生物活性炭滤池(Biological activated carbon filter,简称BAC滤池),兼具滤池、活性炭吸附和微生物降解的功能,对多种污染物都有着很好的去除效果,因而在国内外应用广泛。使用含消毒剂的水反冲洗是维护下向流式BAC滤池正常运行,并有效控制滤池中微生物和微型动物过度繁殖的重要方式。然而,该做法如何影响微生物的生理活性,进而影响其有机物降解能力的发挥,目前还缺乏较为系统的研究。并且,消毒剂辅助反冲洗对BAC滤池中抗生素抗性基因的安全性影响也尚不清楚。因此,本论文围绕上述问题展开研究,为消毒剂辅助反冲洗的机理探寻和应用指导奠定基础。常用有机物指标因准确性或灵敏度的问题,无法及时反映出消毒剂辅助反冲洗对BAC滤池生物降解性能的影响。论文工作研究开发了因竞争脱卤酶而产生降解速率差异的三种氯乙酸作为一组有机物指标体系。其检测准确度高、灵敏度好,且在BAC滤池中的生物去除效果差异明显,因此适用于评估消毒剂辅助反冲洗对不同生物降解特性有机物的影响。常规10-20 min空床接触时间的滤池中,作为易降解有机物代表的一氯乙酸和二氯乙酸,其去除效果受反冲洗影响较弱,负面影响仅发生在炭床表层处,并可经滤床沿程得到充分消除;而作为代谢路径复杂的慢速降解有机物代表,三氯乙酸的去除效果随消毒剂浓度升高而显著降低,可作为衡量有机物降解效果所受影响的重点监测指标。论文工作结合流式细胞技术与三磷酸腺苷测定,研究了不同浓度自由氯和氯胺辅助反冲洗对炭上附着态微生物的生理变化。由于活性炭对消毒剂的还原性和生物膜对微生物的保护性,使得实际作用于炭上附着态微生物细胞的消毒剂浓度远低于其投加剂量。因此,在反冲洗后留在炭上的微生物中,胞膜选择透过性丧失而致死的比例极低,而胞膜通透性受到影响的比例较高,由此所致的整体生物活性降低是滤池有机物去除能力出现暂时性下降的主因。当实际作用浓度接近3.0 mg/L时,自由氯和氯胺的辅助可分别造成13.2%和3.1%的细胞丧失选择透过性,表明过高浓度消毒剂辅助反冲洗会对微生物产生不可逆的影响。此外,论文工作发现反冲洗后BAC滤池中的抗性基因绝对丰度可降低0.2-0.4 log;并且在连续10次自由氯和氯胺辅助反冲洗后,炭床中均未出现抗性基因积累的现象。也就是说,周期性的消毒剂辅助反冲洗对BAC滤池中抗性基因的控制是有效且安全的。