饮用水生物滤池中DON生成规律及控制机理研究

More toxic and endanger N-DBPs could generate when DON and chlorine react compared with non-nitrogen-containing DBPs. Control DON concentration before disinfection process is necessary in drinking water treatment. However, there is still a lack of formation and control DON research in the drinking water biofilter. In this study, formation of DON in biofilter would be investigated, and technology of multi-layer biofilter controling DON formation would be looked for. Determine the reasons for the differences of DON formation on bacterial community structure. It could provide valuable theoretical basis to control the DON formation in biofilter. Find the variation law of N-DBPs formation potential, NDMA precursors dimethylamine and NDMA formation potential in the biofilter. It has important reference to control N-DBPs and drinking water safty.

DON与氯在消毒过程中发生反应可生成具有毒性更强、危害更大的N-DBPs。饮用水处理中，消毒工艺之前控制DON浓度很必要。然而目前对DON在饮用水生物滤池中生成规律及控制机理的研究有限。本项目将探明生物滤池DON的生成规律，并以此为基础寻找多层滤料生物滤池控制DON生成的技术；从微生物学上深入探讨DON生成规律差异的原因，为控制生物滤池中DON的生成提供有价值的理论基础；探明典型N-DBPs生成潜势、NDMA的前体物二甲胺和NDMA生成潜势在生物滤池中的变化规律等，这对于控制饮用水中的N-DBPs，对饮用水安全具有重要的参考意义。

毒副产物（DBPs）生成的风险。其中，溶解性有机氮（DON）与氯可生成具有毒性更强、危害更大的N-DBPs。因此在消毒工艺之前控制DON浓度非常必要。然而目前对DON在饮用水生物滤池中生成规律及控制机理的研究有限。.本项目探明了生物滤池DON的生成规律，并以此为基础开发了多层滤料生物滤池控制DON生成的技术；运用分子生物学深入探讨了DON生成差异的原因。取得了以下结果：.一、滤料种类对饮用水生物滤池DON的生成的影响。生物滤池DON沿程呈先降后升的趋势。不同滤柱DON存在着差异。活性炭柱前半程DON降低最大，后半程上升量最大。石英砂柱的前半程DON降低量最小于。滤料的表面性质影响滤料附着的生物量，从而影响DON的变化规律。同时发现生物滤柱中TN的亏损与滤柱中的生物量有关。.二、双层滤料及双点进水生物滤池DON的生成规律及控制技术。活性炭-石英砂双层滤料更易于控制DON生成。双点进水方式控制DON效果优于单点进水。采用双点进水方式双层滤料滤柱即顶端和20 cm滤池处两点进水量为40、20 L/h的控制DON效果最佳。.三、不同滤料滤柱沿程生物膜变化及细菌群落结构分析。在滤料表层生物量最高，随着滤层的加深生物量均呈下降趋势。孔隙率主要确定了生物量的空间分布。石英砂滤料上的生物活性最大，且微生物多样性最大；活性炭微生物多样性最小。.四、滤料种类的生物群落结构对DON转化的影响。生物滤柱中DON的变化与滤料生物量并不存在明显的对应关系。滤料中微生物的群落结构的差异影响了滤柱中DON的生成。.五、探明了水中的消毒副产物的前体物在饮用水生物滤池的变化情况。研究了典型N-DBPs生成潜势及N-DBPs前体物（甲胺、苏氨酸、色氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、酪氨酸等）在生物滤池的变化规律，并探讨了改进生物滤池对NDMA生成潜势的控制方法。.以上工作为控制生物滤池中DON的生成提供有价值的理论基础，这对于控制饮用水中的N-DBPs，对饮用水安全具有重要意义。