BAF對(duì)MC-LR的去除特性及機(jī)制研究.pdf

1、我國(guó)污染面臨的主要問(wèn)題之一有水體富營(yíng)養(yǎng)化，其中富營(yíng)養(yǎng)化水體中銅綠微囊藻分泌微囊藻毒素(Microcysitsns)，其毒理性大，廣泛分布、化學(xué)穩(wěn)定、耐高溫，極其影響飲水安全。生物活性濾池(BAF)作為一種典型針對(duì)污染水源的處理工藝，具有諸多技術(shù)優(yōu)勢(shì)，而關(guān)于生物活性濾池對(duì)微囊藻毒素的去除效果及機(jī)理卻鮮有報(bào)道。
　　本研究以巢湖流域水華期間產(chǎn)生的微囊藻毒素為研究對(duì)象，通過(guò)連續(xù)式運(yùn)行模式明確生物活性濾池在微生物富集階段、掛膜完成后對(duì)微囊

2、藻毒素的去除效果，藻毒素與常規(guī)污染指標(biāo)去除率的相關(guān)關(guān)系，進(jìn)而得出影響B(tài)AF去除MC-LR的影響因子及作用規(guī)律。從降解菌生物降解特性與活性炭吸附作用機(jī)制進(jìn)一步探明BAF對(duì)MC-LR的去除機(jī)理，主要研究結(jié)論如下:
　　(1)采用自然掛膜，BAF中進(jìn)行微生物富集，期間水溫為18～25℃，EBCT設(shè)為2.4h，進(jìn)水DO為5.6～7.2mg/L，IMn為4.4～6.2mg/L。考察了MC-LR在微生物富集期間去除效果的動(dòng)態(tài)變化，MC-LR去

3、除率為52～84％。當(dāng)BAF系統(tǒng)運(yùn)行1個(gè)月后，MC-LR的去除率穩(wěn)定在70％。BAF完成微生物富集過(guò)程約35d。
　　(2)BAF穩(wěn)定運(yùn)行期間，水溫為16～25℃，進(jìn)水pH值為6.89～7.46。探究了EBCT、溫度、反沖洗方式對(duì)MC-LR去除率的影響，結(jié)果顯示BAF在不同EBCT下(0.6h、1.2h、2.4h)對(duì)應(yīng)的MC-LR平均去除率分別為41.1％、56.8％、64.5％。低溫(＜10℃)對(duì)MC-LR的去除效果影響較大，＜

4、10℃時(shí)MC-LR去除率為55％。15℃時(shí)MC-LR的去除率達(dá)到63％，25℃時(shí)去除率為72％。間歇式反沖洗生物量損失僅為3.1nmol/g，損失率僅為21％，而單位生物量的脫氫酶活性增加率為58％。
　　(3)基于吸附動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)，研究了活性炭對(duì)MC-LR的吸附特性，得出Langmuir等溫吸附模型能更好地表征活性炭對(duì)MC-LR的吸附行為，極限吸附容量為263.9μg/g。MC-LR在GAC上的吸附大約在第2小時(shí)后達(dá)到平衡，平衡時(shí)

5、MC-LR在GAC上的極限吸附容量約為213.3μg/g，占初始毒素量的64％。GAC對(duì)MC-LR的吸附為自發(fā)過(guò)程且該吸附為吸熱反應(yīng)。
　　(4)采用篩選優(yōu)勢(shì)降解菌的方法，從BAF生物膜中篩選出降解MC-LR的菌株DB。經(jīng)16S rDNA的基因序列分析，菌株DB屬于噬酸寡養(yǎng)從毛單胞菌（Comamonas sp.D1），在GenBank中的登錄號(hào)為AF532869。研究了菌株DB對(duì)MC-LR生物降解特性，該菌株能快速降解MC-LR，

6、降解速率為21.2mg·L－1·d-1，最適生長(zhǎng)溫度為30℃，10.6mg/L的MC-LR在12h內(nèi)即降解至檢測(cè)限下。葡萄糖對(duì)菌DB降解MC-LR有抑制，而NO3-對(duì)生物降解過(guò)程無(wú)顯著影響。
　　(5)基于活性炭吸附特性及降解菌生物降解特性，分析了吸附作用和生物降解對(duì)微囊藻毒素的協(xié)同去除機(jī)制。經(jīng)分析可知，BAF對(duì)MC-LR去除并非單一的吸附作用。同時(shí)，降解菌DB對(duì)MC-LR的降解速率為21.2mg·L-1·d-1，表明在本試驗(yàn)條件