活性炭对废水中微生物的影响

　　城市中的污水处理厂主要从废水中去除固体，可降解的有机物质和营养物质(氮和磷化合物)，能对自然水环境起到保护作用。初级和二级处理去除了废水中的大部分有机物和悬浮固体以及痕量浓度的一些潜在有害物质。然而，这些微污染物，例如化学物质，洗涤剂和个人护理产品等不易降解的物质，是污水处理厂排放水体的潜在危害。目前，研究了两种主要技术，臭氧氧化和吸附到颗粒或粉末状活性炭上。下面我们来介绍下活性炭工艺对水体微生物的影响。

　　在活性炭工艺中，活性炭在生物处理后与废水混合，使残留的有机物质和微污染物吸附在活性炭颗粒上。加载后，通过过滤或溶气浮选将活性炭与纯化的废水分离。最后与污泥一起通过焚化处理。为了优化的过程，并降低处理成本，活性炭可以重复使用直到饱和。通过优化吸附方式，活性炭的使用量可以减少15-20%，同时保持对活性污泥絮凝物沉降的积极影响。为了测试活性炭对微污染的吸附，我们的研究有以下目的：1、评估荧光标记的真菌抗性微生物在实施活性炭吸附步骤的先进废水处理过程中的分布。2、评估其发生在实施活性炭回收的相同高级处理期间，污泥和净化废水中天然存在的细菌增加。测量和分析在实验室规模模型中进行，模拟涉及活性炭的过程配置及其作为微污染物去除阶段的再循环。

　　实验室规模的处理厂

　　污水处理厂的活性污泥用于承载微生物，收集活性污泥并对其主要参数进行表征铵，硝酸盐，亚硝酸盐，磷酸盐，化学需氧量，生物需氧量，总悬浮固体和pH每周一次，并储存在4°C直至使用。将5L活性污泥泵入生物处理的序批式反应器，混合并充气2小时，然后使污泥静置30分钟。将1.7L上清液转移至活性炭处理的溶气浮选装置单元，其中加入粉末状活性炭并混合(30分钟)。下一步包括加入凝结剂聚氯化铝，12分钟后加入絮凝剂。最后，将饱和水注入活性炭处理的溶气浮选装置装置，开始分离步骤(12分钟)。整个过程持续了大约四个小时。

　　通过荧光标记水中的微生物

　　通过荧光显微镜确定的荧光标记的微生物的在实验室规模的模型的分布和流式细胞术。流式细胞仪获得的细胞计数通常高于用落射荧光显微镜获得的细胞计数，可能是因为细胞计数检测到其他自发荧光颗粒和生物。实验室规模模型中四种标记微生物的分布显示出类似的趋势。在模型的生物处理单元中初始接种和3小时孵育后，沉降后的上清液和沉降部分中的细胞密度仅显示出微小的差异。如所预期的，经过生物处理(混合和通气阶段)和随后从反应器中的流出水中分离污泥减少了基于标记微生物的落射荧光显微镜检测的细胞计数。使用活性炭处理从生物处理流出物中额外去除约99.70%的荧光标记微生物。

　　添加活性炭向溶气浮选装置单元基本上不改变荧光的细菌。活性炭作用的主要机制是基于吸附和静电斥力，这取决于污染物。因此，细菌最初吸附到活性炭，主要是因为充电景点的表面和仅与时间，细菌可寄居其表面和形成活性生物膜。证实通过其在使用前活性炭表面的SEM图像和之后在溶气浮选装置单元(图2)，活性炭在短时间的接触中尽可能允许的优先吸附存在于水中，而不是最大的带负电荷的细菌。

　　污水处理厂模型中对吸附满载活性炭的回收

　　为了探讨由于活性炭回收而在污泥或净化废水中微生物增加的发生，污水处理厂的实验室规模模型在循环阶段完成，并运行了6个月。该模型的硝化效率达到92.4%，因此与实际规模处理厂的情况差不多85%左右，而后者则没有完全去除硝酸盐。平均COD消除率为80.4%。流入的COD浓度在20和80mg/L-1之间变化，流出量在0和30mg/L-1之间。流入水中的值的波动反映了在实际工厂的曝气池中观察到的波动，并且是由于采样的时刻和天气条件。在运行三个月后，微生物流出物中的COD浓度稳定，并且可以测量低于15mg/L-1的值。同样，这些值与在实际规模处理厂的二级沉降池中测量的值相当。流入pH恒定地在7.5和8之间测量。

　　活性炭在生物反应器中的再循环增强了微污染物的去除，但是可以预期通过该程序将高浓度的细菌混合到活性污泥中。此外，可以预期活性炭上吸附的微污染物可能影响细菌的抗性。漂浮的活性炭和来自溶气浮选装置单元的流出水之间的存活抗性细菌的分布遵循已经讨论的用于活细菌和荧光细菌计数的分配，在漂浮的活性炭中比在流出物中更高。

　　为了研究在先进处理过程中废水中存在的抗性细菌的情况，我们使用粉状活性炭溶气浮选装置进行长期的实验测试。经过对荧光标记的微生物的分析证明了活性炭处理可以降低处理水中的微生物含量。此外，我们还测试了活性炭处可以处理敏感或抗性微生物，因为两者都以相同的去除效率。该研究表明，实施活性炭吸附步骤的处理方法可以很好得减少水处理厂出水中释放的细菌和酵母菌，活性炭即使在回收利用时也不会增加可培养微生物的情况。

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