二氧化氯在去除水质藻类中的应用
近年来，湖库型水源地蓝藻暴发的事件时有发生。蓝藻暴发不仅影响水处理工艺，还经常伴有有害次生代谢物如藻毒素和嗅味物质浓度的急剧上升，降低水的可利用性和安全性(13)。土臭素（geosmin）是最常见的土霉味物质，最先发现为链霉菌等放线菌的代谢产物(4)，后发现许多丝状蓝藻也能产生geosmin，且大部分水源的geosmin所导致的嗅味问题为藻类所导致。
 
随着人们对二氧化氯的深入研究，认为二氧化氯是一种有效的除藻剂。二氧化氯除藻的机理是，藻类中的叶绿素吡咯环与苯环非常相似，二氧化氯对苯环具有一定的亲和性，能使苯环发生变化而使其无臭无味，二氧化氯也同样能作用于吡咯环氧化叶绿素，使其新陈代谢终止，使得蛋白质的合成中断，导致藻类死亡，而且二氧化氯和藻类的反应极快，能够有效地控制霉味，鱼腥味等。
 
传统除藻法：
含藻量少和处理水量不大时，可用硫酸铜。由于硫酸铜价格贵，又具有毒性，一般在游泳池水处理中常有使用。原水中加氯，可杀死藻类，并可防止藻类堵塞输水管和滤池。但原水中若藻类含量大，势必加氯量增加，会导致出厂水中的氯仿和四氯化碳含量增加。气浮除藻，效果较佳。藻类不易沉淀，则利用‘气浮工艺使其上浮而去除。气浮处理中利用通入水中的大量微小气泡，使气泡粘附在藻类上，即可快速上浮，使固液分离。据某水厂测定，气浮工艺除藻率达到60%以上。
 
美国水厂水库的常用除藻法：
(1) 当藻类含量较高时，每天用专用船向水库中投加 CuS04 溶液，其投加量为 0.5 －0.7mg/L ；
(2) 当藻类含量不高时，在进入水厂的原水中投加 K 2 MnO 4 ；
(3) 当藻类含量低时，在进入水厂的原水中加氯。
 
各种氧化剂除藻的效果对比：
与臭氧和高锰酸钾相比，采用氯和二氧化氯进行氧化处理后，DOC的增加明显。氯投量在10 mg/L时，DOC为6.5 mg/L，二氧化氯投量为3 mg/L时，其DOC达到7.5 mg/L。二氧化氯具有较强的氧化能力，对藻细胞的作用明显，当藻细胞完全破坏后，继续投加会氧化部分有机物导致DOC降低，而氯的氧化能力要弱些，即使投加到10 mg/L，DOC也没有明显降低。对臭氧来说，低投量条件下（0.5 mg/L）DOC出现较高的增加，而继续增加投量DOC基本稳定，这可能是因为臭氧本身氧化能力较强，较高投量时在导致代谢物释放的同时，会氧化部分有机物，从而导致DOC基本稳定在一个浓度水平。同样，对于高锰酸钾来说，DOC也没有出现随投药剂量增加而增加的情况。
3土臭素（geosmin）
螺旋鱼腥藻可以代谢产生大量的geosmin (10, 14)，但geosmin一般是在细胞内合成后再分泌到胞外，而且通常状况下85～95%的geosmin存在于胞内(9)。实验所用水样中geosmin的含量为1250 ng/L，溶解性geosmin仅为220 ng/L。不同氧化剂处理下含藻水的溶解性及总geosmin含量见图3。可以看出，不同氧化剂引起的geosmin释放效应相差很大。二氧化氯的释放效应最强，在0.5 mg/L的投药量下大部分geosmin从胞内转到胞外。对照图2可知，此时藻细胞数量只下降三分之一，表明二氧化氯可能在拓宽细胞膜通道方面作用较强，导致geosmin在藻细胞完全破坏之前就基本上被释放出来。
次氯酸钠直到投药量为1 mg?L-1时geosmin的释放比较缓慢。但是，投药量超过1 mg?L-1后，geosmin释放非常显著。可以看出，当投药量为1.5 mg?L-1时，几乎所有的geosmin都被释放出来。而对于高锰酸钾，在投量低于1 mg?L-1(一般使用量不会超过这个剂量)时，几乎没有geosmin的释放。当投量超过1 mg?L-1时，随着投量的增加，geosmin逐步释放出来，到5 mg/L时geosmin完全释放。与图2相比可知，藻细胞在本实验投量范围内并没有出现明显的下降，表明可能主要是高剂量高锰酸钾改变了细胞膜的通透性，导致在没有破坏藻细胞的情况下geosmin的释放。
对于臭氧来说，在投量低于2.5 mg?L-1时， geosmin不仅没有被释放出来，反而出现一定的下降的趋势。从图2中可以看出，臭氧在投量为2.5 mg?L-1条件下已能去除约40%的藻细胞。这是一个非常有趣的现象，可以看出，臭氧的作用机制与其他氧化剂有显著的不同。但具体情况有待于进一步的研究。一般来说，臭氧预氧化的投量不会超过1.5 mg?L-1，因此，臭氧的这种特性表明，利用臭氧进行预氧化不会导致藻细胞内嗅味物质的释放。
高锰酸钾（藻类）
高锰酸钾（KMnO4）是一种较强的氧化剂，但消毒能力弱（据资料高锰酸钾预氧化不会引起藻毒素的释放），高锰酸钾氧化可控氯酚，ＦＨＭs的生成，并有一定的色、臭、味的去除效果，对烯烃、醛、酮类化合物也有较好的去除能力。但经高锰酸钾氧化的氧化产物中，出水经氯化后，水的致突变性有较大幅度的增加，应与粉末活性炭联用效果非常理想。一般投加量不会超过１mg/L，吨水成本０.０２元。
二氧化氯（有机物）
二氧化氯（CLO2）氧化性强，预氧化可有效破坏藻类、酚，改善水的臭味。有研究表明二氧化氯使藻类死亡破裂，使大量藻毒素释放到水体中并引起异味（土臭素，２—ＭＩＢ），二氧化氯不稳定需现场发生，对操作人员要求较高，一般预氧化量在１－２mg/L,吨水成本0.024-0.048元。（亚氯酸钠法）只有10～15%。当原水氨氮浓度小于1mg/L时，氨氮的去除率小于50%。
选择次氯酸钠、二氧化氯、高锰酸钾、臭氧四种氧化剂对高藻水进行了预氧化实验，发现四种氧化剂对藻及嗅味物质的影响各不相同。次氯酸钠、二氧化氯的除藻效果明显，其投量与藻细胞去除效果之间呈指数关系，当投量达到3mg?L-1时，藻细胞的去除率达到70％以上。臭氧投量与藻细胞之间呈直线反比例关系，但投量低于1 mg?L-1时，藻细胞数量变化不明显。而高锰酸钾对藻细胞的去除效果不明显。
 
在胞内geosmin的释放方面，藻细胞对二氧化氯最敏感，次氯酸钠其次。这两种氧化剂的使用均可能会导致geosmin的大量释放。在正常的投量下，高锰酸钾不会导致geosmin的大量释放，而臭氧在很宽的剂量范围内均没有geosmin释放的问题。因此，这两种药剂可以考虑在必要时作为预氧化剂使用。