用于地下水回灌的再生水预处理工艺研究

将再生水回灌到地下含水层前,需对再生水进行预处理,以防止污染地下水.本研究比较了5种不同的再生水深度处理技术(超滤、臭氧、磁性离子交换树脂(MIEX)及超滤和臭氧、MIEX和臭氧两套组合工艺)对城镇二级出水的净化效果,并通过分析5种工艺对含水层净化效果的影响,评价其作为回灌预处理的可行性.针对再生水中的有机污染物溶解性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)及比吸光度(specific ultraviolet absorbance,SUVA),MIEX(投加量为5 mL.L-1)能够去除20%的DOC和10%的SUVA;UF对DOC的去除率低于10%,对SUVA无显著去除效果,单独UF和MIEX预处理对后续含水层对再生水DOC的去除无促进作用;与此不同,臭氧[投加量(O3/DOC)为0.6 mg.mg-1]及其组合工艺对二级出水SUVA的去除率达60%～79%,能显著提高再生水的可生化性,强化土壤对回灌水中有机物的去除效果,使最终出水的DOC降低至1～2mg.L-1.针对再生水中的N素,MIEX(5 mL.L-1)能去除再生水中25%的NO3--N,臭氧能去除再生水中72%的NH4+-N.土壤处理能有效地去除NH4+-N,使出水浓度均在0.5 mg.L-1以下,但对NO3--N无显著去除效果.综合对比分析,在再生水回灌的预处理工艺中,需重点考察预处理对再生水中有机物和NO3--N的去除效果.臭氧和MIEX的组合工艺,能显著提高二级出水的可生化性,并去除部分溶解性有机物及NO3--N,与后续土壤处理具有较好的互补性,较适合用作地下回灌前处理工艺.     

土壤含水层处理去除可吸附有机卤化物的试验研究

研究了土壤含水层处理工艺对典型城市二级出水以可吸附有机卤化物表征的有机物的去除效果。投加２４ｍｇ／ｌ臭氧预处理后，再经好氧含水层处理可去除约３２％的ＡＯＸ，厌氧柱进水中投加各８０ｍｇ／ｌ葡萄糖和谷氨酸，运行稳定性，通过共谢作用，可去除约５５％的ＡＯＸ。     

活性炭深度处理工艺用于地下回灌的水质研究

以北京高碑店污水处理厂二级生化出水为对象,研究了用于地下回灌的活性炭三级处理工艺.活性炭可有效降低DOC,UV-254和COD,部分去除可吸附有机卤化物(AOX).再经过土壤含水层处理,约90%的可吸附有机溴化物(AOBr)可被去除.Ames试验结果显示活性炭工艺可有效降低二级生化出水中的致突物.GC/MS分析表明,活性炭吸附可降低有机物含量,再经土壤含水层处理,大部分有机物及优先控制的污染物可被去除.      

城市污水深度处理中有机物的去除

以城市污水地下水回灌为回用目的 ,研究不同的污水深度处理工艺及对二级生物处理出水中有机物的去除 .研究结果表明 ,原水若未经深度处理 ,直接由土壤含水层处理的出水不能满足推荐的回灌水水质要求 .对原水分别采用混凝沉淀、过滤、臭氧氧化、粉末活性炭和粒状活性炭吸附等处理单元及组合工艺进行深度处理效果的对比 ,最终选用由混凝沉淀 ,砂滤 ,粒状活性炭过滤与土壤含水层处理相结合的工艺流程 .城市污水处理厂的二级出水经该工艺处理后 ,出水中的 DOC可降至 3mg/L以下 ,且活性炭柱的产水床体积可达 350 0 BV.     

DGB处理二级出水用于地下回灌的风险评价

以北京高碑店二级出水为对象,进行了二级出水地下回灌的DGB深度处理工艺的风险评价.GC/MS探测到的优先污染物四氯化碳引起的致癌风险小,可以忽略.二级出水经深度处理,除Cd,Cr略高于回灌标准,其余重金属含量低于回灌要求;通过加氯消毒,可满足回灌水卫生要求.DGB和土壤含水层处理工艺可去除部分致突物,残余的主要是移码型氯化致突物,它们有较强的致突性.      

