新疆煤基压块活性炭在BAC工艺中的应用

鉴于新疆丰富的煤炭资源,本研究对由2种不同指标新疆煤基压块活性炭(LBC和HBC)组成的上向流活性炭柱构成的小试生物活性炭(biological activated carbon,BAC)工艺进行了为期约300 d的实验研究。考察了2种不同指标的压块活性炭柱(LBC-O_(3)与HBC-O_(3))的运行情况。结果表明,LBC-O_(3)对于COD_(Mn)的去除效果优于HBC-O_(3)(进水平均值为1.56 mg·L^(-1),出水平均值为0.55 mg·L^(-1));而HBC-O_(3)对于UV_(254)所代表有机物去除效果优于LBC-O_(3)(进水平均值为0.053 cm^(-1),出水平均值为0.005 cm^(-1))。LBC-O_(3)对COD_(Mn)的较佳去除性能,促成了活性炭表面微生物量的生长,进而构成了吸附和生物降解的良性循环;而兼具发达次微孔和中孔结构的HBC-O_(3)对UV_(254)代表的有机物表现出了靶向吸附性;微生物检测结果和炭柱出水中溶解性有机物的光谱特性分析验证了该结论。因此,结合目标水体中污染物的特性靶向选择相应指标(孔隙结构)的压块活性炭可取得更佳的BAC工艺处理效果:提高污染物去除率、节约资源,符合双碳目标。

O_3/BAC工艺中炭滤池pH值调节技术的研究

针对采用O3/BAC工艺的某自来水厂中炭滤池出水pH值大幅度降低的现象,根据炭滤池pH值变化的关键因素对其调节技术进行了研究,开发出了活性炭滤料原位酸碱改性技术,并从净水效果和经济性两方面对砂滤池前投加烧碱或石灰进行了对比研究。结果表明:先对活性炭进行烧碱浸泡改性,使其pH值平衡点提高至所需值,再在砂滤池前投加石灰调节待滤水pH值至该平衡点左右,经过炭滤池酸碱缓冲后出水pH值维持在该平衡点处,达到了调节pH值的效果,出水COD Mn、NH3-N、浊度等指标均能达标,且水质硬度从90.7 mg/L增加到了178.4 mg/L,对防止给水管网腐蚀有利。

O3⁃BAC深度处理工艺中细菌群落时空分布及动态变化规律

为弄清饮用水O3⁃BAC深度处理工艺过程中细菌群落的时空分布和动态变化规律,本研究以我国南方某O3⁃BAC深度处理工艺水厂为研究对象,采用NovaSeq6000高通量测序技术对夏季和冬季各工艺单元出水及滤砂和活性炭生物膜等细菌群落进行解析.结果表明,出厂水pH、浊度、CODMn、菌落总数等指标均满足《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)的要求.夏季细菌群落多样性明显高于冬季,活性炭生物膜的细菌群落多样性高于滤砂生物膜;混凝沉淀、臭氧化和消毒是影响细菌群落多样性的主要工艺单元.水样和生物膜样品绝对优势菌门均为变形菌门(Proteobacteria),且主要菌门组成大体相同,但细菌群落门水平相对丰度存在一定的时空差异,属水平上差异则更为明显.此外,检测到的条件致病菌属主要包括芽孢杆菌属(Bacillus)、不动杆菌属(Acinetobacter)、假单胞菌属(Pseudomonas)和分支杆菌属(Mycobacterium),且其所占核心微生物OTUs数目不受季节性影响.水温和生物可降解溶解性有机碳(BDOC)是显著影响细菌群落分布的主要水质参数.以上研究结果表明,O3⁃BAC深度处理工艺过程中细菌群落具有时空变化特性,并可为饮用水微生物安全保障提供支撑.