1. 藻類および藻類毒素の人体への害
① 水中の藻類は水に不快な味や臭いを発生させる可能性があります
② 藻類とその可溶性代謝産物は塩素消毒副産物の前駆体です。
③藻類の毒素は魚卵の突然変異や魚の異常成長を引き起こす可能性があります。藻類の異常発生は、多数の水生生物の死につながる可能性があります。水生動物に蓄積された藻類の毒素は、食物連鎖を通じて人間の健康を危険にさらす可能性があります。
④水域中の毒素を含むラン藻細胞は、粘土との共沈により底質に蓄積・残留したり、水生生物に捕食されてその排泄物とともに沈殿したりして、水環境に悪影響を及ぼします。
⑤ 藻類を含む水は凝集沈殿効果が悪く、ろ過タンクが詰まりやすく、浄水場が正常に稼働できなくなります。同時に、パイプネットワークにも悪影響を及ぼします。
2. 藻類および藻類毒素の除去方法
太陽光の影響を受けやすい浅くて流れの遅い水域（湖、貯水池など）では、特に水温が高い季節に、富栄養状態の水中で藻類が大規模に繁殖する傾向があります。水中の藻類は数日以内に急速に成長し、いわゆる藻類の「アウトブレイク」現象が発生します。水域内の藻類の含有量は非常に多く、局所的に蓄積すると水面に厚い層が形成されます。
原水の水質、水源の環境、藻類の種類と量に応じて、世界各地でそれぞれに応じた除去方法が採用されており、その効果の程度は異なります。現在、水処理における藻類除去ユニットプロセスには主に次のような方法がある。
2.1 原水の藻類除去
① 取水遮断 藻類の成長を制御することは、基本的に水域の富栄養化を防止および制御することであり、その後、水の管理に工学技術手法を採用して、藻類の成長速度を低下させたり、水域の条件を変更して藻類の成長を抑制したりすることができます。 。適切な取水深さを選択し、排水には堤防ろ過を使用し、スカムの移動を防ぐ障害物を設置することで、短期間で迅速に被害を軽減できます。
② 硫酸銅剤による防藻剤は、これまでも、そして今後も藻類を防除するための緊急対策として使用されます。現在、最も広く使用されている殺藻剤は硫酸銅です。その最大の利点は、経済的で効果的で比較的安全で使いやすいことです。通常、この方法で使用される硫酸銅の量は、人間の健康に明らかな影響を及ぼさないと考えられています。 Cu2+ はプランクトンの濃度に対して一定の抑制効果があります。珪藻、渦鞭毛藻、緑藻、シアノバクテリアの場合、阻害効果を発揮する Cu2+ の濃度は 10-11~10-6mol/L です。
③ 水域サルベージ法 水源取水口付近に藻類除去船または固定式藻類除去機を設置し、水域中の高濃度藻類を大規模に除去する方法です。藻類スラリー濃縮装置は藻類除去ボートに設置されており、水域内の藻類を迅速に回収して収集できます。藻類スラリー濃縮装置は藻類の細胞構造を破壊しないため、生成される藻類毒素は少なくなります。
2.2 給水プラントのプロセスセクションにおける藻類の除去
① 凝集・除藻 無機凝集剤［硫酸アルミニウム、ポリアルミニウム（PAC）、ポリアルミニウム塩化第二鉄等］による凝集により除藻することができます。ポリアルミニウム塩化第二鉄を藻類含有水の処理に使用すると、沈殿した水の濁度が最も低くなり、投与量率も最も低くなります。形成されたミョウバンフロックは、大きくて緩いアルミニウム塩の特徴を持ち、密度が高く、沈殿効率が最も優れています。ポリアルミニウム塩化第二鉄の最適投与量は約 25mg/L です。有機高分子凝集剤と無機凝集剤を併用すると、藻類含有水の除濁効果が大幅に向上し、薬剤使用量を低減できます。凝集後期では、少量の有機凝集剤で固体粒子の捕捉効果が大きく、フロックの形成が促進され、フロックが緻密になり、沈降速度が速くなります。
② 浮遊選鉱法 一般に密度の低い藻類は、凝集剤添加後に形成されるフロックが沈降しにくく、浮遊選鉱法によりより高い藻類除去効果が得られます。特に低濁度、高色度の水では生成されるフロックが軽くなり浮き上がりやすくなります。
