可生物同化有機碳在給水處理單元過程中的變化規(guī)律.pdf

1、可生物同化有機碳(Assimilable Organic Carbon，簡稱AOC)是可生物降解有機物中能被微生物轉(zhuǎn)化成其自身菌體的部分。AOC可反映飲用水的生物穩(wěn)定性，即水中可生物降解有機物支持異養(yǎng)菌生長的潛力。生物不穩(wěn)定的飲用水將給管網(wǎng)和管網(wǎng)水質(zhì)帶來嚴重影響，因此關(guān)于給水處理過程中AOC變化規(guī)律的研究具有重要的現(xiàn)實意義。
　　本課題中AOC測定采用LeChevallier法，接種方式為熒光假單胞菌—P17菌株和螺旋菌—NOX菌

2、株分別接種。繪制產(chǎn)率標準曲線，發(fā)現(xiàn)在高濃度(大于200μg·L-1乙酸碳)時得到的P17產(chǎn)率系數(shù)小于低濃度的產(chǎn)率系數(shù)，高低濃度的產(chǎn)率系數(shù)分別為7.5×106和1.4×107cfu·mL-1。NOX菌的產(chǎn)率曲線中高低濃度的產(chǎn)率系數(shù)保持一致，約為7.1×108cfu·mL-1左右。通過江水超濾膜過濾進行AOC不同分子量分布的測定，發(fā)現(xiàn)AOC主要以分子量小于1ku的有機物為主體，占AOC總量的43％。
　　松花江原水AOC較高，而且隨季

3、節(jié)變化波動較大。夏季最高可達2714μg·L-1；冬季最低為452μg·L-1。以松花江水為水源水的S水廠常規(guī)給水處理各單元過程中，混凝單元對AOC去除率最高，春季和冬季的去除率達到30%左右，夏季和秋季可達到60~80%；過濾單元對AOC的去除不穩(wěn)定；加氯消毒后AOC增加20%左右。整個常規(guī)給水處理工藝中，以AOC-NOX為代表的羧酸類物質(zhì)只占AOC的10%左右，經(jīng)消毒后這一比例才略有上升。常規(guī)給水處理工藝抗AOC沖擊負荷較低，出廠水

4、AOC隨原水變化而波動，最低達到400μg·L-1，屬于生物不穩(wěn)定飲用水。AOC在管網(wǎng)內(nèi)的消耗隨溫度變化，溫度越高消耗越快，總消耗量都在300μg·L-1以上，說明管網(wǎng)內(nèi)有可能存在細菌再繁殖問題。
　　考察了不同水體、混凝劑、混凝劑投量、pH值和鈣離子濃度等混凝條件下AOC變化規(guī)律和水質(zhì)變化情況。研究發(fā)現(xiàn)，江水混凝過程中硫酸鋁在高投量下對AOC的去除率最高達24.5%，而相同投量下氯化鐵混凝的去除率可以達到65.9%。人工配水混凝

5、在低投量下鋁、鐵混凝劑對AOC的去除率分別為71.8%和93.0%。氯化鐵混凝劑在去除AOC和其它混凝效果方面均優(yōu)于硫酸鋁。在中性和弱酸性pH值條件下混凝AOC的去除率最高，達到86.1%，堿性條件下混凝AOC反而增加了29.1%。復(fù)合鋁鐵混凝劑對AOC的影響有限，增加Ca2+離子濃度可使AOC去除率從54.1%上升到80.4%。
　　分別選取了高錳酸鉀、臭氧和次氯酸鈉三種預(yù)氧化劑來研究AOC在預(yù)氧化過程中的變化規(guī)律。三種預(yù)氧化方

6、法混凝后的 AOC隨預(yù)氧化劑投量增加而增長，AOC最高增長率分別為61.5%、86.9%和81.1%。三種預(yù)氧化過程中混凝前AOC的增長率分別為23.6%、33.5%和17.7%。臭氧預(yù)氧化產(chǎn)物中AOC-NOX所代表的羧酸類物質(zhì)較多，占AOC的40%；高錳酸鉀和次氯酸鈉氧化后水體中能被P17菌利用的基質(zhì)增加。在三種預(yù)氧化劑的預(yù)氧化中，AOC/TOC(有機物的生物可同化性)分別從8.2%增加到14.0%、16.7%和10.8%。高錳酸鉀和

7、臭氧預(yù)氧化過程中 TOC的變化主要是由其中BDOC的變化而引起的；而次氯酸鈉預(yù)氧化中 TOC增長了5.2%，主要來自于AOC的增加。在三種預(yù)氧化過程中，不能被生物降解的有機物(NBDOC)都沒有隨氧化劑投量的增加而變化。臭氧和高錳酸鉀都是在投量低于1.0mg·L-1時的助凝效果較好，而次氯酸鈉是在投量高于1.0mg·L-1時有微弱助凝效果。
　　選取了三種不同載體—陶粒、硅膠和沸石負載TiO2，以考察AOC所代表的小分子物質(zhì)在臭氧

8、多相催化氧化過程中的變化規(guī)律。臭氧催化氧化比單純的臭氧氧化能更徹底地將大分子有機物氧化成小分子有機物。陶粒、硅膠和沸石負載TiO2等三種催化氧化條件下，將AOC從大約300μg·L-1分別增加到674μg·L-1、847μg·L-1和882μg·L-1， AOC/TOC從初始的4.7%分別升高到30.5%、33.2%和46.0%，明顯地提高了水中有機物的可生物降解性。增加臭氧投量，催化氧化可使小分子有機物部分被礦化，水中AOC下降13.