水源水藻毒素突发性污染的控制方法去除研究2.doc

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1、高效降解微囊藻毒素工程菌的构建及其曝气深床生物过滤去除机理与关键技术1.项目的立项依据1.1研究背景富营养化的湖泊和水库屮，因藻类的生长而引起的水污染已成为困扰全球性的环境问题。我国很多湖泊屮有毒水华的增长已造成较为严重的水污染问题，例如内陆湖泊滇池及太湖毎年夏季大面积水华频繁发生，水体富营养化严重，大量消耗水屮的溶解氧；更为严重的是藻类细胞可向水源水屮释放毒性较大的藻毒素，严重危害居民饮水健康及工业生产。目前淡水藻类产生的毒素可分为多肽毒素、生物碱毒素和-其它毒素三类。而多肽毒素屮的代表是微囊藻毒素(Micro

2、cystin,MC),它是有毒蓝藻产生的一纟fl环状七肽物质，具有明显的肝毒性，有研究证明肝癌高发率与饮用水屮微囊藻毒素含量有关此外，MC的环状结构使其具有相当稳定的结构，据相关研究匕MC可在沸水中耐受数小时或在干燥的室温条件下保存数年而不变质。目前研究已证明，常规混凝、沉淀及过滤给水处理工艺很难去除这种高稳定性的毒性物质门。鉴于MC的毒性及危害，我国2()06年新颁布的《生活饮用水卫生标准》(GB5746・20()6)已将微囊藻毒素列入其中，控制限值为0.001mg/Lo1・2研究意义近年来，针对不断频发的水华

3、灾害，国内外更加深刻认识到富营养化水源水屮MC的毒性和危害，在给水处理领域的研究重点匕由单独除藻转向如何有效控制藻类细胞的典型释放物一微囊藻毒素。目前在给水处理过程屮微囊藻毒素的调控策略有水源水预处理、常规工艺的强化及深度净化等。但水华藻毒素污染的发生往往有一定的突发性，而常规混凝、沉淀及过滤水处理工艺处理效能及应急能力有限，所以最为安全、有效的策略是通过水源水的预处理将微囊藻毒素消除在常规给水处理工艺的源头，使其不进入常规给水处理系统；因此，强化水源水的预处理则成为控制水源水藻毒素突发污染事件的重要措施之一。水

4、源水的预处理包括生物预处理、预氧化、预氯化等，其屮生物预处理因成木低、效果好等技术优势为国内外匸程界广泛采用役尽管生物预处理在去除水源水中天然有机物(NOM)、氨氮等微污染物质获得了可观的效果，工艺技术也较为成熟，但是对协同去除MC的研究却处于起步阶段，尤其是对微生物去除MC的相关机理、优势工程菌的构建及工程化尚缺乏系统的理论及应用研究。木项li将在具冇a主知识产权的高效涤纶纤维球滤料、构建降解mc的高效工程菌的基础上，通过滤料改性进行滤料的二次研发，强化该滤料的MC的吸附效能、降解MC的高效T程菌的固定化性能，

5、最终形成曝气深床生物过滤去除MC的水源水预处理新技术，为我国的饮用水安全保障及水源水突发性污染控制提供一项先进可行的技术方法。1.3本项目的理论依据及技术基础在前期研究及查阅国内外文献、成杲的基础上，确定木项日的理论依据及技术基础如下:（1）好氧条件下微生物降解MC的效能及构建丁程菌的理论基础在国外，IzIJone等于1994年Jone等［24］首次从水体屮提取出藻毒素的降解菌后，关于藻毒素高效菌种和降解机理的研究就成为国内外专家研究的热点［25・26］oPark等［27］从富营养化水体屮提取出10支菌株，通过培

6、养和降解实验后发现，其屮一株革兰氏阴性菌对MC・RR和MC-LR有良好的去除效果，3天降解剩余MC-RRo国内吕锡武等［11］采用序批式生物膜反应器对Mi2crocystin2LR.2RR、2YR进行了生物降解试验研究，好氧处理12h时藻毒素LR、RR和YR的浓度分别由363.4ug/L、178.3Pg/L、116.lug/L降至50.2ug/L、35.9ug/L>15.0ug/L,在24h时去除率超过90%,72h时已检测不到藻毒素，说明了好氧生物处理对藻毒素的生物降解远比缺氧生物处理T艺有效，研究还证实了环境

7、屮存在的草履虫和颤体虫能够吞噬蓝藻，对藻毒素的降解起了重要辅助作用。上述基础研究为分离和筛选高效的优势菌种并构建高效降解MC工程菌奠定了基础。（2）高效涤纶纤维球滤料对水源水预处理的适应性深床（3）纤维球滤料改性实现高强吸附MC及固定丁稈菌的理论及技术基础从涤纶、MC分了结构、特性分析曝气、构建工程菌及滤料改性技术集成形成曝气深床工物过滤预处理技术经前期曝气深床生物过滤强调牛物预处理优势因此，在常规处理工艺下MC很难被去除。国内外自20世纪70年代末开始研究合适的MC去除方法，现已取得了一定的进展，综合国内外的研

8、究水华的发生往往有一定的突然性，常规水处理工艺应急能力有限，所以强化预处理是控制水华等饮用水突发污染事件的有效措施,预处理尤其关键。因此，我国2006年新颁布的《牛活饮用水卫牛标准》（同吋，水华的发牛往往有一定的突然性，而常规水处理工艺应急能力有限,所以强化预处理是控制水华等饮用水突发污染事件的有效措施。本项目学术思想的提出微囊藻的去除特性传统絮凝氧化法除藻甚至可以导致藻