更新時間：2014-04-27 22:21 來源：第一論文 作者: 閱讀：2777 網友評論0條

　　論文作者：金文標 馬放 楊秀妍 楊基先 呂春梅 王寶貞

 　　摘要：對優質飲用水處理的試驗裝置作了介紹，并對其凈化效能進行了詳細 分析 。該設備對微污染有機物、鐵、錳的去除能力強，具有占地面積小、操作簡單、易于控制等特點，適用于我國 目前 無法在短期內提高水廠處理水平的現狀， 應用 前景廣闊。

　　關鍵詞：優質飲用水 微污染 固定化 生物活性炭 生物錳砂

 　　生物活性炭技術主要是通過活性炭對有機物的吸附及其上的微生物對有機物的降解來達到對微污染有機物的去除，因而對有機物具有良好的去除效果，同樣生物錳砂技術對鐵、錳離子也有良好的去除效果[1～3]。本 研究 是首次把生物活性炭技術和生物錳砂技術集于一體，開發出小型高效的飲用水深度凈化設備，用于去除水中的微污染有機物和鐵、錳離子，出水完全可以達到我國新頒布的《生活飲用水水質衛生規范》，可以彌補我國在短期內無法提高城市管網水質的現狀。

　　1 試驗裝置和 方法

　　1.1 裝置

 　　主要裝置見圖1。該設備由便于觀察的有機玻璃制成，直徑為300mm，高為2m，內部填充了活性炭與錳砂，填充高度為0.8m，水的流量為63L/h，采用向下流式。該設備的主要優點是占地面積小、能耗小、操作簡單。

　　1.2 工程菌的固化

 　　試驗中采用馬放篩選馴化的15株工程菌[4]用于活化活性炭，在富集培養后采用物理吸附的方法固定到活性炭上，形成固定化生物活性炭。錳砂上的菌種采用毛大慶篩選馴化的工程菌[5]，經過富集培養后，同樣采用物理吸附的方法固定在錳砂上形成固定 化生物錳砂。

　　1.3 試驗用水

 　　試驗前期是把投加了鐵、錳離子以及少量有機物的哈爾濱市管網末端水作為試驗用水，鐵的濃度為0～3mg/L，錳的濃度為0～2 mg/L，有機物的濃度為2～4mg/L;試驗后期是直接 以哈爾濱市的管網末端水為試驗用水。

　　1.4 測定方法

　　測定項目和方法見表1。

表1 測定項目和方法

測定項目	測定方法
高錳酸鹽指數	高錳酸鉀法
總鐵	鄰菲羅啉法
錳	甲醛肟分光光度法
濁度	TSZ-Ⅱ型濁度儀
細菌總數	平板菌落計數法
大腸菌群數	多管發酵法
有機化合物	GC/MS聯機

　　2 結果與討論

 　　從2000年12月—2001年6月，在6個月的連續試驗中對進、出水高錳酸鹽指數、鐵離子與錳離子濃度、濁度等進行了監測。

　　2.1 高錳酸鹽指數的去除

 　　從2000年12月—2001年2月，向給水管網末端水投加一定濃度的鐵、錳離子作為試驗原水，對進、出水的高錳酸鹽指數及鐵、錳濃度進行檢測，圖2為進、出水的高錳酸鹽指數測定的結果及去除率變化曲線。

 　　從圖2可見，原水高錳酸鹽指數為2.5～4mg/L，而出水為1.5mg/L左右，去除率在50%以上。試驗是在冬季進行的(水溫為5℃左右)，表明該裝置在低溫條件下對有機物仍有較好的去除效果，這主要是因為所用的工程菌是低溫菌。

 　　從2001年2月—6月，直接以市政管網水為試驗用水，對高錳酸鹽指數進行了測定，結果見圖3。

 　　從圖3可以看出，這期間的進水高錳酸鹽指數較低(2.5～3.0mg/L)，而出水基本穩定在1.5mg/L以下，去除率在50%以上。盡管進水高錳酸鹽指數較低但去除效果較好，表明較低的有機物含量并沒有限制工程菌作用的發揮，這是由于工程菌是經過特定的人工篩選、并經貧營養馴化過的，可以適應自來水中的低營養條件。

