沈軍1， 范次樵1， 陳可榮1， 李家就2
(1.廣州市自來水公司， 廣東 廣州 510160；2.中國市政工程中南設(shè)計(jì)研究院，湖北武漢 430010)

　　摘　要：分別取生物接觸氧化池、生物濾塔的出水進(jìn)行Ames試驗(yàn)，結(jié)果表明生物預(yù)處理工藝對(duì)去除致突變物的效果并不顯著。在生物預(yù)處理出水中投加粉末活性炭對(duì)吸附去除致突變物有很好的效果，且粉末活性炭的投量對(duì)其影響顯著。
　　關(guān)鍵詞：微污染原水；生物預(yù)處理；Ames試驗(yàn)；粉末活性炭
　　中圖分類號(hào)：TU991
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C
　　文章編號(hào)：1000-4602(2002)07-0054-03

　　 在廣州S水廠分別采用生物接觸氧化池、生物濾塔進(jìn)行了預(yù)處理試驗(yàn)，試驗(yàn)期間部分時(shí)段(1994年2月—5月)的原水水質(zhì)見表1。一年多的連續(xù)運(yùn)行結(jié)果表明，生物預(yù)處理工藝能較好地解決原水的有機(jī)污染問題。當(dāng)水力負(fù)荷＜1.12m³/(m²·h)時(shí)接觸氧化池出水氨氮＜0.5mg/L,亞硝酸鹽氮＜0.5mg/L，BOD₅＜3mg/L，對(duì)高錳酸鹽指數(shù)的去除率為25%～54%，濁度去除率為31%～85%，且生 物接觸氧化池的處理效果明顯優(yōu)于生物濾塔。

表1 原水水質(zhì) 項(xiàng)目 2月 3月 4月 5月 最高 最低 平均 最高 最低 平均 最高 最低 平均 最高 最低 平均 pH 7 7 7 7.1 6.9 6.98 7 6.7 6.94 7.05 6.8 6.9 濁度(NTU) 73 61 68.8 82 21 50 138 25 52 81 22.4 77.6 氨氮(mg/L) 5 3.84 4.21 5.61 3.14 4.21 4.01 0.6 2.35 4.04 0.81 1.7 亞硝酸鹽氮(mg/L) 　 　 　 0.62 0.02 0.14 0.29 0.04 0.14 0.58 0.15 0.61 硝酸鹽氮(mg/L) 　 　 　 0.43 0.04 0.55 2.08 0.04 0.55 2.48 0.2 0.9 高錳酸鹽指數(shù)(mg/L) 13.9 12.16 13 15.14 5.86 10.98 11.66 4.72 7.48 11.14 4.29 6.7 BOD₅(mg/L) 　 　 　 11.3 4.86 8.15 7.5 1.7 4.53 8.34 6.64 7.6

　　為研究生物預(yù)處理對(duì)致突變物的去除效果，對(duì)生物預(yù)處理裝置的出水進(jìn)行了Ames試驗(yàn)。

1 試驗(yàn)裝置

　　生物濾塔共3座，鋼制，單池平面尺寸為1m×1m，池頂淋水及配水高度為1.2m，池底距地面高度為0.8m，塔身總高度分別為6.4、8.6、10.8m，內(nèi)裝4、6、8m的立波型聚氯乙烯塑料填料。生物接觸氧化池為兩格串聯(lián)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，單池有效尺寸為1.50m×1.50m×4.00m，池內(nèi)裝有YDT彈性立體填料，填料高度為3.00m。?

2 運(yùn)行工況 ?

　　取樣時(shí)間分別選在豐、枯水期，運(yùn)行工況：豐水期水力負(fù)荷為1.12m³/(m²·h)，氣水比為0.5∶1；枯水期水力負(fù)荷為1.12 m³/(m²·h)，氣水比為1∶1。

3 結(jié)果與分析 ?

