预氯化对原水管道含氮污染物转化及微生物群落结构的影响（一）

发布时间：2021-04-24 17:19 编辑者：夏德婷

原水输送管道系统是城镇给水系统的重要组成部分，由于原水管道通常管径大且距离长，因此，在原水的输送过程中通常会发生一系列物理、化学及生物反应，引起水厂进水端水质的变化。近年来，随着水体富营养化的不断加剧，湖泊、水库、河流等常用水源地普遍存在藻类增殖引起水质问题的现象。

为控制藻类在原水输送管道中大量繁殖，一些水厂采用在取水前端投加氧化剂的方式保证输送过程中的水质稳定。预氧化能够有效抑制原水管道中藻类微生物的繁殖，但是氧化剂同样会破坏原水管道中微生物的活性，不仅影响原水管道内壁微生物对水体的净化作用，也会因为生物膜失活脱落而增加水质污染风险。目前，关于氧化技术对饮用水水质影响的研究主要集中在水厂及市政供水管网，针对原水预氧化技术对原水输送过程中的水质变化规律及对微生物群落结构的影响研究较少。本文利用原水管道模拟装置探究了不同浓度预氧化条件下，原水含氮污染物的转化规律及微生物群落结构变化，以期为原水管道预氯化处理技术保障原水水质安全性提供理论依据。

1试验材料与方法

1.1试验装置

试验原水管道模拟小试装置如图1(a)所示。将管道内径为100mm的水泥砂浆内衬管段截成长度为20cm的试验管段，用纯水将管道洗净后自然通风晾干。用环氧树脂涂抹管段的外壁以及横切面，消除对试验水质的影响，最后将处理好的管段放入原水输送管道，模拟中试装置以培养生物膜，中试装置结构参照顾艳梅等的研究，如图1(b)所示。对上述管段及中试装置内进行周期性的微生物量检测，当两者数量相当时可认为挂膜成功。将挂膜成功后的管段取出后放入试验容器，利用磁力搅拌器模拟实际水流的剪切力，对试验容器进行外覆锡纸处理以模拟管道埋地状态。

1.2试验水质

试验管段挂膜期间的进水为宁波JK水库水，宁波JK水库水质基本满足我国《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)中的相关限值要求，试验期间模拟管道装置的进水水水质如表1所示。试验过程采用次氯酸钠配制成的氯化溶液作为预氧化剂，试验在常温下进行。

1.3测定项目及分析方法

(1)常规水质指标测定

本研究所涉及的常规水质指标检测方法参考《生活饮用水标准检验方法》(GB/T5750—2006)和《水与废水监测分析方法》(第4版)的相关分析方法。NH⁴⁺-N：纳氏试剂分光光度法；NO3--N：紫外分光光度法；NO^2--N：N-(1-萘基)-乙二胺分光光度法；pH：pH计；溶解氧：便携式溶氧仪；温度：温度计。

(2)溶解性有机氮(DON)分子量分布测定

DON的分子量分布采用超滤膜法测定，使用超滤杯和超滤膜对DON分子量分布进行测定。超滤杯中配有磁力搅拌器，其压力驱动是高纯氮气，压力约为0.15MPa；超滤膜的有效面积为31.75cm2，其截留的分子量分别为10、5、3、1kDa。先将待测水样用0.45μm的微滤膜进行过滤，再将水样依次通过不同截留分子量的超滤膜，测定膜后水样中的DON含量，各级浓度相减得到各分子量范围内的有机物含量，如式(1)～式(5)。

其中：Ci———分子量在i的DON浓度，mg/L。