【摘要】：微生物安全問題直接影響人體健康,保障供水系統(tǒng)微生物安全性是飲用水處理的首要任務(wù)。本課題通過對(duì)我國南方某市凈水工藝過程中微生物安全性進(jìn)行評(píng)價(jià),掌握該地區(qū)凈水工藝過程中微生物安全現(xiàn)狀,明確高風(fēng)險(xiǎn)微生物—耐氯菌名錄,對(duì)耐氯菌的生長(zhǎng)特性、控制技術(shù)、耐氯機(jī)理進(jìn)行了研究。首先,運(yùn)用高通量測(cè)序技術(shù)對(duì)常規(guī)處理工藝、臭氧-生物活性炭(O_3-BAC)深度處理工藝及生物活性炭-超濾(BAC-UF)組合工藝過程中各單元出水、砂濾池濾砂和生物活性炭上的微生物多樣性、豐度、群落組成進(jìn)行分析,同時(shí)對(duì)各單元出水的細(xì)菌總數(shù)和異養(yǎng)菌總數(shù)(HPC)進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果表明,3個(gè)水廠的出廠水中細(xì)菌總數(shù)及HPC均達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)和美國環(huán)境保護(hù)署(EPA)標(biāo)準(zhǔn),并且3種工藝在一定程度上都能降低原水中微生物的多樣性及豐度,其中生物活性炭-超濾(BAC-UF)組合工藝的效果最佳,臭氧-生物活性炭(O_3-BAC)深度處理工藝次之,常規(guī)處理工藝效果最差;具體而言,各工藝中的臭氧、超濾及消毒單元能大幅消減水體中的微生物,而生物活性炭池則易造成微生物泄露,是水處理過程中微生物爆發(fā)的主要風(fēng)險(xiǎn)來源,此外,變形菌門、放線菌門、藍(lán)細(xì)菌門、厚壁菌門、浮霉菌門是水處理過程中的優(yōu)勢(shì)菌門;從出廠水檢測(cè)出了大量的鞘氨醇單胞菌屬、芽孢桿菌屬、分支桿菌屬、假單胞菌屬、不動(dòng)桿菌屬等“耐氯菌”,其中分支桿菌屬、不動(dòng)桿菌屬是條件致病菌,鞘氨醇單胞菌屬和假單胞菌屬易引起管網(wǎng)腐蝕,需引起足夠的重視。然后研究了溫度、pH、水質(zhì)、余氯4種環(huán)境因素對(duì)3株耐氯菌生長(zhǎng)的影響,結(jié)果表明,3株耐氯菌在溫度25℃~35℃、pH 6~8、原水水質(zhì)條件下都能快速繁殖;而在沉后水及濾后水中細(xì)菌數(shù)量雖有所減少,但遠(yuǎn)未達(dá)到消失的地步,此外,凈水廠中次氯酸鈉、氯胺和二氧化氯等3種常用的含氯消毒劑在規(guī)定濃度范圍內(nèi)對(duì)2株芽孢桿菌的滅活都達(dá)不到3個(gè)對(duì)數(shù)級(jí),其中芽孢比營養(yǎng)體具有更強(qiáng)的耐氯性,4 mg/L的余游離氯對(duì)梭形芽孢桿菌芽孢的滅活率僅為1.3個(gè)對(duì)數(shù)級(jí),梭形芽孢桿菌的耐氯性最強(qiáng)。最后,使用紫外、臭氧消毒技術(shù)對(duì)梭形芽孢桿菌進(jìn)行消毒滅活研究,結(jié)果表明,臭氧在2 mg/L下處理12 min、紫外劑量在120 mJ/cm~2以上條件下,均能將梭形芽孢桿菌芽孢滅活3個(gè)以上的對(duì)數(shù)級(jí)。此外,本課題還分析了臭氧和紫外對(duì)梭形芽孢桿菌的滅活機(jī)理,其中臭氧直接破壞細(xì)胞整體結(jié)構(gòu),導(dǎo)致胞內(nèi)物質(zhì)流出從而殺死細(xì)菌,而紫外則能穿透細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì),直接作用于核酸,導(dǎo)致DNA無法復(fù)制從而達(dá)到滅菌的目的。
【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU991.2
【圖文】：

炭濾后水標(biāo)記為樣品DBACFS、超濾膜后水標(biāo)記為樣品DUFS、出廠水標(biāo)記為樣品DFWS、生物活性炭標(biāo)記為樣品 DBACS。圖2-1 各水廠工藝及采樣點(diǎn)Fig 2-1 Each waterworks process and sampling point2.2.2 微生物常規(guī)指標(biāo)分析方法三個(gè)水廠各單元出水均進(jìn)行細(xì)菌總數(shù)及異養(yǎng)菌總數(shù)（HPC）的測(cè)定，其中細(xì)菌總數(shù)的測(cè)定方法：將 1mL 水樣放入營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基中 37 ℃，培養(yǎng) 48h 后所生長(zhǎng)的菌落數(shù)，異養(yǎng)菌總數(shù)（HPC）的測(cè)定方法：1mL 的水樣在 R2A 瓊脂培養(yǎng)基中 28 ℃，培養(yǎng) 7d 后所生長(zhǎng)的菌落數(shù)。

溶液）終止，測(cè)試殘余菌體及芽孢數(shù)量以及消毒劑余量。圖2-2 余氯實(shí)驗(yàn)流程圖Fig 2-2 Flow chart of residual chlorine experiment2.3.6 紫外控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)方案當(dāng)微生物被照射時(shí)，紫外線可透入微生物體內(nèi)作用于核酸、原漿蛋白與酶，使其發(fā)生化學(xué)變化而造成微生物死亡。據(jù)研究，紫外線使 DNA 上相鄰的胸腺嘧啶鍵合成雙體，致 DNA 失去轉(zhuǎn)錄能力，病原微生物死亡。課題采用的平行紫外光束儀（見圖 2-3，圖 2-4）來測(cè)定 UV 劑量與微生物滅活率關(guān)系曲線，該光束儀使用的是低壓紫外燈 C 波紫外消毒劑名稱 與水接觸時(shí)間 出廠水中的限值 出廠水中的余量氯氣及游離氯劑（游離氯，mg/L）至少 30 min 4 ≥0.3一氯胺（總氯

放入培養(yǎng)箱，28℃培養(yǎng)至少 7d 后觀察菌落，并計(jì)數(shù)，最后繪制出紫外線劑量—滅活曲線。圖2-3 平行紫外光束儀內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖2-4 平行紫外光束儀外形Fig 2-3 The internal structure of the CBD Fig 2-4 The shape of the CBD2.3.7 臭氧控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)方案2.3.7.1臭氧的制備與測(cè)定實(shí)驗(yàn)所用臭氧由 HD-15 臭氧發(fā)生器制備而得，其濃度用哈希 PCII 型臭氧水質(zhì)分析儀進(jìn)行測(cè)定，貨號(hào)為 58700-04，根據(jù)說明書進(jìn)行參數(shù)設(shè)置并購買對(duì)應(yīng)的臭氧試劑包（貨號(hào) 25170-25）進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。實(shí)際水體檢測(cè)時(shí)，需要在 60 s 內(nèi)完成檢測(cè)。單位為 mg/L以 O3計(jì)。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2756909