[发明专利]饮用水活性炭处理出水中炭菌复合体的解吸附方法

说明书

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，具体地说是涉及一种饮用水活性炭处理出水中炭菌复合体的解吸附方法。

背景技术

近年来，我国饮用水水源的微污染问题日益突出，常规水处理工艺对微污染原水中的有机物、色、臭及藻毒素类物质不能有效去除，使得供水水质难以保证。活性炭深度处理技术已得到较多应用。活性炭可以有效地去除水中的微量有机污染物、消毒副产物及前质，并能明显降低水中的可同化有机碳(AOC)浓度，提高管网水质生物稳定性。活性炭工艺多设置在过滤之后、消毒之前。活性炭吸附特性使炭粒附近营养物和溶解氧浓度较高，且微生物附着于炭粒的多孔表面可避免水力剪切作用。由于活性炭各种表面官能团的存在和还原性活性炭对消毒化合物的去除作用，使得炭层中积累了大量生物颗粒和非生物颗粒。这些颗粒物会随活性炭床的出水一起流出。因为活性炭滤床上的微生物作用普遍存在，活性炭出水中细菌数常常远高于砂滤池出水，有时高达数万个/mL，引发新的出水生物安全性问题。研究发现，活性炭出水中的细菌包括肺炎克雷伯杆菌、假单胞菌属、黄质菌属、产碱杆菌属、不动杆菌属和色杆菌属等。大肠杆菌和病原性微生物可被活性炭细小颗粒所吸附并生长形成菌落。出水中微生物受到活性炭颗粒保护，形成炭菌复合体，对氯化消毒有较大抗性，即消毒难以有效控制。同时炭菌可在管壁上形成生物膜，造成二次生物污染，并对管网中余氯的灭活起到抑制作用。另外，传统的细菌检测技术存在缺陷，导致计数方法得出的结果偏小。国外有学者提出了针对炭粒所吸附细菌总数的新检测技术，即均质化技术，通过均化器分离活性炭颗粒上所吸附的细菌，再利用培养基进行培养检测，采用该方法检测活性炭出水中细菌总数和大肠杆菌均优于传统检测技术的结果，但鉴于均质化器价格昂贵，解吸附剂成本较高，应用范围十分有限。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种饮用水活性炭处理出水中炭菌复合体的解吸附方法，本发明是通过以下技术方案来实现的：

针对活性炭工艺出水的炭菌复合体，建立了特定的解吸附前处理方法，研发了“高速冷冻离心及复合解吸附剂联用的解吸附技术”，对活性炭出水中炭菌复合体进行解吸附，为炭菌消毒控制技术研究提供必要的手段。

本发明方法的实施步骤：

一种饮用水活性炭处理出水中炭菌复合体的解吸附方法，其特征在于采用高速冷冻离心及复合解吸附剂联用的解吸附方法，该方法步骤如下：

(1)对活性炭出水中炭菌复合体进行解吸附前处理；

(2)向前处理后的洗脱液中添加复合解吸附剂；

(3)联用高速冷冻离心方法对样品处理；

(4)对解吸附处理前后的样品分别测定细菌总数。

在步骤(1)中所述的前处理方法为，将活性炭出水经过0.45-0.8μm微滤膜截流细小炭粒，使用无菌水快速冲洗微滤膜，用离心管收集洗脱液，于蜗旋振荡器500rpm转速下振荡1-2min。在步骤(2)中所述的复合解吸附剂采用复合型解吸附剂的组合是以0.01％焦磷酸钠为核心，配合0.01mol/L，pH7.0三相缓冲液、0.01％蛋白胨、1mmol/L EGTA的复合解吸附剂，添加体积比为2∶2∶1∶1。在步骤(3)中所述的联用高速冷冻离心方法进行炭菌解吸附，解吸附的物理工况是转速18000rpm，离心时间4-5min，离心温度2-4℃。在步骤(4)中所述的样品测定细菌总数是用移液枪吸取距离心管底部3mm附近的下层水相0.5ml进行细菌总数测定，解吸附前后的细菌采用R2A培养基培养，培养温度28℃，培养时间5-7天。

本发明方法的优点如下：

该方法实现了高速冷冻离心与复合解吸附剂的联合作用，使得活性炭工艺出水中的炭菌复合体的解吸附过程得以完成，细菌的分离效果较为明显，试验结果表明，解吸附后细菌数量平均增加410CFU/ml，平均增幅约400-500％，而且细菌种类增加；该高速冷冻离心及复合解吸附剂联用的解吸附方法只需要借助普通微生物实验室即可完成，复合解吸附剂取材方便，操作成本较为低廉，其经济可行性较高；该方法适用于任何活性炭工艺的出水炭菌复合体的分析，操作步骤简便易行，应用前景广泛。

具体实施方式：

实验在南方某水厂进行。以活性炭出水中细小炭菌复合体为研究对象，通过控制不同的实验条件，确定合理有效的解吸附分离方案。活性炭柱运行参数为空床接触时间为18-25min，气水联合反冲洗。活性炭柱运行稳定后开始试验。

将活性炭出水1L经过0.65μm微滤膜截流细小炭粒，使用无菌水快速冲洗微滤膜，用离心管收集洗脱液10ml，于蜗旋振荡器500rpm转速下振荡1min；