可生物同化有機(jī)碳在給水處理單元過(guò)程中的變化規(guī)律.pdf

1、可生物同化有機(jī)碳(Assimilable Organic Carbon，簡(jiǎn)稱(chēng)AOC)是可生物降解有機(jī)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(jī)物支持異養(yǎng)菌生長(zhǎng)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(lái)嚴(yán)重影響，因此關(guān)于給水處理過(guò)程中AOC變化規(guī)律的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本課題中AOC測(cè)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(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，發(fā)現(xiàn)在高濃度(大于200μg·L-1乙酸碳)時(shí)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(xiàn)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(guò)江水超濾膜過(guò)濾進(jìn)行AOC不同分子量分布的測(cè)定，發(fā)現(xiàn)AOC主要以分子量小于1ku的有機(jī)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(dòng)較大。夏季最高可達(dá)2714μg·L-1；冬季最低為452μg·L-1。以松花江水為水源水的S水廠(chǎng)常規(guī)給水處理各單元過(guò)程中，混凝單元對(duì)AOC去除率最高，春季和冬季的去除率達(dá)到30%左右，夏季和秋季可達(dá)到60~80%；過(guò)濾單元對(duì)AOC的去除不穩(wěn)定；加氯消毒后AOC增加20%左右。整個(gè)常規(guī)給水處理工藝中，以AOC-NOX為代表的羧酸類(lèi)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(fù)荷較低，出廠(chǎng)水

4、AOC隨原水變化而波動(dòng)，最低達(dá)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(shuō)明管網(wǎng)內(nèi)有可能存在細(xì)菌再繁殖問(wèn)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(guò)程中硫酸鋁在高投量下對(duì)AOC的去除率最高達(dá)24.5%，而相同投量下氯化鐵混凝的去除率可以達(dá)到65.9%。人工配水混凝

5、在低投量下鋁、鐵混凝劑對(duì)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(dá)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(duì)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(lái)研究AOC在預(yù)氧化過(guò)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(zhǎng)，AOC最高增長(zhǎng)率分別為61.5%、86.9%和81.1%。三種預(yù)氧化過(guò)程中混凝前AOC的增長(zhǎng)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(lèi)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(jī)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(guò)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(zhǎng)了5.2%，主要來(lái)自于A(yíng)OC的增加。在三種預(yù)氧化過(guò)程中，不能被生物降解的有機(jī)物(NBDOC)都沒(méi)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(shí)的助凝效果較好，而次氯酸鈉是在投量高于1.0mg·L-1時(shí)有微弱助凝效果。
　　選取了三種不同載體—陶粒、硅膠和沸石負(fù)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(guò)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(jī)物氧化成小分子有機(jī)物。陶粒、硅膠和沸石負(fù)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(jī)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(jī)物部分被礦化，水中AOC下降13.