化学预氧化耦合生物锰氧化强化水厂净水效能

发布时间：2020-04-06 12:58

【摘要】：饮用水水源受到越来越多的营养元素(N、P)及有机物污染,随之而来的水体富营养化造成藻类的大量繁殖,严重威胁饮用水安全。面对短期内饮用水水源水质无法得到明显改善的现状,饮用水厂的提升改造势在必行。在饮用水厂实际改造中,化学预氧化与砂滤池的改造常常采取单一工序的优化升级,而忽略了前后两种工艺组合可能带来的联合优势。因此,本论文设计了一种化学预氧化耦合生物锰氧化工艺,将砂滤池微生物作用同前期预氧化相结合,去除源水中天然有机物与微量有机物污染物并将藻类灭活,且具有预防前期预氧化造成Mn~(2+)污染的效果。本研究主要围绕化学预氧化耦合生物锰氧化工艺的可行性及净水效能进行了深入研究。在以微污染源水为处理水源的试验中,试验结果表明高锰酸钾与铁锰氧化物预氧化能有效去除天然有机物酪氨酸(Tyr)但都不能去除人工合成有机物2-羟基-4-甲氧基-5-磺酸二苯甲酮(BP-4),而两种预氧化方式都会产生Mn~(2+)对水体造成二次污染。锰氧化细菌Pseudomonas sp.QJX-1能够利用前期预氧化剩余的Tyr进行生长繁殖,进而利用Mn~(2+)形成对BP-4起到去除效果的生物锰氧化物(BMO)。试验进一步探究化学预氧化耦合生物锰氧化工艺对高藻水源水的处理效果,结果表明高锰酸钾预氧化能够对高藻水中的铜绿微囊藻细胞进行有效灭活,但会产生藻胞内物质(藻毒素等)外泄并残留Mn~(2+)对水体造成二次污染。锰氧化细菌Pseudomonas sp.QJX-1依然能够利用前期预氧化剩余的Tyr、Mn~(2+)进行生物锰氧化形成BMO,但BMO对微囊藻毒素(MC-LR)无明显的去除效果。为验证实际操作的可行性,研究以巢湖源水为试验用水验证化学预氧化耦合生物锰氧化工艺的可行性及净水效能,并探究了实际水厂砂滤池中是否存在生物锰氧化。结果表明,化学预氧化耦合生物锰氧化对实际源水具有良好的净水效果,既能有效去除前期预氧化残留的Mn~(2+),还能大幅降低待处理水中有机物浓度。其中研究结果还表明实际水厂砂滤池具有生物锰氧化能力。由此可见,高锰酸钾耦合生物锰氧化工艺是一种可行的饮用水深度净化方法。
【图文】：

锰氧化,密度变化,含量变化,趋势

试验进一步考察了 BP-4 含量变化。试验结果表明(图2.2)，BP-4 浓度呈现先下降后上升的趋势，，在 48 小时处达到最低(0.41mg·L-1)。

过程图,锰氧化,预氧化,过程

(a) (b)误差线代表 3 个平行样品的标准偏差(a)高锰酸钾预氧化余液中的锰氧化过程；(b) 铁锰氧化物预氧化余液中的锰氧化过程图 2.3 以预氧化余液为基质的生物锰氧化过程Fig2.3 Biogenic manganese oxidation in the solution after pre-oxidation
【学位授予单位】：内蒙古大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU991.2

【参考文献】