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饮用水中微囊藻毒素降解机理与去除技术研究

朱光灿  
【摘要】: 微囊藻毒素(MC)是一类七肽单环肝毒素,MC-LR是一种强烈的肝脏肿瘤促进剂。MC在水中的化学稳定性较好,不能被传统净水工艺有效去除,迫切需要寻求能有效去除饮用水中MC的实用水处理工艺。 本文完善了MC的ELISA和HPLC分析方法,通过模拟试验及水厂实测调查了富营养化太湖水中MC在常规净水工艺中的去除特性,结果表明预氯化使藻细胞内的MC释放出来,混凝沉淀对细胞外MC无去除作用,砂滤可去除17.2%~40.4%的细胞外MC和19.0%~36.6%的总MC,加氯消毒对细胞外MC和总MC的去除率分别为30%~45.3%和30%~51.7%。 接近于推流反应器的三阶生物接触氧化反应器对富营养化原水的预处理效果与稳定性优于单阶生物接触氧化反应器。HRT为2h时,三阶生物接触氧化工艺对氨氮、NO_2~--N、浊度和藻类的去除率大于90%,COD_(Mn)的去除率大于20%,细胞外MC和总MC的去除率分别大于85%和84%,细胞外MC-RR和MC-LR的去除率分别达到81.7%和86.7%以上,总MC-RR和MC-LR的去除率分别达到80.5%和71.5%以上。综合对各污染物的去除效果,阶式生物反应器三阶的气水比分别取2:1、0.5~1:1和0~0.5:1。生物预处理工艺中,MC在特定细菌的降解作用及混合微生物的同化作用下被去除。 紫外—微臭氧工艺深度处理含MC的饮用水,HRT为1.5h时,MC-RR、MC-YR与MC-LR的降解效率分别为61.9%、81.9%和91.7%,降解过程为一级动力学反应,半降解时间t_(1/2)分别为74.5、32.2和24.2min。连续流运行时,MC-RR、MC-YR、MC-LR的平均去除率分别为39.8%、62.7%和74.0%。紫外辐射与较高的臭氧投加量促进MC的降解。 生物活性炭工艺深度处理含MC的饮用水,HRT为1.5h时,MC-RR、MC-YR、MC-LR的去除率分别为60.6%、63.3%和68.8%,去除途径为微生物直接降解与活性炭吸附后再被微生物降解。 阶式生物接触氧化—混凝沉淀—砂滤—加氯消毒组合净水工艺对COD_(Mn)、UV_(254)、氨氮、总MC的去除率分别为70.2%、27.9%、84.5%和88.0%,GC/MS分析表明有机物种类和总量的去除率分别为29.8%和90.7%。混凝沉淀—砂滤—生物活性炭—加氯消毒组合净水工艺对COD_(Mn)、UV_(254)、氨氮、总MC的去除率分别为78.9%、43.6%、79.2%和84.9%,有机物种类和总量的去除率分别为65.9%和97.4%。混凝沉淀—砂滤—加氯消毒—紫外-微臭氧组合净水工艺对COD_(Mn)、UV_(254)、氨氮、总MC的去除率分别为74.1%、50.0%、58.3%和76.9%,有机物种类和总量的去除率分别为64.9%和97.3%。 研究结果表明,阶式生物接触氧化、紫外-微臭氧、生物活性炭工艺均能有 河海大学博士学位论文(摘要) 效去除饮用水中MC,3种组合净水工艺可用于从富营养化原水制取安全饮用水。


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