[Palabras clave] Contaminación orgánica del agua, estabilidad biológica, proceso de purificación del agua
Con el rápido desarrollo de la economía social y la aceleración de la urbanización, la crisis del agua se ha convertido en un problema importante para la humanidad después La crisis del petróleo. La segunda mayor crisis a la que se enfrenta. Actualmente, en nuestro país, con el rápido desarrollo de la industria, especialmente de productos químicos orgánicos, petroquímicos, medicamentos, pesticidas, insecticidas y herbicidas, la producción y los tipos de materia orgánica aumentan día a día. Diversas aguas residuales de producción y aguas residuales domésticas no se encuentran. Los estándares y entran directamente en el cuerpo de agua, el problema de la contaminación de la calidad del agua en las fuentes de agua es cada vez más grave. Sin embargo, en las condiciones actuales, el proceso tradicional de producción de agua ampliamente utilizado en las plantas potabilizadoras ya no puede cumplir con los requisitos de una mejora cada vez mayor de los estándares de calidad del agua, y la seguridad del agua potable ha atraído una atención generalizada.
La estabilidad biológica y los procesos de depuración del agua pesan e influyen en la eliminación y control de la materia orgánica en el agua potable. Tomando como objeto de investigación la materia orgánica en el agua potable, se discutieron los indicadores de medición, el mecanismo de eliminación y las reglas de la materia orgánica desde las perspectivas de la estabilidad biológica y la tecnología de purificación del agua.
1. Fuentes, peligros y estabilidad biológica de la materia orgánica
Desde el origen, las fuentes de materia orgánica en las fuentes de agua se pueden dividir en dos categorías. Un tipo es la materia orgánica natural, que es un producto metabólico del entorno natural, que incluye humus, secreciones microbianas, tejido vegetal disuelto y excrementos animales. La otra categoría son los orgánicos sintéticos, incluidos los pesticidas y los desechos industriales.
Los resultados muestran que la materia orgánica en el agua potable tiene una variedad de efectos nocivos: (1) Algunas materias orgánicas son contaminantes orgánicos persistentes o disruptores endocrinos altamente tóxicos, que son cancerígenos, tóxicos para la reproducción, tóxicos, etc. Representa una amenaza directa para la salud humana; (2) Cierta materia orgánica es precursora de subproductos de la desinfección y puede formar materia orgánica halogenada tóxica durante el proceso de desinfección por cloración, que es perjudicial para la salud humana (3) Materia orgánica biodegradable en la bebida; El agua puede causar daños a la red de tuberías de suministro de agua y a la calidad del agua de la red de tuberías. El tercer peligro se ha convertido en el centro de atención en los últimos años.
La Organización Mundial de la Salud investigó 277 casos de enfermedades transmitidas por el agua en Europa durante 1996. Los resultados muestran que el 43% de las enfermedades acuáticas son causadas por el recrecimiento microbiano en el sistema de red de tuberías. Los resultados de una encuesta realizada en 36 ciudades de todo el país, que representan el 42,44% del suministro de agua del país, muestran que el número total de bacterias en el agua de la fábrica es sólo de 6,6/L, pero ha aumentado a 29,2/L en el agua de la red de tuberías. .
En los procesos convencionales de purificación de agua, el cloro gaseoso se utiliza generalmente para la desinfección para mantener un cierto contenido atmosférico residual en la red de tuberías para controlar el crecimiento de bacterias. Sin embargo, los estudios han demostrado que después de la desinfección con cloro gaseoso, algunas. Las bacterias pueden reparar E. coli y volver a crecer en la red de tuberías; cuando la concentración de nutrientes en el agua de la fábrica es lo suficientemente alta, incluso si aumenta la cantidad de cloro, será difícil inhibir el crecimiento de bacterias. Un gran número de estudios sobre el crecimiento de biopelículas, la regeneración bacteriana y los brotes de E. coli en las redes de tuberías de suministro de agua han demostrado que la presencia de materia orgánica biodegradable (BOM) en el agua de las fábricas es la principal causa del nuevo crecimiento de bacterias heterótrofas en el agua. Redes de tuberías de abastecimiento, y propuesta de agua potable. El concepto de estabilidad biológica.
2. Conceptos e indicadores de estabilidad biológica y mecanismo de crecimiento de bacterias en redes de tuberías de abastecimiento de agua
(A) Conceptos e indicadores
Estabilidad biológica del consumo La sexualidad del agua se refiere al potencial de la materia orgánica biodegradable en el agua potable para apoyar el crecimiento de bacterias heterótrofas. Es decir, cuando la materia orgánica se convierte en el factor limitante para el crecimiento de bacterias heterótrofas, la matriz de nutrientes orgánicos en el agua potable tiene la mayor posibilidad de crecimiento. apoyando el crecimiento bacteriano. Actualmente, el carbono orgánico asimilable (AOC) y el carbono orgánico disuelto biodegradable (BDOC) se utilizan generalmente como principales indicadores de evaluación de la estabilidad biológica del agua potable. Cada vez más estudios y experimentos han demostrado que AOC y BDOC, como indicadores del contenido de materia orgánica biodegradable en el agua potable, están estrechamente relacionados con el crecimiento de bacterias en las redes de tuberías de agua potable. Sólo controlando el contenido de AOC y BDOC en el agua de la fábrica dentro de ciertos límites se puede prevenir eficazmente el nuevo crecimiento de bacterias en la red de tuberías.
