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随着经济发展和人民生活水平的提高,水资源短缺和水环境污染状况却在日益加剧,城镇供水水质安全受到严重威胁,饮用水安全问题成为社会关注的重点。我国现有水厂,大部分仍采用混凝、沉淀、过滤和消毒的常规给水工艺,面对水源水质污染日益严重,尤其是可能具有三致作用的有机污染物,已不能保证饮用水的安全性和健康性,研究和开发饮用水深度处理新工艺迫在眉睫。本文针对饮用水常规处理工艺存在的问题,尤其是无法有效去除水中的微量有机物污染物,采用臭氧固定化活性炭技术进行了饮用水深度处理实验研究,通过高效工程菌剂构建,O3-IBAC净化效果研究,污染物去除机理分析,完善O3-IBAC理论与技术体系,为O3-IBAC饮用水深度处理实际工程应用提供依据。根据工程菌剂构建的策略,以及饮用水深度处理及低温运行需要,工程菌剂构建分别选取三部分菌种来源。经过初筛、复筛和净化效果比较,通过生理生化鉴定和16SrDNA测定,分离鉴定12株菌构建固定化工程菌剂。采用固定化生物技术,将工程菌剂固定于活性炭表面形成固定化生物活性炭,考察O3-IBAC对滤后出水的净化效能,分析其污染物的净化机理,考察低温期IBAC的处理效能,分析影响IBAC净化效能的因素。结果表明,O3-IBAC对有机污染指标有较高的去除率,高锰酸盐指数去除率在25%~40%之间,低温期期(水温4℃)仍稳定在30%左右,UV254去除率稳定在60%以上。GC/MS分析显示,水厂常规工艺对有机污染物的去除效果有限,O3-IBAC对有机污染物的净化效果显著,出水有机物种类减少了16种,其中9种毒理性物质减少了7种,微量有机污染物总量削减了89.7%,极大地提高了饮用水的安全性和健康性。研究了IBAC内污染去除负荷率变化和TCC-脱氢酶活分布,分析IBAC生化活性变化规律。通过PCR-DGGE图谱分析对IBAC内微生物群落结构变化进行解析,发现存在7条特征优势条带,其代表的菌群在系统内始终处于优势种群,表明投加高效工程菌剂对IBAC起到了低温生物强化作用。O3-IBAC具有长期、高效、稳定的净化能力,可大大延长使活性炭使用寿命,且投入运行后即刻表现出较高的净化效果,更具实用性。采用生物工程技术,筛选、驯化出工程菌,人工固化形成IBAC用于饮用水深度净化处理是安全可行的,并具有广阔的应用前景。