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結果與分析2.1 HRT對微囊藻毒素去除的影響
表1與圖2表明，隨著HRT的增加，CODMn、UV254與各微囊藻毒素的去除率相應提高，并與試驗水樣溶解氧的消耗率正相關，表明微生物降解是有機物與MC去除的重要途徑。一定HRT范圍內，微生物對有機物與MC的降解隨HRT的增加更為充分；但當HRT增大到一定值后，生物活性炭反應器中DO供應不足，系統中微生物、有機污染物、溶解氧與活性炭的相互作用達到了平衡，去除率逐漸趨于穩定。綜合BAC工藝對 CODMn、UV254及MC的去除效果，適宜水力停留時間取1.5~2h。
HRT(h) |
CODMn(mg/L) |
UV254(cm-1) |
DO(mg/L) |
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進水 |
出水 |
去除率(%) |
進水 |
出水 |
去除率(%) |
進水 |
出水 |
消耗率(%) |
|
1 |
3.07 |
1.99 |
35.2 |
0.093 |
0.069 |
25.8 |
6.90 |
3.19 |
53.8 |
1.25 |
2.02 |
0.96 |
52.5 |
0.110 |
0.081 |
26.4 |
6.68 |
2.03 |
69.6 |
1.5 |
2.64 |
1.18 |
55.3 |
0.097 |
0.063 |
35.1 |
6.68 |
2.21 |
66.9 |
2 |
3.0 |
1.18 |
60.7 |
0.138 |
0.074 |
46.4 |
7.24 |
0.96 |
94.0 |
3 |
4.22 |
1.14 |
73.0 |
0.220 |
0.057 |
74.1 |
6.52 |
1.11 |
83.0 |
4 |
3.38 |
1.21 |
64.2 |
|
|
|
7.14 |
0.85 |
88.1 |
2.2 易生物降解有機物對MC去除的影響
BAC工藝HRT=1.5h，不同原水的MC去除率與CODMn的去除率關系如圖3。圖中MC濃度為MC-RR、MC-LR與MC-YR三種微囊藻毒素濃度之和。
當進水CODMn濃度由2.91mg/L增加到3.60mg/L時，CODMn的去除率和MC的去除率均出現上升；此后隨著進水CODMn濃度的進一步增加，CODMn的去除率仍不斷提高，但MC的去除率開始降低。
低濃度MC與CODMn在生物反應器內同時被降解，可能既有MC降解菌的降解作用，也可能有異養微生物的協同同化作用[9,10]。當有機物降解菌與藻毒素降解菌是不同菌種時，易降解有機物含量增加，相應的異養微生物活性增強，由于微生物種群的競爭，如對DO的競爭，BAC柱中MC降解菌的活性受到抑制，使MC的去除率下降。當低濃度MC是在異養微生物的協同同化作用下被降解時，若比MC更易被微生物利用的有機物增加，將優先被異養微生物降解，微生物對MC的同化作用減弱，使MC的去除率下降。由于原水中易生物降解有機物含量過高，抑制MC的去除，進入BAC系統的原水必須控制易生物降解溶解性有機物的含量，可通過兩級生物活性炭或原水的生物預處理來控制。
2.3 MC在BAC工藝中的去除途徑
表2中MC濃度是MC-RR、MC-LR與MC-YR三種微囊藻毒素濃度之和。結果表明， MC在各種活性炭中的去除率隨時間的延長而增加，當反應時間大于1.5h后，MC去除率增加趨緩。各種活性炭對MC的去除率大小依次為：GAC>BAC>滅活BAC。
未使用過的活性炭具有較強的吸附作用，能有效去除MC；掛膜成熟后的BAC，活性炭的表面及大孔附著大量微生物，MC通過生物降解與活性炭吸附而去除；滅活BAC由于微生物已失活，因此通過吸附作用去除MC。滅活BAC在高壓滅菌鍋內滅菌時不能使活性炭再生，它對MC的吸附能力即為BAC對MC的吸附能力。通常活性炭運行5個多月后已基本吸附飽和，而此時BAC仍能吸附有機物，意味著附著于活性炭上的微生物具有再生活性炭的能力，即被活性炭吸附的部分有機物被微生物降解。另一方面，滅活 BAC對MC的去除率遠小于BAC，滅活BAC對MC的去除率在HRT= 180 min時，也只有12.98%，而BAC在HRT=180 min時，去除率可達47.14%。由此表明，BAC反應器中微生物降解對MC的去除作用，較活性炭吸附MC的去除作用更大。然而，BAC中分別被這兩種途徑去除的MC的比例很難確定，因為BAC中被吸附的MC又會被微生物降解，BAC可以繼續吸附MC，而滅活BAC吸附MC后不再具有生物再生功能。MC被吸附后又被生物降解這一現象表明：運行較長時間的BAC對MC的去除，最終都是通過微生物的降解實現的。GAC與BAC相比，去除效率更高，但前者的吸附作用易因活性炭飽和而失效，后者則通過微生物與活性炭的協同作用延長了活性炭的運行周期，有效降低了凈水成本。
3 結論
3.1 BAC工藝可作為飲用水中MC的深度處理工藝，適宜的HRT為1.5~2h。
3.2 原水中較高濃度的易生物降解有機物抑制BAC工藝對MC的去除，進入BAC系統的原水必須控制易生物降解有機物的含量。
3.3 生物活性炭運行初期，主要通過吸附作用去除MC，生物膜成熟后，主要通過微生物的降解去除MC。微生物降解同時使吸附飽和的活性炭得到一定程度的再生，可以通過吸附作用去除部分MC
東方凈水水處理的行業知識：
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東方凈水聯系人：張經理