　　試驗(yàn)結(jié)果分別見表2、3。
　　由表2、3可知：
　?、?各水樣對(duì)TA100菌株加S9和不加S9全部是陰性結(jié)果，且加S9(對(duì)TA98及TA100菌株)的致突變程度比不加S9強(qiáng)，說明原水對(duì)堿基置換型致突變物不敏感，水中大部分致突變物為移碼型，且需經(jīng)代謝活化的移碼型致突變物比不需經(jīng)代謝活化的移碼型致突變物稍多。

表2 　豐水期水樣的Ames試驗(yàn)結(jié)果 試樣 水樣所經(jīng)的處理流程 劑量(L/皿) TA100+S9 TA100-S9 TA98+S9 T A98-S9 對(duì)照 　　 0.00 118.3±4.7 113.3±4.0 27.3±1.5 24.0±2. 0 原水 　 0.50 116.7±1.5 104.0±6.0 30.7±2.1 30.7±2.3 1.00 125.7±6.7 115.7±2.1 46.0±4.4 36.0±2.0 2.00 125.0±4.0 120.7±4.0 56.7±1.2* 54.7±2.5* 自來水 經(jīng)水廠常規(guī)處理 0.50 112.7 ±4.2 121.3±3.8 62.7±4.2 37.0±1.7 1.00 120.3±7.2 122.0±7.8 76.7±4.0* 49.0±4.0* 2.00 118.7±5.9 122.0±7.5 112.3±7.8** 77.7±4.2** 生物濾塔1 原水→生物濾塔→取樣 0.50 112.3±2.1 118.0±2.0 38.7±1.5 34.3±1.5 1.00 119.7±1.5 118.0±6.2 50.7±2.1 40.3±1.5 2.00 118.7±1.5 116.7±2.5 72.0±5.3* 61.0±3.0* 生物濾塔2 原水→生物濾塔→加15 mg/L堿式氯化鋁，沉淀45 min→砂濾→加3.7 mg/L次氯酸鈉→取樣 0.50 117.3±5.5 11 8.7±2.5 33.0±1.0 33.7±2.1 1.00 115.7±7.8 118.7±8.1 40.3±4.0 49.7±8.3* 2.00 120.7±2.1 118.7±1.5 80.3±8.1* 74.3±5.7** 接觸氧化池1 原水→生物接觸氧化池→取樣 0.50 111.7±4.5 118.0±5.6 34.3±3.2 30.0±2.0 1.00 122.7±1.5 115.7±7.1 47.3±2.1 46.0±2.6 2.00 121.7±3.8 121.7±2.3 69.7±6.5* 57.7±5.5* 接觸氧化池2 原水→生物接觸氧化池→加15 mg/L?堿式氯化鋁，沉淀45 min→ 砂濾→加3.7 mg/L次氯酸鈉→取樣 0.50 117 .7±3. 2 115.3±4.7 43.7±2.5 36.0±2.0 1.00 119.3±4.9 119.3±2.1 58.7±2.1* 47.7±2.1 2.00 122.0±3.6 122.3±2.1 79.6±9.2* 73.7±6.7** 注：①采樣時(shí)間為1994年8月10日；②受試劑量為0.00表 示豐水期的陰性對(duì)照試驗(yàn)；③各生物濾塔的水樣均取自填料高度為6 m的生物濾塔；④*表 示超過陰性對(duì)照組的2倍，**表示超過陰性對(duì)照組的3倍。

