反冲洗对生物滤池中生物活性的影响试验_乔铁军

反冲洗对生物滤池中生物活性的影响试验乔铁军1,张晓健2(1.深圳水务集团有限公司,广东深圳518031;2.清华大学环境科学与工程系,北京100084)摘要:研究了反冲洗对异养细菌、亚硝化细菌和硝化细菌活性的影响。结果表明,采用滤后水反冲洗使异养细菌活性略微降低,而加氯水反冲洗使滤层上部的异养细菌活性稍微降低、下部的稍微升高。两种反冲洗水质均增大了亚硝化细菌和硝化细菌的活性。关键词:源水;生物滤池;反冲洗;生物活性中图分类号:TU991.2文献标识码:C文章编号:1000-4602(2003)13-0077-04生物活性滤池是利用微生物降解作用来去除水中微量污染物的处理构筑物,由于饮用源水中的营养水平很低,滤池中所生长的微生物不仅量小而且经常处于被抑制状态,活性很低。生物滤池的正常运行,需要滤料上生长有足量的生物量且截留物不能太多。因此,在将生物活性滤池应用到实际过程中,反冲洗是一个关键因素。1试验部分1.1试验装置及水质试验装置见图1。生物活性滤池均采用活性炭—石英砂双层滤料,活性炭层厚为55cm,采用ZJ-15型活性炭,石英砂层厚为35cm,粒径为0.5～1.2mm。滤柱用有机玻璃做成,直径为150mm,高为3.5m。图1试验装置图试验在某市地面水厂进行,从2001年4月下旬开始至9月中旬结束,试验期间进水为该水厂沉淀池出水,水质情况见表1。表1生物活性滤池进水水质项目CODMn(mgL)NH+4-N(mgL)NO-2-N(mgL)pHDO(mgL)浊度(NTU)水温(℃)最低值2.210.160.0017.755.856.8018.4最高值7.440.700.0778.197.8984.732.2平均值4.470.310.0117.976.9127.327.81.2生物量分析方法采用了两种方法来测定生物量:脂磷分析法[1]和细菌培养法。脂磷分析法测定的是样品的生物总量(相当于异养细菌的量),1nmolP约相当于与大肠杆菌大小一样的细胞108个。由于硝化细菌在滤池生物量中数量很小,故另外采用了传统的细菌培养法来对硝化自养细菌进行计数。1.3生物活性分析方法微生物活性可以用基质摄取速率的大小来表示,在不改变其生长环境的情况下,单位体积滤料上所生长的微生物在单位时间内所降解的基质量即为原位基质摄取速率(InSituSubstrateUptakeRate,ISSUR),它表示微生物的总降解能力[2]。其值除以生物量即为比原位基质摄取速率(SpecificInSituSubstrateUptakeRate,SISSUR),它表示微生物的活性。异养细菌和硝化自养细菌的活性分别由它们的比基质摄取速率来表示,包括:比原位有机物摄取速率(SpecificInSituOrganicCarbonUptakeRate,·77·中国给水排水2003Vol.19CHINAWATER&WASTEWATERNo.13SISCUR)、比原位氨氮摄取速率(SpecificInSituAmmoniumUptakeRate,SISAUR)和比原位亚硝酸盐摄取速率(SpecificInSituNitriteUptakeRate,SISNUR)三个部分。2结果及分析分别采用两种反冲洗水(滤后水和加氯水)对生物活性滤池进行了对比试验。用滤后水主要是为了研究当单独利用水力作用时反冲洗对微生物活性的影响,反冲洗强度用反冲洗时的滤层膨胀率来间接表示;而用加氯水(余氯浓度为1.0mgL)是为了研究当水力和氯灭活共同作用时反冲洗对微生物活性的影响。两种反冲方式下的反冲洗时间均为10min,膨胀率均为25%。2.1反冲洗对异养细菌的影响采用滤后水和加氯水进行反冲对异养细菌的影响分别见图2、3。图2滤后水反冲洗对异养细菌的影响图3加氯水反冲洗对异养细菌的影响异养细菌的主要功能是降解有机物(用CODMn表示),它们的活性大小关系到水中有机物的去除效果。由图可见,用滤后水反冲洗后,异养细菌的总降解能力在滤层上部降低了5%、中下部均降低了20%以上、底部甚至为零;用加氯水反冲洗后,在滤层中、上部降低了14%～21%,下部增加了48%。但反冲洗对异养细菌活性的影响有所不同:用滤后水反冲洗后,在滤层上部增加了3%,中、下部均降低了15%;而用加氯水反冲洗后,在滤层上部减少了10%、中部不变、下部增加了81%。根据生物活性滤池中微生物的存在形式,可以将其分为附着微生物和悬浮微生物。试验证明[3],附着微生物的量比较大(占80%左右)且与滤料之间的结合力比较强;悬浮微生物约占总生物量的20%,游离于滤料之间,在反冲洗过程中所损失的总生物量主要是处于悬浮状态的。由于在微生物量中异养细菌占据了绝大部分,所以以上规律也适用于异养细菌。由于悬浮微生物处于游离状态,相对于附着微生物与基质的接触机会较大,