慢速砂濾池（SSFs）憑借成本效益優(yōu)勢與操作簡便性，在飲用水供應(yīng)領(lǐng)域備受關(guān)注。然而，新興污染物（ECs）的存在及營養(yǎng)鹽誘導(dǎo)的富營養(yǎng)化問題，對飲用水水質(zhì)安全及SSFs運(yùn)行性能構(gòu)成顯著挑戰(zhàn)。富營養(yǎng)化易引發(fā)藻類過度繁殖，進(jìn)而導(dǎo)致濾料堵塞，嚴(yán)重縮短濾池運(yùn)行周期，限制其實(shí)際應(yīng)用效能。本研究聚焦藻菌相互作用機(jī)制，系統(tǒng)探討藻類對錳氧化細(xì)菌（MOB）錳氧化過程的促進(jìn)效應(yīng)，及其誘導(dǎo)生成的生物錳氧化物（BioMnOx）在污染物去除中的作用。
研究結(jié)果表明，藻類介導(dǎo)MOB生成的BioMnOx可顯著提升典型新興污染物的去除效率，具體涵蓋卡馬西平（CMZ）、雙氯芬酸（DCF）、阿替洛爾（ATL）、磺胺甲噁唑（SMX）及氧氟沙星（OFL）五類目標(biāo)污染物。為驗(yàn)證藻菌相互作用對SSFs運(yùn)行的實(shí)際影響，本研究構(gòu)建濾柱實(shí)驗(yàn)體系，設(shè)置接種MOB的藻菌共生組與未接種MOB的純藻類對照組，連續(xù)運(yùn)行兩個(gè)月開展對比研究。
監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，與純藻類組相比，藻菌共生濾柱對各類新興污染物的去除效能均實(shí)現(xiàn)顯著提升：CMZ去除效率提高5%，DCF提升20%，ATL提高10%，SMX提升20%，OFL提升幅度最高達(dá)25%。機(jī)制分析表明，BioMnOx可通過強(qiáng)化微生物降解與氧化協(xié)同作用，有效降低新興污染物的毒性，顯著提升出水安全性。
值得注意的是，藻菌共生體系還可顯著改善SSFs運(yùn)行穩(wěn)定性：MOB的存在能夠抑制藻類過度生長，相較于純藻類組，藻菌共生濾柱的運(yùn)行周期延長58%；同時(shí)，藻類生長受抑可有效緩解藻華引發(fā)的濾料堵塞問題，降低濾池運(yùn)行過程中的水頭損失，減少反沖洗頻次與運(yùn)行能耗。
綜上，本研究證實(shí)藻菌相互作用可通過誘導(dǎo)BioMnOx生成強(qiáng)化新興污染物去除，同時(shí)通過調(diào)控藻類生長維持濾池高效穩(wěn)定運(yùn)行。該發(fā)現(xiàn)為提升慢速砂濾池的污染控制能力、延長運(yùn)行周期提供了新的技術(shù)思路，凸顯了藻菌共生體系在飲用水深度處理領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。
原文及鏈接：Prolonged operating cycle and enhanced removal of emerging contaminants in slow sand filters: Significance of algae-bacteria interaction
