O3-IBAC對(duì)水中微污染有機(jī)物去除效果及作用機(jī)制.pdf

1、隨著人們生活水平的提高的和水體污染的日益加劇，飲用水的衛(wèi)生和安全受到越來(lái)越多的關(guān)注。針對(duì)我國(guó)廣大地區(qū)飲用水源的有機(jī)微污染問(wèn)題及飲用水常規(guī)處理方法無(wú)法有效去除水中的微量有機(jī)物和NH3-N的客觀現(xiàn)實(shí)，系統(tǒng)的研究飲用水深度處理技術(shù)，開(kāi)展相關(guān)理論方法研究，有著現(xiàn)實(shí)和深遠(yuǎn)的意義。本文通過(guò)研究O3-IBAC技術(shù)在對(duì)南方（深圳地區(qū)）和北方（哈爾濱及大慶地區(qū)）不同的水源水質(zhì)條件下凈化效果，建立適用于不同狀況下的高效工程菌構(gòu)建方法，利用先進(jìn)的生物工程技術(shù)

2、分析O3-IBAC運(yùn)行工況下的生理生態(tài)特性，探討O3-IBAC除微污染的機(jī)制，完善和豐富O3-IBAC理論與技術(shù)體系，為O3-IBAC的工程化應(yīng)用積累知識(shí)，進(jìn)而全面提升我國(guó)飲用水深度處理的技術(shù)水平和科技含量，為我國(guó)飲用水安全保障提供科學(xué)依據(jù)。
　　針對(duì)南方和北方地區(qū)不同水源水質(zhì)有機(jī)微污染物的特征，采用生物工程技術(shù)，通過(guò)從富營(yíng)養(yǎng)到貧營(yíng)養(yǎng)的反復(fù)馴化，得到高效工程菌15株，將其鑒定到屬。這15株工程菌包括假單胞菌屬（Pseudomona

3、s）5株、芽孢桿菌屬（Bacillus）4株、微球菌屬（Micrococcus）2株、短桿菌屬（Brevibactrium）2株、動(dòng)膠菌屬（Zoogloea）1株、氣單胞菌屬（Aeromonas）1株。優(yōu)勢(shì)菌屬為假單胞菌屬和芽孢桿菌屬。
　　通過(guò)生態(tài)位組合構(gòu)建，通過(guò)菌源重組、生態(tài)位分離和自適應(yīng)的構(gòu)建策略，將15株高效工程菌通過(guò)一定配比構(gòu)建處理微污染水的高效工程菌群，人工構(gòu)建的高效工程菌群G值為2.1d，在實(shí)際深度凈化處理過(guò)程中20

4、～28d即可達(dá)到103CFU/g碳～104CFU/g碳水平。
　　采用人工固定高效工程菌群的IBAC其對(duì)高錳酸鹽指數(shù)平均去除率在20％～45％之間，而B(niǎo)AC的高錳酸鹽指數(shù)平均去除率相對(duì)較低在10％～20％之間。對(duì)TOC以及濁度的去除方面，IBAC均優(yōu)于BAC。IBAC最佳反沖洗周期為20d，反沖洗時(shí)間為4～8min，反沖洗水強(qiáng)度為3～4L/sm2,氣洗強(qiáng)度12～14L/sm2，均優(yōu)于BAC的反沖洗指標(biāo)。IBAC對(duì)有機(jī)物種類(lèi)的去除明

5、顯，可由原水的111種降低至17種，間接證明IBAC對(duì)高錳酸鹽指數(shù)去除率高的原因。IBAC可以有效去除THMS前質(zhì)并能有效降低水中AOC值，所以具有較高的應(yīng)用安全性。
　　將高效工程菌群運(yùn)用到對(duì)微污染水的處理中，發(fā)現(xiàn)運(yùn)行后高效工程菌菌體出現(xiàn)個(gè)體變小，分泌的酶增多等現(xiàn)象。運(yùn)用PCR-DGGE手段對(duì)生物活性碳的微生物群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行解析，結(jié)果表明同一接種時(shí)間的炭罐微生物種群相似性較高，不同接種時(shí)間的炭罐微生物種群相似性較低。
　　通

6、過(guò)對(duì)O3-BAC和O3-IBAC兩種處理工藝生化活性的研究，表明在相同試驗(yàn)條件下兩個(gè)濾柱TTC一脫氫酶活性沿水流方向自上而下均呈梯度分布，IBAC的脫氫酶活性高于BAC的脫氫酶活性，證明了IBAC對(duì)原水的凈化效果優(yōu)于BAC，反沖洗對(duì)IBAC的生物降解作用影響也較小。該項(xiàng)成果對(duì)于促進(jìn)IBAC技術(shù)在飲用水深度處理中的的應(yīng)用與推廣以及加強(qiáng)實(shí)際運(yùn)行控制都具有重要意義。
　　生產(chǎn)性試驗(yàn)表明，在試驗(yàn)期間，試驗(yàn)炭罐出水的平均高錳酸鹽指數(shù)值小于2

7、.5mg/L，指標(biāo)都已達(dá)到要求標(biāo)準(zhǔn)。從高錳酸鹽指數(shù)值的去除率上來(lái)看，固定化生物活性炭去除有機(jī)物的能力明顯優(yōu)于普通的顆粒活性炭，新活性炭接種的炭罐的出水效果比舊活性炭接種的炭罐好。從反沖洗周期上來(lái)看，在不影響出水指標(biāo)的前提下，固定化生物活性炭的反沖洗周期目前是8天，為普通的顆?；钚蕴浚?天）的2倍，這不僅節(jié)省了大量的水力資源，動(dòng)力資源，還大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。
　　通過(guò)對(duì)AOC和細(xì)菌總數(shù)的測(cè)定，證明IBAC能夠保證飲用水的生物穩(wěn)定性和