水源水中微量有机污染物生物处理方法
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本发明涉及一种水中有机污染物的生物净化处理技术，特 别适合水源水中微量有机污染物的生物处理。
水源水中常含有有机污染物，对工业生产用水，将导致微 生物的生长繁殖，引起管道和用水设备的腐蚀、结垢和阻塞， 损坏生产设备，影响正常生产，并导致生产费用增大。生活用 水中存有有机污染物，具有较大毒性和较强的致癌、致畸和致 突作用，长期饮用会对人体健康造成极大危害。对受有机物污 染的水源水采用传统的水处理方法无法处理，在国外对饮用水 中的有机污染物采用活性碳吸附，臭氧氧化、臭氧和活性碳联 用及生物活性碳等深度处理技术，都对控制饮用水污染和提高 水质发挥了较好作用，但这些处理技术都有其局限性。我国部 分地区的地面和地下水受到不同程度的污染，由于经济尚不发 达，难于仿效国外深度处理技术。许多研究者根据实际状况采 用了在传统处理工艺前面增加了化学预处理、生物预处理方法 如上海自来水公司公司对黄浦江水的生物预处理，采用立波- III型滤料为填料生物塔滤，蔡惠良等人选用海蛎子壳为填料处 理受污染水，收到一定效果，但对水中有机物以及致突变活性 未进行系统研究。清华大学对《生物预处理在饮用水处理中的 研究》取得了一定实践成果，但尚未推广应用。采用生物膜法 处理城市污水和工业废水已有成熟研究和经验，CN1012360B 专利技术就是一例。而对于采用生物处理方法直接处理水源水 中的有机污染物，在国内尚未有实验和实践。
本发明的目的是提供一种用微生物代谢有机物，去除水源 水中的微量有机污染物的方法，使水源水达到饮用水标准，且 具有工艺简单、经济的优点。
本发明的设计思想是利用微生物在利用一些有机物作为主 要营养而维持生物稳定处理的同时，可以辅助利用一些有机污 染物而加以代谢降解的特性，采用向贫营养状态的水源水，特 别是地下水中投加无害的，并可维持生物生长所需要的有机物， 即有机碳源作为主基质，以维持稳定态生物处理的最低浓度。 与此同时，又可将水源水微量有机污染物作为辅助基质而完全 氧化分解，达到完全去除水源水中微量有机物的目的。
本发明采用固定式生物膜法，连续或间断地向水源水中投 加无毒、无害，且易于生物利用的有机碳源，以醋酸盐或者葡 萄糖为最佳。
本发明采用的生物膜反应器大小和填料高度根据水质设计 而定，反应器内采用无毒、无害、多孔轻质、质地坚硬的页岩 陶粒为填料。为防止试验过程中的管道、装置对有机物的吸附， 试验装置的材料全部采用无机材料，如玻璃或聚四氟乙烯材料， 生物膜反应器的主基质、污染物及水量大小全部由计量泵控制。 生物膜反应器试验参数表： 序号 停留时间 (min) 主基质浓度 (mg-C/l) 填料高度 (cm) 填料大小 (mm) 反应器大小 (mm) 1 30 0.5 100 2～5 100 2 15 2.0 100 2～5 100
填料陶粒以天然页岩为原料，经高温熔烧膨胀而成的轻质 多孔骨料，其质地坚硬。填料不含人体有害的重金属或其它有 害物质，其容重720kg/m3，总孔隙率为75.6％，其中开孔率为47. 2％，比表面积3.99m2/g，表面有很多不规则的孔洞利于微生 物固着生长。
还可根据水质和水温情况决定是否采用曝气措施。
试验水中的有机污染物浓度分别为： 油 mg/l 酚 μg/l 苯 μg/l 甲苯 μg/l 二甲苯 μg/l 苯乙烯 μg/l 主基质浓度 mg-C/l 0.3～0.5 50～5 50～2 50～2 50～2 50～2 0.5～2
污染物浓度大小以实际浓度参考设计而定。
经处理后水质达到国家规定标准。
结合附图进一步说明本发明：
附图1是生物处理装置示意图
其中：1，2—生物膜反应器 3—污染物储槽
4—主基质储槽 5—混合水储槽
6—水源水
受有机物污染的水源水(6)和主基质储槽(4)内的一定浓度 的主基质，通过管道进入混合水储槽(5)内充分混合后，由水 泵提升进入生物膜反应器(1)、(2)上部，水流自上而下，采用 下向流，水经反应器(1)、(2)内的陶粒填料到达下端出水。污 染物储槽(3)配水用。
积极效果：
现场实验证明，使用本发明的生物处理法处理的含微量有 机物水源水，特别是含油和有机物的地下水均达到了国家关于 饮用水的水质标准，完全满足了人们保证健康的要求，达到了 积极效果。
本发明对地下水源水中的微量油、苯酚、甲苯、二甲苯和 苯乙烯等有机污染物具有较好的辅助降解作用，有很高的清除 效果，去除率达90％以上。还大大降低具有致癌、致畸、致突 作用的有毒、有害污染物，而且不产生新的有毒、有害副产物， 不产生二次污染。能使地下水的致突活性由阳性(5升/皿)转变 为阴性。本发明还具有工艺、操作简单，节省投资的优点，还 可用于处理受有机物污染的工业用水的净化。
实施例：
用本发明的方法，将培养好的菌种，置于生物膜反应器内， 采用无毒、无害，多孔轻质的、质地坚硬的页岩陶粒为填料， 反应器填料高度限40～100cm，填料大小2～5mm，试验材料选用 无毒无机材料如玻璃或聚四氟乙烯，主基质、污染物及水量水 全部由计量泵控制，所有试验装置采用避光处理，防止光合细 菌生长。试验装置选用附图1的装置，其中主基质储槽(4)盛有 主基质配水，混合水储槽(5)盛有由主基质储槽(4)和污染物储 槽(3)的混合之后的水。通常生物膜反应器由主基质配水维持 生物生长。当进行污染物降解时则由混合水储槽配水。选用醋 酸钠为保持生物生长的主基质，无毒、无害且利于，生物利 用，对人体安全无害。按一定时间向水中投加一定浓度基质即 细胞合成物质(碳源)，在保证微生物生长代谢的同时，将水中 的微量有机污染物作为辅助基质可以利用而被生物降解。当水 力停留时间为15分钟时，主基质浓度为0.5mg～c/l，生物处理 达到稳定态后，油、苯酚、苯、二甲苯、苯乙烯分别由进水 的0.3mg/l、10μg/l、10.0、10.0、10.0μg/l降低至出水 中检不出来的水平，去除率大于95％以上。当水力停留时间在 15～60分钟范围内，停留时间越长对苯酚的降解速率越快。
当生物反应器装置运行一定时间后进行反冲洗不会引起处 理效果下降，污染物间断出现时间在10小时内不影响处理效果。 水中“三致”作用的有毒有害污染物均降低到饮用水标准，以 确保人的健康，本发明处理后水不产生新的有毒有害副产物， 无二次污染，水的致突活性由阳性转为阴性。
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