摘要：常規(guī)凈水工藝不能有效去除飲用水中微囊藻**(MC)，對居民健康具有潛在危害。采用生物活性炭深度處理工藝去除飲用水中微囊藻**，HRT為1.5h時，CODMn和UV254的去除率分別為55.3%和35.1%；MC-RR、MC-YR和MC-LR的去除率分別為60.57%、63.30%和68.79%。原水中較高濃度的易生物降解有機物抑制生物活性炭工藝對MC的去除。生物活性炭工藝中微生物降解去除大部分MC，同時使吸附飽和的活性炭得到一定程度的再生，部分MC通過吸附作用被去除。
 

關(guān)鍵詞：微囊藻** 生物活性炭 飲用水處理

微囊藻**(Microcystins，簡稱MC)主要由富營養(yǎng)化淡水水體中發(fā)生普遍的微囊藻(Microcystis)“水華”產(chǎn)生，它在細胞內(nèi)合成，細胞破裂后釋放出來。MC是一類具有生物活性的七肽單環(huán)肝**，是由7個氨基酸組成的環(huán)狀多肽，分子量都在1000左右。目前已從不同微囊藻菌株中分離、鑒定了60多種MC結(jié)構(gòu)。MC作用的靶器官為肝臟，具有極高的細胞選擇性和專一生物活性。流行病學調(diào)查表明，我國江蘇海門、啟東和廣西扶綏地區(qū)的原發(fā)肝癌發(fā)病率高與當?shù)鼐用耖L期飲用含微量MC的淺灘水和河流水有關(guān)，而當?shù)仫嬘蒙罹用竦脑l(fā)肝癌發(fā)病率則相當?shù)汀?p>MC化學性質(zhì)較為穩(wěn)定，在自然水體中通常能存在1周至數(shù)周，并且傳統(tǒng)凈水工藝不能有效去除藻**，導致我國多個以富營養(yǎng)化水為原水的自來水廠出廠水中檢測到超過標準的MC。目前藻**的水處理技術(shù)主要包括活性炭吸附、光降解與光催化氧化、臭氧氧化、化學藥劑氧化、膜濾及生物降解等，它們均有各自的優(yōu)點與局限性。本文考察生物活性炭(Biological Activated Carbon，簡稱BAC)工藝去除飲用水中MC的影響因素與規(guī)律，探討MC的去除途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗裝置

生物活性炭反應器由有機玻璃制成，內(nèi)裝平均顆粒尺寸為2×5mm的柱狀活性炭。在活性炭層上部的進水區(qū)設微孔曝氣頭一只，由無油氣泵供氣。試驗水樣由MP-3N型恒流泵從配水箱送至BAC柱。

1.2 微囊藻**的提取與試驗水樣的配制

藻華暴發(fā)期間，在中科院南京地湖所太湖湖泊生態(tài)系統(tǒng)研究站2#監(jiān)測點附近收集藍藻水華，濃縮后冷凍備用。取一定量的藍藻，融化后加入75%的甲醇，20MHz超聲波間歇振蕩30min，破碎藻細胞?；旌弦涸俳?jīng)振蕩器振蕩30min后，離心20min(5000rpm)，收集上清液。管底物質(zhì)重復上述步驟，上清液合并。合并后的上清液經(jīng)0.45μmwhatman GF/C玻璃纖維膜過濾，得到藍藻粗提取液。

太湖富營養(yǎng)化水經(jīng)混凝、沉淀、砂濾后投加適量藍藻粗提取液作為試驗用水。

1.3 試驗方法與條件

1.3.1 水力停留時間(HRT)影響試驗

BAC反應器中生物膜成熟后，考察HRT對MC去除的影響。試驗中，HRT由4h逐漸調(diào)至1h，每次調(diào)整HRT后穩(wěn)定運行5d以上，再連續(xù)2天按停留時間間隔取進出水水樣分析，結(jié)果取均值。試驗期間水溫23~27℃。

1.3.2 易生物降解有機物影響試驗

上述試驗用水加入不同量的葡萄糖，配成不同的試驗水樣。根據(jù)**階段試驗結(jié)果確定BAC反應器的HRT。試驗由進水高COD_Mn濃度向低COD_Mn濃度進行，每一濃度的水樣穩(wěn)定運行4~5d后，取樣分析。

1.3.3 微囊藻**的去除途徑研究

準備4個1L試劑瓶，分別向3個瓶中加入800mL未用過的顆粒活性炭(GAC)、生物活性炭(BAC)和滅活后生物活性炭(滅活BAC)，第4瓶作空白對照。三種活性炭均為同種顆粒炭，其中生物活性炭取自運行5個多月的BAC反應器，滅活生物活性炭是將取自BAC反應器中的生物活性炭在**鍋內(nèi)高溫高壓**1h制備而成。向4個瓶中加入曝氣后的試驗用水至1000mL刻度，置于振蕩器上振蕩并計時，于不同的反應時間從4個瓶中各取60mL水樣測定MC濃度。

1.4 分析方法

微囊藻**-RR、YR、LR(分別簡稱MC-RR、MC-YR、MC-LR)：HPLC法測定，分析儀器與方法見參考文獻；UV₂₅₄：紫外分光光度法；COD_Mn：酸性高錳酸鉀法。