再生水无计划间接补充饮用水的雌激素健康风险

以城市污水为水源的再生水中含有一定量的雌激素类内分泌干扰物,其在无计划间接补充饮用水过程中存在潜在健康风险.针对再生水经河流补给湖库型水源地的典型场景,研究了再生水中雌酮、雌二醇、17α-乙炔基雌二醇、双酚A、壬基酚和辛基酚在水体中的变化规律,评价了雌激素的健康风险.结果表明,再生水(二级出水)中雌激素类物质的质量浓度多分布在0.1~100 ng·L-1水平;双酚A和壬基酚的浓度较高,可达到1~10μg·L-1水平.再生水间接补充饮用水过程中,雌激素的浓度受到上游来水稀释、河道湖库自然降解和饮用水处理工艺去除等作用的影响.雌酮、雌二醇、双酚A、壬基酚和辛基酚的非致癌风险较小,都低于规定值1.当湖库型水源地的水力停留时间大于30 d时,再生水中17α-乙炔基雌二醇对人体的非致癌风险值大多小于1;当停留时间小于10 d且再生水占饮用水比例达50%以上时,16%~47%样品的17α-乙炔基雌二醇的非致癌风险值大于1,其健康风险需优先关注.     

长江岳阳段水环境健康风险评价

为研究长江岳阳段水环境污染对人体健康产生的危害风险,根据2008-2012年长江岳阳段水质监测数据,采用美国环境保护署(USEPA)推荐的水环境健康风险评价模型,对长江岳阳段通过饮用水途径引起的水环境健康风险进行了评价。结果表明:总健康风险在1.64×10-5~2.25×10-5a-1之间,平均为1.91×10-5a-1,均低于国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的最大可接受风险水平5×10-5a-1,对照水环境健康风险等级划分标准,长江岳阳段水环境健康风险为较低健康风险;化学致癌物质健康风险AsCd、平水期丰水期枯水期,非致癌物质健康风险氟化物CuNH3-NZn、枯水期丰水期平水期;总健康风险主要来自化学致癌物质,其中As为主要风险污染物,因此化学致癌物质尤其是As应作为风险决策管理的重点对象。     

再生水道路降尘化学污染物的健康风险评价研究

利用健康风险评价的方法,以北京市某再生水利用工程为依托,对再生水用于道路降尘时接触人群的暴露水平和健康风险进行了调查和实验研究,建立了再生水用于道路降尘的健康风险评价模型,提出了再生水对职业人群和公众的暴露参数,对再生水中氯仿等19种主要污染物的健康风险进行了定量评价,结果表明,再生水用于道路降尘职业人群致癌的总危险度为8.47×10^-6;非职业人群致癌的总危险度为3.78×10^-6.     

生物炭对非常规水源灌溉下土壤-作物病原菌的影响

采用根箱实验,基于定量PCR技术研究非常规水源（再生水和养殖废水）灌溉及生物炭添加后根际土、非根际土及玉米根部病原菌的赋存情况.结果发现,灌溉时间、土壤类型可显著影响土壤中病原菌的整体分布.相较于蒸馏水灌溉下根际土、非根际土的单个病原菌,再生水灌溉下病原菌变化为-0.74~0.17个数量级,养殖废水灌溉下为-0.14~0.60个数量级.生物炭对土壤中病原菌的影响因灌溉水源、灌溉时间而改变,可使再生水及养殖废水灌溉下病原菌检出量最高降低0.35、0.39个数量级.但再生水及养殖废水灌溉可使玉米根部病原菌检出量最高增加1.17、2.20个数量级,生物炭又使非常规水源灌溉下其检出量最高增加0.60、1.08个数量级,带来潜在的健康风险.     

病原微生物基准对再生水检测的指导意义

精确高效地定量检测再生水中病原微生物含量对于保障水资源安全循环利用有重要意义。基于微生物定量风险评价（QMRA）方法,以年感染风险10-4作为公众最大可容忍风险,计算了我国再生水中4种常见病原微生物在4种主要使用用途下的基准浓度。然后,讨论了培养法和分子生物学法2种检测方法中对取样体积的科学要求,提出了基于水质健康基准的最小采样体积,即"基准检测体积"的新概念,发现大部分已有研究中病原微生物的实测水样体积都远小于基准检测体积。因此,对于某些低丰度的病原微生物,由于检测体积受限问题,病原微生物在处理后的再生水中检测为阴性,并不能说明再生水符合安全需求。在这种情况下,应合理利用处理工艺去除率的间接检测手段来控制病原微生物的健康风险。     

Transformation of erythromycin during secondary effluent soil aquifer recharging: Removal contribution and degradation path

Erythromycin (ERY), a widely used antibiotic, has recently been detected in municipal secondary effluents and poses serious threats to human health during wastewater reusing. In this study, the removal, fate, and degradation pathway of ERY in secondary effluent during soil aquifer treatment was evaluated via laboratory-scale SAT tests. Up to a 92.9% reduction of ERY in synthetic secondary effluent was observed in 1.0 m depth column system, which decreased to 64.7% when recharged with wastewater treatment plant secondary effluent. XRD-fractionation results demonstrated that the transphilic acid and hydrophobic acid fractions in secondary effluent compete for the adsorption sites of the packed soil and lead to a declined ERY removal. Moreover, aerobic biodegradation was the predominant role for ERY removal, contributing more than 60% reduction of ERY when recharged with synthetic secondary effluent. Destruction of 14-member macrocyclic lactone ring and breakdown of two cyclic sugars (l-cladinose and d-desosamine) were main removal pathways for ERY degradation, and produced six new intermediates.     

