O3-IBAC對水中微污染有機物去除效果及作用機制.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)生和安全受到越來越多的關(guān)注。針對我國廣大地區(qū)飲用水源的有機微污染問題及飲用水常規(guī)處理方法無法有效去除水中的微量有機物和NH3-N的客觀現(xiàn)實，系統(tǒng)的研究飲用水深度處理技術(shù)，開展相關(guān)理論方法研究，有著現(xiàn)實和深遠的意義。本文通過研究O3-IBAC技術(shù)在對南方（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，利用先進的生物工程技術(shù)

2、分析O3-IBAC運行工況下的生理生態(tài)特性，探討O3-IBAC除微污染的機制，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，進而全面提升我國飲用水深度處理的技術(shù)水平和科技含量，為我國飲用水安全保障提供科學(xué)依據(jù)。
　　針對南方和北方地區(qū)不同水源水質(zhì)有機微污染物的特征，采用生物工程技術(shù)，通過從富營養(yǎng)到貧營養(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、動膠菌屬（Zoogloea）1株、氣單胞菌屬（Aeromonas）1株。優(yōu)勢菌屬為假單胞菌屬和芽孢桿菌屬。
　　通過生態(tài)位組合構(gòu)建，通過菌源重組、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，在實際深度凈化處理過程中20

4、～28d即可達到103CFU/g碳～104CFU/g碳水平。
　　采用人工固定高效工程菌群的IBAC其對高錳酸鹽指數(shù)平均去除率在20％～45％之間，而BAC的高錳酸鹽指數(shù)平均去除率相對較低在10％～20％之間。對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，反沖洗時間為4～8min，反沖洗水強度為3～4L/sm2,氣洗強度12～14L/sm2，均優(yōu)于BAC的反沖洗指標(biāo)。IBAC對有機物種類的去除明

5、顯，可由原水的111種降低至17種，間接證明IBAC對高錳酸鹽指數(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。
　　將高效工程菌群運用到對微污染水的處理中，發(fā)現(xiàn)運行后高效工程菌菌體出現(xiàn)個體變小，分泌的酶增多等現(xiàn)象。運用PCR-DGGE手段對生物活性碳的微生物群落結(jié)構(gòu)進行解析，結(jié)果表明同一接種時間的炭罐微生物種群相似性較高，不同接種時間的炭罐微生物種群相似性較低。
　　通

6、過對O3-BAC和O3-IBAC兩種處理工藝生化活性的研究，表明在相同試驗條件下兩個濾柱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對原水的凈化效果優(yōu)于BAC，反沖洗對IBAC的生物降解作用影響也較小。該項成果對于促進IBAC技術(shù)在飲用水深度處理中的的應(yīng)用與推廣以及加強實際運行控制都具有重要意義。
　　生產(chǎn)性試驗表明，在試驗期間，試驗炭罐出水的平均高錳酸鹽指數(shù)值小于2

7、.5mg/L，指標(biāo)都已達到要求標(biāo)準(zhǔn)。從高錳酸鹽指數(shù)值的去除率上來看，固定化生物活性炭去除有機物的能力明顯優(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，為普通的顆粒活性炭（4天）的2倍，這不僅節(jié)省了大量的水力資源，動力資源，還大大降低了勞動強度。
　　通過對AOC和細菌總數(shù)的測定，證明IBAC能夠保證飲用水的生物穩(wěn)定性和