　　2.2 鐵、錳離子的去除

 　　從2000年12月—2001年2月，向哈市管網末端水投加一定濃度的鐵、錳離子作為試驗用水，試驗中進、出水的鐵濃度及去除率的變化見圖4。

 　　從圖4可見初期鐵的去除率在80%左右，運行半個多月后去除率一直穩定在95%左右，出水鐵的濃度穩定在0.1mg/L左右，達國家標準(0.3mg/L)。

 　　對進、出水的錳濃度的測定結果見圖5。同鐵的去除情況相同，工程菌經過初期的適應之后，后期對錳的去除率一直穩定在80%左右，出水錳的濃度穩定在0.1mg/L左右，達國家標準(0.1mg/L)。可見工程菌在生物法處理鐵、錳中占有重要地位。

　　2.3 濁度的變化

　　在整個試驗過程中，濁度不是連續測定的，前期測定結果見表2，后期測定結果見表3。

表2 試驗前期進、出水濁度測定結 果 NTU

日期	1月8日	1月17日	1月25日	2月7日	2月18日
原水濁度	10.28	9.28	9.14	9.54	8.79
出水濁度	1.61	1.42	1.45	1.53	1.32

表3 試驗后期進、出水濁度測定結果NTU

日期	2月25日	3月18日	4月15日	5月14日	6月18日
原水濁度	1.58	4.76	0.58	1.21	1.62
出水濁度	0.18	0.30	0.17	0.20	0.22

 　　由表2可見前期的原水濁度較高，但出水的濁度穩定在1.5NTU左右，處理效果良好。由表3可見后期的原水濁度較低，出水濁度基本穩定在0.3NTU以下，達到了發達國家的標準(濁度≤1.0NTU)，處理效果很好。 分析 認為，活性炭對懸浮雜質有一定的吸附能力，同時生物活性炭的大孔和過渡孔上吸附的微生物分泌的一種莢膜類粘液性物質可粘住水中的懸浮顆粒和膠體物質，使出水濁度降低。

　　2.4 細菌總數和大腸菌群的測定

　　試驗出水測定結果見表4。

表4 細菌總數與大腸菌群測定結果　 個/mL

日期	1月12日	2月15日	3月10日	4月12日	5月14日	6月12日
細菌總數	12	5	8	2	4	6
大腸菌群	未檢出	未檢出	未檢出	未檢出	未檢出	未檢出

 　　從表4可見細菌總數和大腸菌群均符合標準，從而證明采用工程菌人工固化形成的BAC具有可靠的衛生學安全性。

　　3　結論

 　　一體化凈水設備對飲用水的深度凈化效果十分顯著，雖然進水的高錳酸鹽指數、鐵、錳、濁度等有很大波動，但出水的各項指標均達到了國家標準。因此，在我國現有市政管網無法在短期內全面提高飲用水水質的條件下，一體化凈水設備可區域性地提高飲用水水質，且具有運行穩定、易于管理、實用性強等特點。

　　參考 文獻 ：

 　　[1] 馬放，李偉光，王寶貞.固定化生物活性炭除微量有機物的運行效果[J]. 哈爾濱建筑大學學報，1998，31(6)：56-62.

 　　[2]馬放，李偉光，王寶貞，等.延長活性炭使用壽命的生產性實驗[J].哈爾濱建筑大學學報，1999，32(6)：70-73.

 　　[3]李冬，楊宏，張杰.生物濾層同時去除地下水中鐵、錳離子 研究 [J]. 中國 給水排水，2001，17(8)：1-5.

 　　[4] 馬放，王寶貞，孫建平.固定化生物活性炭除微污染有機物的實驗研究[J].哈爾濱建筑大學學報，1998，31(5)：52-57.

 　　[5]毛大慶，馬放，李偉光，等.生物法除鐵除錳的實驗室研究(Ⅰ)[J].哈爾 濱建筑大學學報，1999，32(6)：190-193.

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