改性膨润土处理污水处理厂二级出水的实验研究

研究基于再生水回灌地下、补充地下水水源的目的,使用河南信阳某膨润土厂生产的钠基膨润土,通过酸改性、铝柱撑改性和微波-硫酸亚铁改性制得三种改性膨润土,用于处理城市污水处理厂的二级出水.实验结果显示,经XRD衍射分析可知,三种方法制备的改性膨润土,其矿物结构都有不同程度上的变化,膨润土层间距都较膨润土原矿有所增大,可见其改...     

Estimation of Contamination Sources of Human Enteroviruses in a Wastewater Treatment and Reclamation System by PCR–DGGE

A polymerase chain reaction–denaturing gradient gel electrophoresis (PCR–DGGE) method was employed to estimate the contamination sources of human enteroviruses and understand how their dominant strains vary in a wastewater treatment and reclamation system consisting of sewage collection, wastewater treatment with membrane bioreactor and open lakes for reclaimed water storage and reuse. After PCR–DGGE using a selected primer set targeting enteroviruses, phylogenetic analysis of acquired enterovirus gene sequences was performed. Enteroviruses identified from the septic tank were much more diverse than those from grey water and kitchen wastewater. Several unique types of enterovirus different from those in wastewater samples were dominant in a biological wastewater treatment unit. Membrane filtration followed by chlorination was proved effective for physically eliminating enteroviruses; however, secondary contamination likely occurred as the reclaimed water was stored in artificial lakes. Enterovirus 71 (EV71), a hand-foot-and-mouth disease (HFMD) viral pathogen, was detected mainly from the artificial lakes, implying that wastewater effluent was not the contamination source of EV71 and that there were unidentified non-point sources of the contamination with the HFMD viral pathogen in the reclaimed water stored in the artificial lakes. The PCR–DGGE targeting enteroviruses provided robust evidence about viral contamination sources in the wastewater treatment and reclamation system.     

Genotoxicity removal of reclaimed water during ozonation

Genotoxicity in wastewater and reclaimed water now is gaining increased attention because of genotoxins' potential damage to the ecosystem and human health. The effect of ozonation on genotoxicity in reclaimed water was investigated. It was found that ozonation decreased the genotoxicy dramatically in three tertiary treatment plants. In the further batch ozonation experiment in laboratory,secondary effluent sample used exhibited the genotoxicity of(41.1 ± 4.1) μg 4NQO/L. Ozonation with a dose of 10 mg O3/L completely removed the genotoxicity in secondary effluent. However,after ozonation, the dissolved organic carbonvalue of the sample didn't change much but the specific ultraviolet absorbance(SUVA) value dropped sharply. With the help of Fourier transform infrared spectroscopy, ozonation was found to change chemical aliphatic carbon and C–O of the dissolved arganic matter, which might be the reason of the significant decreases of SUVA and genotoxicity.     

城市污水再生处理反渗透产水的水质特征与超高标准处理技术

系统总结了城市污水再生处理反渗透产水的有机物浓度水平、组成特征和污染来源,分析了其利用途径和风险,探讨了反渗透产水超高标准处理技术的现状和发展趋势.与常规水源相比,再生水反渗透产水中有机物的浓度升高(可高达500~1000μg-C/L)、种类增加(超过百种).产水中药物和个人护理品、工业化合物、内分泌干扰物和氧化副产物等多有检出(10^-3~2.5μg/L),应关注其长期暴露的健康风险.反渗透产水中占有机碳比例70%的有机物组分及其特征尚未完全掌握,亟需开展系统研究.新兴自由基氧化技术、新型光源利用技术等是反渗透产水超高标准处理技术的重要发展方向.     

污水再生新工艺NPR及其中试研究

随着经济的发展,我国面临水资源短缺的威胁日益严重。污水资源化利用对社会发展具有重要的战略性意义。文章介绍了一种污水资源化再生利用的新技术NPR工艺,该工艺基于传统活性污泥法及生物膜法的原理,通过技术集成创新开发而成。工艺克服了传统污水深度处理工艺流程长、投资运行成本高的缺点。中试实验研究表明,该系统出水水质可达到再生水回用标准,可以用作工业生产中非高品质用水、城市杂用水、农业灌溉等方面。