沈军1， 范次樵1， 陈可荣1， 李家就2
(1.广州市自来水公司， 广东 广州 510160；2.中国市政工程中南设计研究院，湖北武汉 430010)
摘 要：分别取生物接触氧化池、生物滤塔的出水进行Ames试验，结果表明生物预处理工艺对去除致突变物的效果并不显著。在生物预处理出水中投加粉末活性炭对吸附去除致突变物有很好的效果，且粉末活性炭的投量对其影响显著。
关键词：微污染原水；生物预处理；Ames试验；粉末活性炭
中图分类号：TU991
文献标识码：C
文章编号：1000-4602(2002)07-0054-03
在广州S水厂分别采用生物接触氧化池、生物滤塔进行了预处理试验，试验期间部分时段(1994年2月—5月)的原水水质见表1。一年多的连续运行结果表明，生物预处理工艺能较好地解决原水的有机污染问题。当水力负荷＜1.12m3/(m2·h)时接触氧化池出水氨氮＜0.5mg/L,亚硝酸盐氮＜0.5mg/L，BOD5＜3mg/L，对高锰酸盐指数的去除率为25%～54%，浊度去除率为31%～85%，且生 物接触氧化池的处理效果明显优于生物滤塔。
表1 原水水质 项目 2月 3月 4月 5月 最高 最低 平均 最高 最低 平均 最高 最低 平均 最高 最低 平均 pH 7 7 7 7.1 6.9 6.98 7 6.7 6.94 7.05 6.8 6.9 浊度(NTU) 73 61 68.8 82 21 50 138 25 52 81 22.4 77.6 氨氮(mg/L) 5 3.84 4.21 5.61 3.14 4.21 4.01 0.6 2.35 4.04 0.81 1.7 亚硝酸盐氮(mg/L) 0.62 0.02 0.14 0.29 0.04 0.14 0.58 0.15 0.61 硝酸盐氮(mg/L) 0.43 0.04 0.55 2.08 0.04 0.55 2.48 0.2 0.9 高锰酸盐指数(mg/L) 13.9 12.16 13 15.14 5.86 10.98 11.66 4.72 7.48 11.14 4.29 6.7 BOD
5(mg/L) 11.3 4.86 8.15 7.5 1.7 4.53 8.34 6.64 7.6
为研究生物预处理对致突变物的去除效果，对生物预处理装置的出水进行了Ames试验。
1 试验装置
生物滤塔共3座，钢制，单池平面尺寸为1m×1m，池顶淋水及配水高度为1.2m，池底距地面高度为0.8m，塔身总高度分别为6.4、8.6、10.8m，内装4、6、8m的立波型聚氯乙烯塑料填料。生物接触氧化池为两格串联，钢筋混凝土结构，单池有效尺寸为1.50m×1.50m×4.00m，池内装有YDT弹性立体填料，填料高度为3.00m。?
2 运行工况 ?
取样时间分别选在丰、枯水期，运行工况：丰水期水力负荷为1.12m3/(m2·h)，气水比为0.5∶1；枯水期水力负荷为1.12 m3/(m2·h)，气水比为1∶1。
3 结果与分析 ?
试验结果分别见表2、3。
由表2、3可知：
① 各水样对TA100菌株加S9和不加S9全部是阴性结果，且加S9(对TA98及TA100菌株)的致突变程度比不加S9强，说明原水对碱基置换型致突变物不敏感，水中大部分致突变物为移码型，且需经代谢活化的移码型致突变物比不需经代谢活化的移码型致突变物稍多。
表2 丰水期水样的Ames试验结果 试样 水样所经的处理流程 剂量(L/皿) TA100+S9 TA100-S9 TA98+S9 T A98-S9 对照 0.00 118.3±4.7 113.3±4.0 27.3±1.5 24.0±2. 0 原水 0.50 116.7±1.5 104.0±6.0 30.7±2.1 30.7±2.3 1.00 125.7±6.7 115.7±2.1 46.0±4.4 36.0±2.0 2.00 125.0±4.0 120.7±4.0 56.7±1.2* 54.7±2.5* 自来水 经水厂常规处理 0.50 112.7 ±4.2 121.3±3.8 62.7±4.2 37.0±1.7 1.00 120.3±7.2 122.0±7.8 76.7±4.0* 49.0±4.0* 2.00 118.7±5.9 122.0±7.5 112.3±7.8** 77.7±4.2** 生物滤塔1 原水→生物滤塔→取样 0.50 112.3±2.1 118.0±2.0 38.7±1.5 34.3±1.5 1.00 119.7±1.5 118.0±6.2 50.7±2.1 40.3±1.5 2.00 118.7±1.5 116.7±2.5 72.0±5.3* 61.0±3.0* 生物滤塔2 原水→生物滤塔→加15 mg/L碱式氯化铝，沉淀45 min→砂滤→加3.7 mg/L次氯酸钠→取样 0.50 117.3±5.5 11 8.7±2.5 33.0±1.0 33.7±2.1 1.00 115.7±7.8 118.7±8.1 40.3±4.0 49.7±8.3* 2.00 120.7±2.1 118.7±1.5 80.3±8.1* 74.3±5.7** 接触氧化池1 原水→生物接触氧化池→取样 0.50 111.7±4.5 118.0±5.6 34.3±3.2 30.0±2.0 1.00 122.7±1.5 115.7±7.1 47.3±2.1 46.0±2.6 2.00 121.7±3.8 121.7±2.3 69.7±6.5* 57.7±5.5* 接触氧化池2 原水→生物接触氧化池→加15 mg/L?碱式氯化铝，沉淀45 min→ 砂滤→加3.7 mg/L次氯酸钠→取样 0.50 117 .7±3. 2 115.3±4.7 43.7±2.5 36.0±2.0 1.00 119.3±4.9 119.3±2.1 58.7±2.1* 47.7±2.1 2.00 122.0±3.6 122.3±2.1 79.6±9.2* 73.7±6.7** 注：①采样时间为1994年8月10日；②受试剂量为0.00表 示丰水期的阴性对照试验；③各生物滤塔的水样均取自填料高度为6 m的生物滤塔；④*表 示超过阴性对照组的2倍，**表示超过阴性对照组的3倍。
