飲用水生物濾池中DON生成規律及控制機理研究

《飲用水生物濾池中DON生成規律及控制機理研究》是依託浙大寧波理工學院，由張會寧擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：飲用水生物濾池中DON生成規律及控制機理研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：張會寧
• 依託單位：浙大寧波理工學院

項目摘要

DON與氯在消毒過程中發生反應可生成具有毒性更強、危害更大的N-DBPs。飲用水處理中，消毒工藝之前控制DON濃度很必要。然而目前對DON在飲用水生物濾池中生成規律及控制機理的研究有限。本項目將探明生物濾池DON的生成規律，並以此為基礎尋找多層濾料生物濾池控制DON生成的技術；從微生物學上深入探討DON生成規律差異的原因，為控制生物濾池中DON的生成提供有價值的理論基礎；探明典型N-DBPs生成潛勢、NDMA的前體物二甲胺和NDMA生成潛勢在生物濾池中的變化規律等，這對於控制飲用水中的N-DBPs，對飲用水安全具有重要的參考意義。

結題摘要

毒副產物（DBPs）生成的風險。其中，溶解性有機氮（DON）與氯可生成具有毒性更強、危害更大的N-DBPs。因此在消毒工藝之前控制DON濃度非常必要。然而目前對DON在飲用水生物濾池中生成規律及控制機理的研究有限。 本項目探明了生物濾池DON的生成規律，並以此為基礎開發了多層濾料生物濾池控制DON生成的技術；運用分子生物學深入探討了DON生成差異的原因。取得了以下結果： 一、濾料種類對飲用水生物濾池DON的生成的影響。生物濾池DON沿程呈先降後升的趨勢。不同濾柱DON存在著差異。活性炭柱前半程DON降低最大，後半程上升量最大。石英砂柱的前半程DON降低量最小於。濾料的表面性質影響濾料附著的生物量，從而影響DON的變化規律。同時發現生物濾柱中TN的虧損與濾柱中的生物量有關。 二、雙層濾料及雙點進水生物濾池DON的生成規律及控制技術。活性炭-石英砂雙層濾料更易於控制DON生成。雙點進水方式控制DON效果優於單點進水。採用雙點進水方式雙層濾料濾柱即頂端和20 cm濾池處兩點進水量為40、20 L/h的控制DON效果最佳。 三、不同濾料濾柱沿程生物膜變化及細菌群落結構分析。在濾料表層生物量最高，隨著濾層的加深生物量均呈下降趨勢。孔隙率主要確定了生物量的空間分布。石英砂濾料上的生物活性最大，且微生物多樣性最大；活性炭微生物多樣性最小。 四、濾料種類的生物群落結構對DON轉化的影響。生物濾柱中DON的變化與濾料生物量並不存在明顯的對應關係。濾料中微生物的群落結構的差異影響了濾柱中DON的生成。 五、探明了水中的消毒副產物的前體物在飲用水生物濾池的變化情況。研究了典型N-DBPs生成潛勢及N-DBPs前體物（甲胺、蘇氨酸、色氨酸、天冬氨酸、天冬醯胺、酪氨酸等）在生物濾池的變化規律，並探討了改進生物濾池對NDMA生成潛勢的控制方法。 以上工作為控制生物濾池中DON的生成提供有價值的理論基礎，這對於控制飲用水中的N-DBPs，對飲用水安全具有重要意義。