铁改性石英砂过滤协同控制饮用水含氮消毒副产物和条件致病菌

作者：齐鹏; 胡春; 邢学辞^*; 毕志浩; 李泽松

来源：环境科学, 2022, 43(02): 887-895.

DOI：10.13227/j.hjkx.202106098

• 铁改性石英砂(Fe-sand)
• 含氮消毒副产物(N-DBPs)
• 条件致病菌
• 胞外多聚物
• 微生物群落

石英砂在给水工艺中最主要的作用为去除浊度,其固-液界面的微生物作用受到忽视.为了解决普通石英砂(sand)在控制消毒副产物和条件致病菌有限的问题,将普通石英砂改性为铁改性石英砂(Fe-sand),用气相色谱-ECD测定了典型含氮消毒副产物(N-DBPs)和含碳消毒副产物的最大生成势.结果表明,Fe-sand对卤代硝基甲烷,卤乙酰胺和卤乙腈生成的抑制效果分别提升了51.51%、 43.66%和90.6%.此外,基于定量qPCR检测了Hartmanella vermiformis、Legionella spp.、Mycobacterium spp.、M.avium和Naegleria spp.的基因拷贝数,发现Fe-sand对条件致病菌同样有显著地抑制作用.Fe-sand对NOM的去除提升能力有限,但Fe-sand滤料表面生物膜分布较为均匀、不易脱落且更稳定,其出水悬浮态生物膜则较难聚集,胞外蛋白α螺旋二级结构消失,因而极容易被氯穿透,有效抑制了出水中生物膜对N-DBPs和条件致病菌的持续贡献.Fe-sand固-液界面显著改变了微生物群落和悬浮生物膜的形态,对保障饮用水水质安全提供了新的思路,对水厂现有工艺的提升和改造起到良好的理论支撑作用.

• 单位
  中国科学院生态环境研究中心; 广州大学