(2) Estabilidad biológica y mecanismo de crecimiento de bacterias en la red de tuberías de suministro de agua
Las investigaciones muestran que el agua potable tiene una alta estabilidad biológica, lo que indica el contenido de nutrientes orgánicos necesarios para el crecimiento bacteriano en el agua Si el nivel de agua es bajo, las bacterias no crecerán fácilmente en ella; por el contrario, la estabilidad biológica del agua potable es baja, lo que indica que el contenido de nutrientes orgánicos necesarios para el crecimiento bacteriano en el agua es alto y las bacterias crecerán fácilmente; crecer en él.
El crecimiento (recrecimiento) de bacterias en el agua del grifo y su red de tuberías se puede dividir en tres categorías según la fuente: en primer lugar, el agua de la fábrica contiene más bacterias y entra en la red de tuberías, provocando un aumento de bacterias en el agua del grifo; , el crecimiento y reproducción de bacterias en la red de tuberías provoca el agua del grifo. El aumento de bacterias en la red de tuberías y finalmente la entrada de bacterias extrañas en la red de tuberías; Pero el segundo punto es que cuando el agua de la fábrica normalmente se desinfecta y la red de tuberías está en buenas condiciones, la principal vía para que se reproduzcan bacterias en el agua del grifo y su red de tuberías es.
Generalmente se cree que el contenido de sustrato orgánico es el principal factor que afecta a su crecimiento, por lo que reducir el contenido de materia orgánica biodegradable en el agua jugará un papel decisivo en el control del crecimiento de bacterias heterótrofas.
En tercer lugar, el mecanismo de eliminación de materia orgánica en el proceso de purificación de agua existente.
Como se mencionó anteriormente, debido al daño de la materia orgánica en el agua potable a la red de tuberías, la contaminación del agua y En última instancia, existen muchos peligros para la salud humana, por lo que para reducir el contenido de materia orgánica en el agua potable y reducir su daño, las personas deben trabajar duro para controlar y eliminar la materia orgánica. Entre ellos, el proceso de depuración del agua es un eslabón importante en el control y eliminación de la materia orgánica. Algunos de los procesos de purificación de agua más utilizados se enumeran aquí y se analizan brevemente sus correspondientes mecanismos de eliminación.
(1) Procesos convencionales y mejorados
El proceso convencional de purificación de agua existente en las plantas potabilizadoras generalmente consiste en coagulación, precipitación (clarificación), filtración y cloración, que se forma en la arriba A principios de siglo, tiene una historia de cientos de años y todavía se usa ampliamente. Sin embargo, es difícil garantizar la estabilidad biológica del agua tratada mediante procesos convencionales y el efecto de eliminación de materia orgánica es deficiente.
(2) (Pre)tratamiento biológico
El tratamiento biológico del agua potable se refiere a la eliminación efectiva de contaminantes orgánicos, nitrógeno amoniacal, nitrato y nitrito en el agua a través de las actividades metabólicas de los microorganismos. comunidades sal. El mecanismo de oxidación biológica para eliminar materia orgánica incluye: (1) degradación directa de materia orgánica de peso molecular pequeño por microorganismos (2) descomposición de materia orgánica de peso molecular grande por enzimas extracelulares microbianas (3) floculación por biosorción; En la actualidad, la tecnología de oxidación biológica (pretratamiento) puede eliminar eficazmente la materia orgánica disuelta, mejorar la estabilidad biológica del agua de la fábrica y reducir la dosis de desinfectantes posteriores. Por lo tanto, se ha convertido en un método de proceso para el tratamiento del suministro de agua.
(3) Adsorción con carbón activado
El carbón activado es un adsorbente hidrofóbico poroso con una estructura porosa desarrollada y una enorme superficie específica. La polaridad y el tamaño molecular de la materia orgánica son los principales factores que afectan la eliminación de materia orgánica por el carbón activado. Las sustancias orgánicas con baja solubilidad, mala hidrofilicidad, polaridad débil y moléculas pequeñas son fácilmente adsorbidas por el carbón activado. La adsorción con carbón activado se utiliza principalmente para el tratamiento avanzado del agua potable. Se descubrió que el carbón activado tiene una fuerte capacidad de adsorción de materia orgánica de peso molecular pequeño y mediano, por lo que tiene un buen efecto de eliminación de AOC y BDOC.
En resumen, la estabilidad biológica y la tecnología de purificación del agua son dos aspectos importantes relacionados con la seguridad del agua potable. Para adaptarse a la tendencia de desarrollo económico acelerado y urbanización, se deben hacer grandes esfuerzos en la investigación técnica para mejorar la estabilidad biológica del agua potable mediante la investigación y aplicación de tecnología avanzada de purificación del agua para lograr un bajo contenido de matriz de nutrientes orgánicos que no causará Desarrollo y tratamiento de agua potable bioestable para el rebrote de bacterias heterótrofas en las redes de suministro de agua.