模擬生化污染水去除工藝研究

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引言 　　當“9.11”恐怖事件的陰霾尚未揮去之際，接二連三的炭疽桿菌事件，又給美國帶來瞭新一輪的社會恐慌，甚至使日本人回想起瞭東京地鐵沙林事件的噩夢。回首過去，再看看現在：一系列高傷亡率的恐怖分子襲擊事件引起瞭全世界各國政府和民眾越來越多的註意，關註的焦點集中在恐怖分子手中擁有的生化武器對人民可能造成的傷害。水是自然界中化學物質遷移、循環的重要介質，一旦發生大面積沾染，將導致意想不到的嚴重後果，因此，也是恐怖分子很有可能施毒的對象。　　膜分離技術處理飲用水是當代重大技術突破，本文以化學戰劑和類炭疽桿菌污染水為研究對象，采用消毒和納濾膜凈化工藝，檢驗對水中生化戰劑的去除效果。為一旦發生沾染後仍可獲得安全、優質的飲水提供實用技術和裝備。　　2.1 主要儀器與試劑　　(1) 三類軍用毒劑：HD（芥子氣）、GB（梭曼）、VX（維埃克斯），純度≥90% 　　(2) 試驗菌株：類炭疽桿菌（AMMS8008），分別以其繁殖體與芽孢懸液進行試驗 　　(3) 三合二水溶液 　　(4) 中和劑：含0.5%硫代硫酸鈉和0.5%吐溫80的磷酸鹽緩沖液　　(6) 營養瓊脂培養基 　　(7) 碘化鉀：分析純　　(8) T-135試劑 　　(9) 冰醋酸：分析純 　　(10) 鄰聯甲苯胺溶液　　(11) 721分光光度計，其餘略。　　2.2 試驗方法 　　①化學毒劑染毒水的配制　　在一容器中註入10 L自來水，在不斷攪拌條件下滴入試驗用的一種毒劑，配成指標規定的染毒水，消毒液量依據防化研究院三所對不同種類毒劑染毒水中投入活性氯的優化試驗結果和當天測得的三合二溶液有效氯濃度換算出的體積數投入。每種染毒水規定的毒劑濃度及消毒液相應的投入量見表1。毒劑代號HDGBVX染毒水配制濃度（mg/L）603030投氯初始濃度（mg/L）3050140三合二水溶液有效氯測定濃度（mg/mL）62.5146.2132.310 L水中投入消毒液體積（mL）4.83.410.6　　②類炭疽桿菌染毒水樣的配制 　　人工染菌水樣的配制：在試驗用水箱中加入50 L自來水，同時加入0.5%的硫代硫酸1 mL，以中和自來水中的殘餘氯。將類炭疽桿菌懸液或新鮮繁殖體懸液加至水箱中，混勻，使其含菌量為10000 ~ 50 000 cfu/100mL。 　　試驗體系中消毒劑濃度（以有效氯計）分別為25、50、100 mg/L。作用時間為5、10和20 min。起始菌量：類炭疽桿菌繁殖體為1250 000 cfu/mL，類炭疽炭疽芽孢為720 000 cfu/mL，中和劑為含有0.5%硫代硫酸鈉和0.5%吐溫80的磷酸鹽緩沖溶液。 　　2.3 試驗裝置 　　試驗裝置如圖1所示，該裝置由4個部分組成：染毒水、超濾系統、納濾系統。 圖1 試驗裝置流程圖　　其中超濾膜由天津生產，材質為PAN（聚丙烯腈），型號為GW350，處理水量20 L/h。超濾膜用於去除水中的膠體及各類大分子。原水經過超濾處理後可完全滿足納濾膜的進水水質要求，安全的進入膜處理階段。表2 HD凈化前後水樣分析測試結果染毒水HD：60 mg/L活性氯濃度Cl：30 mg/L除pH值，HD濃度（用OB表示）、餘氯均以mg/L為單位加三合二前加三合二反應18min後經納濾膜後濃水凈水OBOB餘氯OB餘氯pHOB餘氯pH11.773.959＜0.5*＜0.01*8.18＜0.5＜0.017.248.643.4210＜0.5＜0.018.94＜0.5＜0.017.1515.461.979.5＜0.5＜0.018.05＜0.5＜0.016.2811.521.548.5＜0.5＜0.017.52＜0.5＜0.015.68註：*為最低檢測濃度　　GB凈化30小時（600升水）水樣測試結果（每2小時進行分析測試）見表3。表3 GD凈化前後水樣分析測試結果 染毒水GB：60 mg/L活性氯濃度Cl：50 mg/L除pH值，GB濃度（用OB表示）、餘氯均以mg/L為單位加三合二前加三合二反應18 min後經納濾膜後濃水凈水OBOB餘氯OB (×10-4）餘氯pHOB (×10-4）餘氯pH23.50.3240＜2＜0.01*6.60＜2＜0.015.6726.30.844513.1＜0.017.59＜2＜0.015.6725.60.264052.6＜0.017.73＜2＜0.015.68註：*為最低檢測濃度 　　3.3 VX凈化30小時水樣測試結果染毒水GB：60 mg/L活性氯濃度Cl：50 mg/L除pH值，GB濃度（用OB表示）、餘氯均以mg/L為單位加三合二反應18min後經納濾膜後濃水凈水OB餘氯OB (×10-4）餘氯pHOB (×10-4）餘氯pH0.21＞100＜5＜0.01*7.67＜5＜0.015.660.17＞10010.3＜0.017.64＜5＜0.015.670.18＞10023.6＜0.017.78＜5＜0.015.60註：*為最低檢測濃度 　　3.4 生物毒劑的去除效果　　①三合二的消毒效果 　　試驗結果表明，在人工染菌水樣為27 000 ~ 33 000 cfu/100mL條件下，用納濾工藝對人工染菌水樣進行過濾除菌，效果如下。　　②對細菌繁殖體的過濾效果　　註：表中為三次試驗的平均結果，陰性對照組菌數0cfu/mL。 　　③對類炭疽桿菌芽孢的除菌效果　　該工藝各級對細菌的除菌效果見表6。結果表明，超濾、納濾對細菌均有一定的去除效果。表6 凈水裝置各處理單元對類炭疽桿菌芽孢的過濾除菌效果 水樣類別平均含菌量（cfu/mL）各級平均除菌率（%）原水箱273—一級超濾2882.32二級納濾1546.43 　　註：表中為三次試驗的平均結果，陰性對照組菌數0cfu/mL。 　　④三合二消毒加納濾凈水裝置消毒除菌效果　　從表2、3和4中可以得出三種染毒水分別經過30小時凈化試驗後凈水分析結果全部低於指標限量值，其中，HD濃度為0.5 mg/L，VX濃度為0.0005 mg/L，HB濃度為0.0002 mg/L，遠遠低於GJB651－89中規定HD 1.5 mg/L，VX 0.01 mg/L，HB 0.07 mg/L的限值。　　從而得出：超濾－納濾工藝對污染水中的生化毒劑有較好的凈化效果。 Tags:禮品,souvenir,贈品,文具,紀念品,環保,環保袋批發,禮品訂造,筆,餐具,帆布袋,canvas bag,獎座,毛巾,水樽