微污染水源水预处理中的生物学问题等

▪ 5、该系统的处理效率
▪ COD去除10～30%，氨氮去除75%以上。
第三节 饮用水的消毒用其微生物学效应 (教材上是第四节)
▪ 一、水消毒的重要性 ▪ 疾病可通过水作媒体得到传播，为了防止病原微生物随生
活污水和医院污水进入环境；随饮用水、游泳池水进入人 体，使人得肠道传染病及其疾病，故必须对饮用水进行严 格消毒。
▪ 因此在作剩余氯测定中，常需予以区别： ▪ HOCl（次氯酸）等称游离氯，其剩余氯称游离性余氯， ▪ 氯胺称化合氯，其剩余氯称化合性余氯。 ▪ 无胺的优质水消毒时的剩余氯一般为游离氯。
▪ 水的消毒效果的检验，仍以水的卫生参数大肠杆菌群为指 标。通常采用的参数是用化学分析法测定剩余氯（或称余 氯），它的数值的确定应以大肠杆菌群指标为准。剩余氯 含量要适当，偏高时杀菌效果虽好，但可以形成臭味。
▪ 污染水都有氨。氯和氨很容易反应，随着加氯量的增加， 反应产物从一氨逐步转化为二氯胺、三氯胺和氮气，甚至 氧化氮。在测定剩余氯时，所得包括HOCl（次氯酸）、 OCl－（次氯酸离子） 、Cl－（氯离子）、氯胺。氯胺有 杀菌能力，但比次氯酸等弱得多；
▪ 预处理的方式如下：
▪ 此方式可处理有机氯和氨氮，此预处理要设在净化工艺流 程之前。
▪ 目前对水源水预处理在德国、英国、法国等国都有较大规 模的生物流化床处理装置。我国也有多处理建水源水预处 理装置，同济大学设计的深圳水库水源生物接触氧化处理 渠道工程规模为400×104m3/d，目前，其规模为世界最 大。
▪ （二）水源水预处理的运行条件
▪ 1、微生物
▪ 微污染水源水是一个贫营养的生态环境，在其中生长的微 生物群落与在污、废水生物处理中的微生物群落不同，需 要一个由适应贫营养的异养除碳菌，硝化细菌和反硝化细 菌、藻类、原生动物和微型后生动物组成的生态系。方法 用生物膜法。因生物膜法能截留微生物和有机物，保证处 理系统中有足够的高效降解有机物和去除氨氮能力的微生 物群落。
环境工程微生物学 第二十四讲
第二篇 第十章 污废水深度处理和微生 物污染源水预处理中的微生物学原理
（2）
第二节 微污染水源水预处理中的生物学问题
▪ 一、微污染水源水预处理的目的和意义 ▪ 微污染水源水： ▪ 是受到有机物、氨氮、磷及有毒污染物较低程度污
染的水源水。 ▪ 这种水只去除20～30%COD（化学需氧量），尤其
是致癌物的前体物如烷烃残留在水中，经加氯处理后 产生卤代烃三氯甲烷和二氯乙酸等“三致物”。（三 致物是致癌、致畸、致突变）氨氮较高导致供水管道 中亚硝化细菌增生，促使NO2—（亚硝酸盐）浓度增 高，残留有机物还可能引起管道中异养菌孳生。导致 饮用水中细菌不达标，这种水被人饮用会危害人体健 康。为此，人们不仅致力于水厂的水处理工艺改革， 探索更有效的处理工艺和技术。同时重视水源的预处 理，双管齐下，确保饮用水的卫生与安全。
▪ 二、水源水污染源和污染物
▪ 水源水污染源：
▪ 是未经处理的工艺废水、生活污水、农业灌溉和养殖业排 放水。还未达到排放标准的处理水。
▪ 污染物：
▪ 有机氯、氨氮、藻类分泌物、挥发酚、氰化物、重金属、 农等。
▪ 三、微污染水源水微生物预处理及微生物群 ▪ （一）微生物预处理工艺 ▪ 用以处理微污染水源水的工艺均采用膜法生物处理： ▪ 有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法、生物流化
床等。 ▪ 具体选用何种工艺要根据水质和处理目的而定。填料
的选用要考虑对微生物的附着力和耐腐蚀性。填料的 种类和性能与膜法处理效率紧密相连。颗粒活性炭能 截留、吸附颗粒状有机物和胶体物质、残余毒物、 “三致”前体物和余氯等，颗粒活性炭—砂滤能除去 甲醛和丙酮。并且颗粒活性炭—砂滤挂生物膜的速度 快于无烟煤—砂滤。
▪ 在卤素中除氟以外，氯的氧化力最强，至20世纪70年代， 发现水体中有“三致”物的前体物烷烃、芳香烃等，经加 氯后产生三氯甲烷等“三致”物。
▪ 氯、氯氨及漂白粉是含Ca(ocl)2（次氯酸钙）、CaCl2 （氯化钙）、Ca(oH)2（氢氧化钙）的混合物，Ca(ocl)2 （次氯酸钙）为主要成分。
▪ 2、供氢体
▪ 可用低浓度的乙醇和糖代替。近些年来，有研究用电极生 物膜反应电解水放出氢（H2）解决反硝化所需要的H2供 体。
▪ 3、溶解氧
▪ 溶解氧一般在4mg/L以上，能满足氧化有机物和硝化作 用的需要。
▪ 4、水温和PH
▪ 一般年平均水温为23.6℃，PH7。COD和氨氮的去除率 随水温升高而提高，20℃以上处理效果好。
▪ 我国目前水源水预处理的主要目标仍是有机氯和氨氮。通 过硝化作用只将氨氮转化为硝酸盐。没有根本上将氮从水 中去掉，只是转化氮的形态，总氮量没有减少，因此需要 反硝化将硝酸氮还原为氮气溢出水中到大气。欧美等国家 处理水源水中的目的是去除有机物。国外已较多应用脱氮
技术脱氮。
▪ 微污染水源水中有机物含量远低于废水，普通存在碳源不 足，反硝化有困难。因此，在预处理过程中要外加碳源， （加乙醇，甲醇对人有毒）。水源水用硝化—反硝化工艺 处理后，硝酸盐和亚硝酸盐均可保持在低水平。
▪ 二、水的消毒方法 ▪ （一）煮沸法 ▪ 煮沸直接快速破坏病原菌的蛋白质，使其凝固发生不可逆
变性。 ▪ （二）加氯消毒 ▪ 长久以来，国内外一直将液氯、漂白粉、氯胺用于饮用水、
游泳池水、生活用水和污废水的消毒。消毒的效果与消毒 剂的剂量、消毒时间、水的PH、水温、水质等因素有关。 重要的是要考虑微生物的种类和生理特性调整消毒剂的剂 量，才能达到理想的消毒效果。漂白粉和氯杀藻的剂量是 0.5～1mg/L，0.05 mg/L余氯可抑制管网内细菌孳生。 杀死病毒所需的氯量为细菌的2～20 倍。杀死赤痢阿米 巴所需的氯量是3～10 mg/L。
▪ 实验表明，水的PH值较低时加氯消毒的效果较好，HOCl （次氯酸）可破坏细菌细胞质膜，进入菌体内的HOCl （次氯酸）与菌体蛋白与酶蛋白中氨基—NH2和—SH反 应而达到杀菌作用。还与细菌、病毒的核酸结合达到杀灭 效果。
▪ 氯是一个活泼的元素，能与很多化合物反应。在净水中， 同水分子的反应如下：