浮遊選鉱は、藻類細胞の外側の毒素に対して従来の沈殿よりも効果的ではありません。この方法は藻類細胞を損傷せず、細胞質粘液を生成せず、より多くの無傷な細胞を除去できます。したがって、溶解空気浮選法は藻類の除去に広く使用されています。この方法は固液分離速度（5～8m/h）、汚泥濃度、薬剤使用量の節約の点で比較的満足のいく結果が得られています。
浮選藻類除去が沈降法よりも優れている主な理由は、原水中の藻類含有量が高い場合、浮遊選鉱タンクの分離速度が速く、凝集剤が節約できるためです。浮選槽内の汚泥の乾燥固形分濃度は25～30g/Lであり、浮遊選鉱槽の乾燥固形分濃度の1/10に過ぎません。したがって、浮遊選鉱法は汚泥処理時の汚泥濃縮段階を省略でき、処理設備への投資を削減することができます。浮遊選鉱による藻類の除去に影響を与える要因は、気固比、凝集剤、および予備酸化が実行されるかどうかです。
気固比を高めると、浮遊藻類の除去効率が大幅に向上します。溶解空気水の圧力を高め、溶解空気の量を増やすと、気固比を高めることができます。還流比を調整して増加させると、気体と固体の比も増加します。
凝集剤は浮力に大きな影響を与えます。 PACの処理効果は塩化第二鉄や硫酸アルミニウムよりも優れています。 PAC によって生成されるフロックは大きく、表面積が大きいため、藻類の吸着と除去がより容易になります。
前酸化により、藻類表面の電気的特性が改善され、凝固に影響を与える藻類表面の細胞外分泌物の一部が酸化され、それによって藻類の除去効果が向上します。実験では、浮選効果に対する前酸化の影響を調査するために、塩素、過マンガン酸塩 (PPC)、オゾンの 3 つの酸化剤を使用しました。 PAC を凝固剤として 1 mg/L の用量で使用しました。結果は、予備酸化が浮選段階での藻類の除去を強化するのに良い役割を果たし、その効果はオゾン、過マンガン酸塩、塩素の順に高いものから低いものであることを示しました。オゾンと過マンガン酸塩は、藻類の除去率を約 60% から 80% に高めることができます。
③直接ろ過方式 藻類を含む濁度の低い湖水に適しています。凝集剤を添加せずに直接濾過できるため、藻類除去効果が優れています。原水の濁度が高くない場合（5NTU以下）、長期間にわたって高品質なろ過水が得られます。運転サイクルを適度に短くすれば、同時に藻類も洗い流されるため、ろ過槽の詰まりを解消するのに最も経済的です。濾過サイクルの制御が短く、藻類が死滅しにくいため、藻類毒素の放出を減らすことができます。直接ろ過で藻類を除去する場合は、汚濁能力が大きくフラッシングサイクルを長くできる石炭砂二層ろ材の使用を推奨します。
④ 精密ろ過藻類除去 精密ろ過藻類除去は、通常、主に濁度が低く藻類の多い湖水の処理に使用されます。効果は凝集沈殿法より優れていますが、濁度、色度、CODmnの除去率は非常に低く、凝集沈殿法に比べて大幅に劣ります。したがって、精密ろ過は主に水中の動物プランクトンや藻類を除去するために使用されます。精密ろ過による藻類の除去率は、藻類の種類によって大きく異なります。藻類が小さければ小さいほど、除去するのは難しくなります。場合によっては 10% しか除去されないこともありますが、凝集浮遊選鉱によって消費される凝集剤の量は多くなります。
2.3 その他の藻類除去方法
その他の藻類除去方法には、電気凝集法、電磁周波数変換反応器、膜技術（精密濾過、限外濾過など）、深水処理用のバイオ炭（BAC）法などが含まれます。これらの方法は、低濃度の藻類や藻類の処理にのみ適しています。毒素。
要約すると、一般に、藻類の大量爆発に直面した場合、水草はそれに対処するためにさまざまな措置を講じる必要があります。どの方法を使用してもメリットとデメリットがあり、実際の状況に応じてプロセスの選択を調整する必要があります。汚染物質の排出抑制など、水源水の防止対策は非常に重要です。