表3 枯水期水样的Ames试验结果 试样 水样所经的处理流程 剂量(L/皿) TA100+S9 TA100-S9 TA98+S9 T A98-S9 对照 0.00 118.3±4.1 113.3±4.0 27.3±1.5 24.0±2.0 原水 0.50 119.0±6.1 115.0±2.6 35.0±1.0 28.3±1.5 1.00 122.3±2.9 121.3±5.9 46.7±2.1 34.7±1.5 2.00 121.0±8.5 121.7±7.5 59.3±1.5* 51.3±2.5* 自来水 经水厂常规处理 0.50 120.3±7.0 116.3±6.4 60.0±1.0* 34.0±2.0 1.00 113.7±4.9 118.7±5.0 77.3±2.5* 52.3±2.5* 2.00 122.7±4.7 115.0±8.9 113.7±4.7**? 79.0±1.0** 1号水样 原水→生物滤塔→加10 mg/L粉末活性炭，加25 mg/L碱式氯化 铝， 沉淀45 min?→砂滤→加3.7 mg/L次氯酸钠→取样 0.50 118.3±2.1 113.0±2.0 31.3±3.2 30.3±3.2 1.00 125.0±4.6 125.3±3.2 43.0±5.3 35.7±1.5 2.00 129.7±1.5 127.7±3.1 60.3±6.7* 53.0±2.6* 2号水样 原水→生物接触氧化池→取样 0.50 118.0±4.6 115.0±4.0 35.0±1.0 32.0±2.0 1.00 129.3±1.2 123.3±3.8 50.7±6.7 54.7±3.1* 2.00 130.0±2.0 128.0±2.0 80.0±2.6 71.7±2.3* 3号水样 原水→生物接触氧化池→加30 mg/L粉末活性炭，加25 mg/L碱 式氯化铝，沉淀45min→砂滤→加3.7 mg/L次氯酸钠→取样 0.50 114.3±3.2 117.3±9.0 28.3±1.5 29.0±1.0 1.00 120.7±2.1 117.0±7.5 32.3±2.5 38.3±2.5 2.00 125.7±2.9 121.0±2.6 49.7±2.1 47.3±3.8 4号水样 原水→生物接触氧化池→加20mg/L粉末活性炭，加25 mg/L碱式氯化 铝，沉淀45 min→砂滤→取样 0.50 114.7± 2.5 113.3±4.2 30.7±1.5 29.7±1.5 1.00 122.0±5.3 123.7±5.0 39.0±2.6 37.3±1.5 2.00 127.0±2.0 121.3±1.5 50.7±2.5 48.0±1.0 注： ①采样时间为1995年1月11日；②受试剂量为0.00表示枯水期的阴性对照试验；③1号水样取自填料高度为6 m的生物滤塔；④*表示超过阴 性对照组的2倍，**表示超过阴性对照组的3倍。
② 丰、枯水期水样的试验结果均表明，两种生物预处理工艺均不能有效去除水中的致突变物，表明原水中的致突变物不是通过生物作用可以降解的。
③ 由试验结果可知，通过生物预处理后致突变物有所增加(主要是移码型致突变物)，但增加的数量较小，这表明生物处理过程中的代谢产物可能有一部分是具致突变性的。?
④ 由表2可以看出，生物滤塔1与接触氧化池1的试样只有在最高受试剂量下回变菌落数才大于自发回变菌落数的两倍以上，而生物滤塔2、接触氧化池2的试样在中等剂量时即显示了致突变作用，这说明采用常规处理加生物预处理难以去除水中的致突变物，故加氯以后使水样的致突变性增加了许多，同时也说明生物预处理加常规处理无法解决致突变问题。由丰、枯水期的生物预处理加常规处理的出水与自来水的对比结果可以看出：如果在原制水工艺中增设生物膜法预处理，则可使自来水中的移码型致突变物有所降低，且主要是去除水中的间接移码型致突变物。?
⑤表3与表2相比，受试水样所经的工艺流程基本相同，所不同的是表3的水样中投加了不等量的粉末活性炭，试验结果显示粉末活性炭具有很好的吸附加粉末活性炭后加氯较不投加粉末活性炭、不加氯的致突变性弱，由1号与3号试样、3号与4号试样对比还可看出粉末活性炭的投量大小对去除致突变物的影响，即3号试样比4号试样的粉末活性炭投量大，所以即使是加氯后期致突变性也比4号试样(不加氯)的效果，它可以在生物预处理去除大部分有机物及悬浮物以后进一步吸附水中的致突变物。由枯水期1、2号试样的对比可知，投弱。?
4 结语 ?
S水厂原水的生物预处理必须与常规处理相配合并投加粉末活性炭才能有效地去除水中致突变物，而在常规处理前面加上生物预处理可以降低自来水的致突变性(去除间接移码型致突变物)，而粉末活性炭的投量对其去除效果影响显著，这也说明了试验中去除致突变物依靠的是吸附而非生物过程。
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收稿日期：2002-03-05