表3 枯水期水樣的Ames試驗(yàn)結(jié)果 試樣 水樣所經(jīng)的處理流程 劑量(L/皿) TA100+S9 TA100-S9 TA98+S9 T A98-S9 對(duì)照 　 0.00 118.3±4.1 113.3±4.0 27.3±1.5 24.0±2.0 原水 　 0.50 119.0±6.1 115.0±2.6 35.0±1.0 28.3±1.5 1.00 122.3±2.9 121.3±5.9 46.7±2.1 34.7±1.5 2.00 121.0±8.5 121.7±7.5 59.3±1.5* 51.3±2.5* 自來水 經(jīng)水廠常規(guī)處理 0.50 120.3±7.0 116.3±6.4 60.0±1.0* 34.0±2.0 1.00 113.7±4.9 118.7±5.0 77.3±2.5* 52.3±2.5* 2.00 122.7±4.7 115.0±8.9 113.7±4.7**? 79.0±1.0** 1號(hào)水樣 原水→生物濾塔→加10 mg/L粉末活性炭，加25 mg/L堿式氯化 鋁， 沉淀45 min?→砂濾→加3.7 mg/L次氯酸鈉→取樣 0.50 118.3±2.1 113.0±2.0 31.3±3.2 30.3±3.2 1.00 125.0±4.6 125.3±3.2 43.0±5.3 35.7±1.5 2.00 129.7±1.5 127.7±3.1 60.3±6.7* 53.0±2.6* 2號(hào)水樣 原水→生物接觸氧化池→取樣 0.50 118.0±4.6 115.0±4.0 35.0±1.0 32.0±2.0 1.00 129.3±1.2 123.3±3.8 50.7±6.7 54.7±3.1* 2.00 130.0±2.0 128.0±2.0 80.0±2.6 71.7±2.3* 3號(hào)水樣 原水→生物接觸氧化池→加30 mg/L粉末活性炭，加25 mg/L堿 式氯化鋁，沉淀45min→砂濾→加3.7 mg/L次氯酸鈉→取樣 0.50 114.3±3.2 117.3±9.0 28.3±1.5 29.0±1.0 1.00 120.7±2.1 117.0±7.5 32.3±2.5 38.3±2.5 2.00 125.7±2.9 121.0±2.6 49.7±2.1 47.3±3.8 4號(hào)水樣 原水→生物接觸氧化池→加20mg/L粉末活性炭，加25 mg/L堿式氯化 鋁，沉淀45 min→砂濾→取樣 0.50 114.7± 2.5 113.3±4.2 30.7±1.5 29.7±1.5 1.00 122.0±5.3 123.7±5.0 39.0±2.6 37.3±1.5 2.00 127.0±2.0 121.3±1.5 50.7±2.5 48.0±1.0 注： ①采樣時(shí)間為1995年1月11日；②受試劑量為0.00表示枯水期的陰性對(duì)照試驗(yàn)；③1號(hào)水樣取自填料高度為6 m的生物濾塔；④*表示超過陰 性對(duì)照組的2倍，**表示超過陰性對(duì)照組的3倍。

　　② 豐、枯水期水樣的試驗(yàn)結(jié)果均表明，兩種生物預(yù)處理工藝均不能有效去除水中的致突變物，表明原水中的致突變物不是通過生物作用可以降解的。
　?、?由試驗(yàn)結(jié)果可知，通過生物預(yù)處理后致突變物有所增加(主要是移碼型致突變物)，但增加的數(shù)量較小，這表明生物處理過程中的代謝產(chǎn)物可能有一部分是具致突變性的。?
　　④ 由表2可以看出，生物濾塔1與接觸氧化池1的試樣只有在最高受試劑量下回變菌落數(shù)才大于自發(fā)回變菌落數(shù)的兩倍以上，而生物濾塔2、接觸氧化池2的試樣在中等劑量時(shí)即顯示了致突變作用，這說明采用常規(guī)處理加生物預(yù)處理難以去除水中的致突變物，故加氯以后使水樣的致突變性增加了許多，同時(shí)也說明生物預(yù)處理加常規(guī)處理無法解決致突變問題。由豐、枯水期的生物預(yù)處理加常規(guī)處理的出水與自來水的對(duì)比結(jié)果可以看出：如果在原制水工藝中增設(shè)生物膜法預(yù)處理，則可使自來水中的移碼型致突變物有所降低，且主要是去除水中的間接移碼型致突變物。?
　　⑤表3與表2相比，受試水樣所經(jīng)的工藝流程基本相同，所不同的是表3的水樣中投加了不等量的粉末活性炭，試驗(yàn)結(jié)果顯示粉末活性炭具有很好的吸附加粉末活性炭后加氯較不投加粉末活性炭、不加氯的致突變性弱，由1號(hào)與3號(hào)試樣、3號(hào)與4號(hào)試樣對(duì)比還可看出粉末活性炭的投量大小對(duì)去除致突變物的影響，即3號(hào)試樣比4號(hào)試樣的粉末活性炭投量大，所以即使是加氯后期致突變性也比4號(hào)試樣(不加氯)的效果，它可以在生物預(yù)處理去除大部分有機(jī)物及懸浮物以后進(jìn)一步吸附水中的致突變物。由枯水期1、2號(hào)試樣的對(duì)比可知，投弱。?

4 結(jié)語 ?

　　S水廠原水的生物預(yù)處理必須與常規(guī)處理相配合并投加粉末活性炭才能有效地去除水中致突變物，而在常規(guī)處理前面加上生物預(yù)處理可以降低自來水的致突變性(去除間接移碼型致突變物)，而粉末活性炭的投量對(duì)其去除效果影響顯著，這也說明了試驗(yàn)中去除致突變物依靠的是吸附而非生物過程。

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　　收稿日期：2002-03-05