应用Illumina MiSeq测序解析O_3-BAC水处理技术生产饮用水中细菌多样性

采用切向流超滤技术(TFF)大量富集浓缩饮用水,提取其基因组DNA,扩增16SrDNA片段的V4+V5区,共获得45 093条序列,序列平均长度395.65bp,经高通量测序和物种注释、评估、组成分析、β-多样性分析、物种差异分析、RDA分析等进行生物信息学分析,获得饮用水中细菌多样性组成及丰度信息。结果发现,饮用水中可能含有的细菌多样性具有不确定性和随机性,对其影响最大的水质指标为浊度和余氯,经Illumina MiSeq高通量测序获得基因信息的细菌可能存在无活性或者处于VBNC状态的可能,难以采用纯培养方式培养,Illumina MiSeq高通量测序可作为饮用水细菌分析的前置技术加以推广和应用。

O_3-BAC工艺在饮用水处理中的应用

以南方某水厂为例,探讨了O3-BAC工艺在饮用水处理中的应用。运行结果表明,O3-BAC出水p H值随运行时间的延长而下降,因此影响亚硝化作用及后期投碱量;O3-BAC工艺运行初期对CODMn的去除作用以物理吸附为主,运行后期以生物降解为主,二者均具有较好的去除效果;O3-BAC工艺应对突发性氨氮污染较滞后,但在高氨氮环境下随着运行时间的推移,对氨氮的去除效果较好。

优质水源条件下臭氧生物活性炭工艺运行模式探讨

针对水厂引入优质水源后如何管理好臭氧生物活性炭工艺(O_(3)-BAC),降低生产能耗的问题,以确保水质安全、设备设施可靠的前提下,在J和N水厂分别开展停用和小流量运行O_(3)-BAC的生产性试验,重点分析了停用O_(3)-BAC对水处理效果、炭滤池和重点设备的影响,并对小流量运行O_(3)-BAC的运行模式进行了初探讨。结果表明,在原水为优质水源的条件下,若停用O_(3)-BAC,常规工艺处理高pH原水时,出厂铝会升高;炭池停用45 d内,滤料上微生物活性急剧下降,重启运行后65 d后仅恢复至停用前的64%;炭池停用再启动后,出水氨(以N计)含量呈现先增长后下降,且增长量随停用时间延长而增大,最高可升至0.7 mg/L,24小时后达到稳定;停用时间小于6个月,提升泵等重点设备性能无明显变化。若采用小流量运行O_(3)-BAC(超越水量约60%),N水厂电耗和氧耗分别下降8.80%和28.72%。

臭氧-生物活性炭工艺的关键影响因素研究进展

作为现今净水厂深度处理的主流技术,臭氧-生物活性炭工艺通过将臭氧氧化、活性炭吸附降解联用,具有绿色、高效、处理效果好等优点。本文对O_(3)-BAC工艺的关键影响因素--臭氧氧化副产物及活性炭理化性质进行了探讨,综述了臭氧氧化有机污染物的过程,副产物对活性炭吸附以及生物降解的影响,深入分析了活性炭孔隙结构、官能团、π电子供受体及表面电荷等理化性质对其吸附以及生物降解过程的影响,对O_(3)-BAC工艺设计提出了合理建议。

组合工艺在再生水厂的应用分析

为研究A^(2)/O-膜生物反应器(A^(2)/O-MBR)的生物处理与臭氧活性炭(O_(3)-BAC)的深度处理的组合工艺对水中化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD_(5))、总氮(TN)、氨氮(NH 3-N)、总磷(TP)等水质指标的处理效果,文章以北京市延庆城西再生水厂2019年9月—2020年8月进出水水质数据为例进行分析。结果表明:该水厂出水水质良好,且几乎不受进水浓度和温度变化影响,A^(2)/O-MBR+O_(3)-BAC组合工艺去除有机物、脱氮除磷的效果好且稳定。可以为城镇污水处理厂提标改造和新建再生水厂的工艺选择提供借鉴。

中水水源循环水排污水高回收率回用工艺应用研究

采用含盐量、难降解有机物较高的中水作为循环水系统补水,所产生的循环水排污水含盐量达7 200 mg/L以上、难降解有机物含量达37 mg/L以上(以TOC计)、Ca^(2+)在15 mmol/L左右。针对该循环水排污水,现有循环水排污水回用工艺存在回收率低(一般小于50%),处理后出水水质差,膜系统污堵严重、无法稳定运行等问题。针对上述存在问题,根据中水水源循环水排污水水质特点,开发了一种高回收率的中水水源循环水排污水回用工艺,并通过实验对工艺各系统性能、运行参数及处理效果进行研究。研究结果表明,该回用工艺性能稳定,循环水排污水回收率可达90%以上,处理后产水电导率<324μS/cm、含盐量<150 mg/L,可作为循环水系统补水进行回用。该工艺吨水运行费用为9.65元/t水,具有良好的经济效益和环境效益。

