沈軍1， 范次樵1， 陳可榮1， 李家就2
(1.廣州市自來水公司， 廣東 廣州 510160；2.中國市政工程中南設計研究院，湖北武漢 430010)

　　摘　要：分別取生物接觸氧化池、生物濾塔的出水進行Ames試驗，結果表明生物預處理工藝對去除致突變物的效果并不顯著。在生物預處理出水中投加粉末活性炭對吸附去除致突變物有很好的效果，且粉末活性炭的投量對其影響顯著。
　　關鍵詞：微污染原水；生物預處理；Ames試驗；粉末活性炭
　　中圖分類號：TU991
　　文獻標識碼：C
　　文章編號：1000-4602(2002)07-0054-03

　　 在廣州S水廠分別采用生物接觸氧化池、生物濾塔進行了預處理試驗，試驗期間部分時段(1994年2月—5月)的原水水質見表1。一年多的連續運行結果表明，生物預處理工藝能較好地解決原水的有機污染問題。當水力負荷＜1.12m³/(m²·h)時接觸氧化池出水氨氮＜0.5mg/L,亞硝酸鹽氮＜0.5mg/L，BOD₅＜3mg/L，對高錳酸鹽指數的去除率為25%～54%，濁度去除率為31%～85%，且生 物接觸氧化池的處理效果明顯優于生物濾塔。

表1 原水水質 項目 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 濁度(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 亞硝酸鹽氮(mg/L) 　 　 　 0.62 0.02 0.14 0.29 0.04 0.14 0.58 0.15 0.61 硝酸鹽氮(mg/L) 　 　 　 0.43 0.04 0.55 2.08 0.04 0.55 2.48 0.2 0.9 高錳酸鹽指數(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 BOD₅(mg/L) 　 　 　 11.3 4.86 8.15 7.5 1.7 4.53 8.34 6.64 7.6

　　為研究生物預處理對致突變物的去除效果，對生物預處理裝置的出水進行了Ames試驗。

1 試驗裝置

　　生物濾塔共3座，鋼制，單池平面尺寸為1m×1m，池頂淋水及配水高度為1.2m，池底距地面高度為0.8m，塔身總高度分別為6.4、8.6、10.8m，內裝4、6、8m的立波型聚氯乙烯塑料填料。生物接觸氧化池為兩格串聯，鋼筋混凝土結構，單池有效尺寸為1.50m×1.50m×4.00m，池內裝有YDT彈性立體填料，填料高度為3.00m。?

2 運行工況 ?

　　取樣時間分別選在豐、枯水期，運行工況：豐水期水力負荷為1.12m³/(m²·h)，氣水比為0.5∶1；枯水期水力負荷為1.12 m³/(m²·h)，氣水比為1∶1。

3 結果與分析 ?

　　試驗結果分別見表2、3。
　　由表2、3可知：
　　① 各水樣對TA100菌株加S9和不加S9全部是陰性結果，且加S9(對TA98及TA100菌株)的致突變程度比不加S9強，說明原水對堿基置換型致突變物不敏感，水中大部分致突變物為移碼型，且需經代謝活化的移碼型致突變物比不需經代謝活化的移碼型致突變物稍多。

表2 　豐水期水樣的Ames試驗結果 試樣 水樣所經的處理流程 劑量(L/皿) TA100+S9 TA100-S9 TA98+S9 T A98-S9 對照 　　 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* 自來水 經水廠常規處理 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** 生物濾塔1 原水→生物濾塔→取樣 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* 生物濾塔2 原水→生物濾塔→加15 mg/L堿式氯化鋁，沉淀45 min→砂濾→加3.7 mg/L次氯酸鈉→取樣 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** 接觸氧化池1 原水→生物接觸氧化池→取樣 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* 接觸氧化池2 原水→生物接觸氧化池→加15 mg/L?堿式氯化鋁，沉淀45 min→ 砂濾→加3.7 mg/L次氯酸鈉→取樣 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采樣時間為1994年8月10日；②受試劑量為0.00表 示豐水期的陰性對照試驗；③各生物濾塔的水樣均取自填料高度為6 m的生物濾塔；④*表 示超過陰性對照組的2倍，**表示超過陰性對照組的3倍。

表3 枯水期水樣的Ames試驗結果 試樣 水樣所經的處理流程 劑量(L/皿) TA100+S9 TA100-S9 TA98+S9 T A98-S9 對照 　 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* 自來水 經水廠常規處理 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號水樣 原水→生物濾塔→加10 mg/L粉末活性炭，加25 mg/L堿式氯化 鋁， 沉淀45 min?→砂濾→加3.7 mg/L次氯酸鈉→取樣 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號水樣 原水→生物接觸氧化池→取樣 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號水樣 原水→生物接觸氧化池→加30 mg/L粉末活性炭，加25 mg/L堿 式氯化鋁，沉淀45min→砂濾→加3.7 mg/L次氯酸鈉→取樣 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號水樣 原水→生物接觸氧化池→加20mg/L粉末活性炭，加25 mg/L堿式氯化 鋁，沉淀45 min→砂濾→取樣 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采樣時間為1995年1月11日；②受試劑量為0.00表示枯水期的陰性對照試驗；③1號水樣取自填料高度為6 m的生物濾塔；④*表示超過陰 性對照組的2倍，**表示超過陰性對照組的3倍。

　?、?豐、枯水期水樣的試驗結果均表明，兩種生物預處理工藝均不能有效去除水中的致突變物，表明原水中的致突變物不是通過生物作用可以降解的。
　?、?由試驗結果可知，通過生物預處理后致突變物有所增加(主要是移碼型致突變物)，但增加的數量較小，這表明生物處理過程中的代謝產物可能有一部分是具致突變性的。?
　?、?由表2可以看出，生物濾塔1與接觸氧化池1的試樣只有在最高受試劑量下回變菌落數才大于自發回變菌落數的兩倍以上，而生物濾塔2、接觸氧化池2的試樣在中等劑量時即顯示了致突變作用，這說明采用常規處理加生物預處理難以去除水中的致突變物，故加氯以后使水樣的致突變性增加了許多，同時也說明生物預處理加常規處理無法解決致突變問題。由豐、枯水期的生物預處理加常規處理的出水與自來水的對比結果可以看出：如果在原制水工藝中增設生物膜法預處理，則可使自來水中的移碼型致突變物有所降低，且主要是去除水中的間接移碼型致突變物。?
　?、荼?與表2相比，受試水樣所經的工藝流程基本相同，所不同的是表3的水樣中投加了不等量的粉末活性炭，試驗結果顯示粉末活性炭具有很好的吸附加粉末活性炭后加氯較不投加粉末活性炭、不加氯的致突變性弱，由1號與3號試樣、3號與4號試樣對比還可看出粉末活性炭的投量大小對去除致突變物的影響，即3號試樣比4號試樣的粉末活性炭投量大，所以即使是加氯后期致突變性也比4號試樣(不加氯)的效果，它可以在生物預處理去除大部分有機物及懸浮物以后進一步吸附水中的致突變物。由枯水期1、2號試樣的對比可知，投弱。?

4 結語 ?

　　S水廠原水的生物預處理必須與常規處理相配合并投加粉末活性炭才能有效地去除水中致突變物，而在常規處理前面加上生物預處理可以降低自來水的致突變性(去除間接移碼型致突變物)，而粉末活性炭的投量對其去除效果影響顯著，這也說明了試驗中去除致突變物依靠的是吸附而非生物過程。

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　　收稿日期：2002-03-05