确，一般情况下在浊度为0.1NTU以下时，虽然水质合格，但在线浊度仪不能判断隐孢子虫的风险，本方法不仅可以全波谱范围检测、分辨，而且可以监测温度、投加药剂量、有机污染物等对隐孢子虫颗粒粒径的胶体物质穿透性的危害，从而为调整工艺和自动控制的优化控制提供可靠的依据。
图1为激光检测颗粒穿透性的控制系统流程图，图2为滤速5m/h不含腐殖酸的水样在不同温度对2～7μm颗粒在滤池中穿透影响的结果图(未投加药剂)，图3为滤速5m/h不含腐殖酸的水样在不同温度对2～7μm颗粒在滤池中穿透影响的结果图(投加药剂0.6mg/L)，图4为滤速5m/h不含腐殖酸的水样在不同药剂投加量对2～7μm颗粒在滤池中穿透影响的结果图(15℃)，图5为滤速5m/h不含腐殖酸的水样在不同药剂投加量对2～7μm颗粒在滤池中穿透影响的结果图(25℃)，图6为滤速5m/h含腐殖酸5mg/L的水样在腐殖酸对2～7μm颗粒在滤池中穿透影响的结果图，图7为图6的局部放大图。
具体实施例方式具体实施方式
一参见图1，本实施方式是这样实现的原水经常规处理后进入过滤池，采集过滤池出水作为水样，采用激光颗粒计数器对粒径为2～1000μm的胶体被检测粒径范围数量进行在线检测，当过滤池出水中含有的被检测胶体颗粒数小于等于合格出水中胶体颗粒数设定值时，过滤池出水进入消毒池进行消毒处理，得到风险较低的合格出水；当过滤池出水中含有的被检测胶体颗粒数大于合格出水中胶体被检测粒径范围颗粒数设定值时，对滤前水和/或过滤处理过程进行调整，该调整方法可以是人工操作，也可以通过计算机程序进行操作，直至过滤池出水中含有的胶体颗粒数小于等于合格出水中胶体颗粒数设定值。其中，对滤前水进行处理的方式为增加药剂的投加量、强化混凝、强化沉淀中的一种、两种或三者的结合；对过滤过程进行处理的方式为增加药剂的投加量、改变药剂种类、改变过滤材料、降低过滤速度中的一种或几种的结合。由于原水受地域、温度、环境的影响很大，所以胶体颗粒设定值没有统一标准，需要根据医学、微生物、毒理学检测进行设定，本实施方式中的被检测胶体颗粒数为粒径在2～7或2～15或2～800μm或2～1000μm范围内的胶体颗粒数之和。
具体实施方式
二本实施方式以监测温度对隐孢子虫颗粒粒度物质在滤池过滤过程中穿透的影响为例，如图2、3所示，具体检测方法与具体实施方式
一相同。从图2可以看出，温度越高，过滤出水中胶体颗粒数目越少，这说明在滤池过滤过程中隐孢子虫颗粒的穿透率危险越低。为了进一步说明药剂对穿透率也具有一定的影响，表1中列举了不同温度下添加药剂与不添加药剂对过滤出水中胶体颗粒数目的对比数据。
表1
具体实施方式
三本实施方式以监测药剂投加量对隐孢子虫颗粒粒度物质在滤池过滤过程中穿透的影响为例，如图4、5所示。从图中可以看出，随着药剂投加量的增多，过滤出水中胶体颗粒数目越来越少，这说明在滤池过滤过程中隐孢子虫颗粒的穿透率危险越低。表2中列举了不同温度下药剂添加量对过滤出水中胶体颗粒数目的对比数据。
表具体实施方式
四本实施方式以监测有机污染物腐殖酸对隐孢子虫颗粒粒度物质在滤池过滤过程中穿透的影响为例，如图6、7所示。从图中可以看出，有机污染物腐殖酸的存在可以增加过滤出水中胶体颗粒的数目。表3中列举了不同条件下有机污染物腐殖酸对过滤出水中胶体颗粒数目的对比数据。
表具体实施方式