微污染原水深度处理与生物活性炭法

本文阐述了目前生活饮用水水源日益恶化的现状,综述了生物处理法在给水处理中的应用现状,论述了微污染原水深度处理诸多方法之一——生物活性炭法的处理机理、特点及发展远景.

湿热地区O_3/BAC工艺的微生物多样性解析

利用Illumina Hi Seq高通量测序技术,对我国南方湿热地区某O_3/BAC饮用水处理过程中各工艺出水及滤料中微生物多样性及其变化规律进行研究。结果表明,测序共获得385 499条有效数据(Effective Tags),归类为45个门、86个纲、165个目、308个科、567个属。微生物多样性随工艺流程整体呈下降趋势,尤其是消毒工艺能大幅削减水体中的微生物,消毒效果较好,但生物活性炭池出水中微生物多样性较V型滤池出水(FB)不降反增,且滤砂(FS)和活性炭上均有大量微生物附着,其中活性炭上附着的微生物多样性高于原水。此外,所有样品中变形菌门、放线菌门、拟杆菌门、厚壁菌门和浮霉菌门含量较高,分别为68.47%、10.64%、6.15%、4.63%和1.51%;鞘氨醇单胞菌属在FB、FS和BAC样品中大量滋生,且与假单胞菌属在出厂水中均有微量存在,二者可引起管网腐蚀,是饮用水安全的一大隐患,应予以重视。

臭氧-生物活性炭工艺对典型藻源致嗅物质的应急处置效能

利用小试试验和实际水厂调研结果,研究了臭氧-生物活性炭(O_(3)-BAC)工艺应对典型藻源致嗅物质——2-甲基异莰醇(2-MIB)突发污染的处理效能,探讨了该工艺对水厂应对突发污染能力的提升作用。研究结果表明,O_(3)氧化可有效去除水中2-MIB,实际水厂设计条件下去除率可达到90%以上,其去除效果与O_(3)投加量和氧化时间直接相关。BAC单元通过吸附和生物降解作用有效去除水中的2-MIB,去除率可达90%以上,其去除效果与活性炭使用年限及过水流速有关。O_(3)-BAC工艺整体改善了出水水质,并可以有效提升水厂应对2-MIB的能力,其最大应对质量浓度在1 000 ng/L以上,对2-MIB的去除率高于99%。但在实际应用中,需要注意在应急处理后活性炭可能出现的污染物持续释放问题以及活性炭的适当使用年限。

umu试验研究饮用水氯和氯胺消毒过程中遗传毒性的变化以及消毒条件的影响

采用umu遗传毒性测试方法考察了消毒剂投加量、反应时间和消毒剂氯氮比对某饮用水厂臭氧-生物活性炭出水加氯或氯胺消毒前后遗传毒性的影响.结果表明,炭后水具有一定的遗传毒性(20～70 ng/L),加氯或氯胺消毒后遗传毒性增加.反应时间为24 h,在相同投加量下氯消毒遗传毒性(40～95 ng/L)高于氯胺消毒遗传毒性(20～40 ng/L);当氯初始投加量从0 mg/L增加到10 mg/L时,炭后水的遗传毒性先迅速增加,在0.5～1 mg左右达到极大值,然后再降低,在3～5 mg左右达到极小值后缓慢上升,但是氯胺消毒后水样遗传毒性变化规律不如氯消毒的明显.当投加量为3 mg/L时,随着反应时间从0 h延长至72 h,无论是氯消毒还是氯胺消毒,炭后水遗传毒性均是先迅速增加,在2 h时达到极大值后再下降,在18 h左右达到极小值然后缓慢上升,而且任意反应时间内,氯胺消毒的遗传毒性(20～62 ng/L)均小于氯消毒(83～120 ng/L).本试验还研究了消毒剂氯氮比对炭后水氯消毒后遗传毒性的影响.在本试验条件下,从遗传毒性的角度看,对于饮用水消毒氯胺比氯更安全,而且2种消毒方式的遗传毒性的变化规律均不同于总HAAs的变化规律.