五本实施方式是这样实现的(一)原水进入到混合池中，在混合池中投加化学药剂；(二)原水与化学药剂混合后经过反应池进行反应，然后将反应池中产生的沉淀通过沉淀池进行泥水分离；(三)沉淀池出水进入过滤池进行过滤处理；(四)采集过滤池出水作为水样，采用激光颗粒计数器对饮用水处理过程中隐孢子虫的数量进行在线检测，检测对象主要为大小和隐孢子虫相近的颗粒或粒径稍大可以包裹隐孢子虫的颗粒，经过检测，激光颗粒计数器显示所检测水样中含有的胶体颗粒数为15000，高于设定值800，不符合出水要求，可选择如下处理方法a、强化混凝，在混合池中增加化学药剂的投加量；b、在过滤池前端增加药剂的投加量、改变过滤材料、降低过滤速度。单独采用a方法时，水样中含有的胶体颗粒数为500，低于设定值，符合出水要求；单独采用b方法时，水样中含有的胶体颗粒数为300，低于设定值，符合出水要求；同时采用a、b方法时，水样中含有的胶体颗粒数为100，低于设定值，符合出水要求。
权利要求
1.饮用水处理过程中隐孢子虫的在线检测评价方法，其特征在于它是这样实现的采集过滤池出水作为水样，采用激光颗粒计数器对粒径为2～1000μm的胶体颗粒的数量进行在线检测，当过滤池出水中含有的被检测粒径范围颗粒数小于等于合格出水中胶体颗粒设定值时，过滤池出水进入消毒池进行消毒处理，得到风险较低的合格出水；当过滤池出水中含有的被检测粒径范围颗粒数大于合格出水中胶体颗粒数设定值时，对滤前水和/或过滤处理过程进行调整，直至过滤池出水中含有的被检测胶体颗粒数小于等于合格出水中胶体被检测粒径范围颗粒数设定值。
2.根据权利要求1所述的饮用水处理过程中隐孢子虫的在线检测评价方法，其特征在于对滤前水进行处理的方式为增加药剂的投加量、强化混凝、强化沉淀中的一种、二种或三种的结合。
3.根据权利要求1所述的饮用水处理过程中隐孢子虫的在线检测评价方法，其特征在于对过滤过程进行处理的方式为增加药剂的投加量、改变药剂的种类、改变过滤材料、降低过滤速度中的一种或几种的结合。
4.根据权利要求1所述的饮用水处理过程中隐孢子虫的在线检测评价方法，其特征在于激光颗粒计数器检测的胶体颗粒的粒径为2～7μm。
5.根据权利要求1所述的饮用水处理过程中隐孢子虫的在线检测评价方法，其特征在于激光颗粒计数器检测的胶体颗粒的粒径为2～15μm。
6.根据权利要求1所述的饮用水处理过程中隐孢子虫的在线检测评价方法，其特征在于激光颗粒计数器检测的胶体颗粒的粒径为2～800μm。
7.根据权利要求1、4、5或6所述的饮用水处理过程中隐孢子虫的在线检测评价方法，其特征在于被检测胶体颗粒数为粒径在2～7、2～15、2～800μm或2～1000μm范围内的胶体颗粒数之和。
全文摘要
饮用水处理过程中隐孢子虫的在线检测评价方法，它涉及一种在饮用水处理过程中检测隐孢子虫的方法。本发明的目的是解决传统方法无法估计和预测隐孢子虫穿透风险的缺点，它是这样实现的采集过滤池出水作为水样，采用激光颗粒计数器对饮用水处理过程中粒径与隐孢子虫相近或粒径稍大的颗粒数量进行在线检测，当胶体被检测粒径范围颗粒数大于被检测的胶体颗粒数设定值时，对滤前水和/或过滤过程进行调整，直至过滤池出水中含有的胶体颗粒数小于等于合格出水中被检测胶体颗粒数设定值。本方法较在线浊度仪敏感、精确，可以监测隐孢子虫穿透性的危害，从而为提高水质、调整工艺和自动控制的优化控制提供可靠的依据。
文档编号C12Q1/00GK1673717SQ20051000996
公开日2005年9月28日 申请日期2005年5月8日 优先权日2005年5月8日
发明者许国仁 申请人:哈尔滨工业大学