污水再生处理絮凝工艺去除病原性原虫的机制分析

通过考察在不同的絮凝剂种类、投加量、pH和温度等操作条件下隐孢子虫和贾第鞭毛虫(以下简称"两虫")的去除特性,探讨了污水深度处理絮凝工艺去除病原性原虫的作用机制.研究发现,污水经絮凝处理后,水样中胶体的平均ζ电位与2种荧光微球(两虫替代物)去除率和剩余浊度的线性相关度不高(R:0.49、0.48、0.65);而2种荧光微球之间的去除率线性相关性较高(R=0.99),并且与水样剩余浊度的变化趋势呈一定的指数相关关系(R=0.92、0.95).因此,在本研究的各种絮凝工况下.卷扫网捕是去除病原性原虫和浊度的重要作用机制.在相同操作条件下,贾第鞭毛虫的去除率大于隐孢子虫.     

水质对污水再生絮凝工艺中病原性原虫去除的影响

 采用荧光微球模拟隐孢子虫和贾第鞭毛虫(简称两虫),考察了有机物和颗粒物的浓度、组成等水质特性对污水再生处理絮凝工艺中两虫去除特性的影响.结果表明,腐殖酸浓度增加可提高水样中胶体浓度,从而提高对两虫的去除率;而酪氨酸虽然能改变胶体表面性质,但不参与絮凝过程,故对两虫的去除率无明显影响.水样初始浊度对两虫去除率影响较小;但水样中颗粒物的粒径分布,特别是1nm～100μm粒子的比例与对两虫去除效果间存在较好的相关关系.     

浊度与微生物指标在污水再生处理系统中的去除特性及相关性

本研究考察了污水再生处理系统对颗粒物(包括浊度和粒径分布)和微生物指标(包括隐孢子虫、贾第鞭毛虫、粪大肠菌群和SC噬菌体)的去除特性以及不同指标间的相关关系。研究结果表明,污水再生处理系统对浊度的平均去除率为3.53-log,其中二级生化处理及砂滤对浊度的去除率较高,分别为1.52-log和1.35-log。粒径分析结果表明,絮凝沉淀后粒径均值达到最大值223.2μm;而再生水中粒径均值最小,仅为5.8μm。污水再生处理系统对各微生物指标的去除率为2.96-log~4.11-log。各处理单元中,二级生化处理单元对粪大肠菌群和SC噬菌体的去除率较高,分别为2.81-log及2.14-log;而砂滤对SC噬菌体去除效果较差,仅为0.18-log。从再生处理工艺整体上看,水样浊度、粪大肠菌群、SC噬菌体和两虫浓度具有显著相关性。而对于单个取样点,除污水厂进水中SC噬菌体和两虫浓度表现出一定相关性外,其他情况下各指标与两虫浓度间均无显著相关关系。     

污水再生处理系统中隐孢子虫和贾第鞭毛虫检测方法的优化

隐孢子虫和贾第鞭毛虫是2种严重危害水质安全的病原性原生动物.与USEPA1623方法相比,以膜过滤-洗脱法作为浓缩方式的检测流程回收率较高且成本较低.本研究通过对膜过滤-洗脱环节和免疫磁性分离(IMS)过程进行改进和参数优化,建立了适用于污水再生处理系统的两虫检测方法.研究发现,对滤膜进行刮擦处理后隔夜浸泡,以及洗脱前剧烈振荡等操作能够显著提高并稳定回收率.投加高岭土浊液提高水样的浊度至4NTU更加有效地提高了低浊水样的浓缩回收率.离心浓缩后洗涤沉淀并进行2次酸解离是降低IMS过程水质干扰的有效措施.采用该优化方法对不同来源水样进行检测,隐孢子虫回收率超过70%,贾第鞭毛虫回收率超过80%,明显高于1623方法的接受标准(>24%).     

城市污水再生处理过程中病原性原虫的去除特性

通过定期监测北京市某城市污水再生处理过程各单元出水中的隐孢子虫和贾第鞭毛虫(两虫)浓度,系统考察了污水再生处理系统对两虫的去除特性.结果表明,原污水、初沉池出水、二沉池出水、絮凝沉淀池出水和砂滤池出水中隐孢子虫的平均检出量分别为238、179、6、1、0.3个·L-1,贾第鞭毛虫的平均检出量分别为1 568、1048、22、4、0.6个·L-1.污水再生处理系统对隐孢子虫和贾第鞭毛虫的总去除率分别为2.98log(99.895%)和3.46log(99.965%).一级处理工艺对污水中两虫的去除效果并不理想,去除率分别只有0.13log和0.18log.二级生物处理对两虫的去除贡献最大,去除率分别达1.50log和1.67log.污水深度处理工艺(絮凝-沉淀-砂滤)能有效提高两虫的去除效果.污水厂进水中的两虫检出量随季节变化,雨季较低,旱季较高.     

操作条件对污水再生处理絮凝工艺中病原性原虫去除特性的影响

再生水中的隐孢子虫和贾第鞭毛虫会通过直接或间接的方式影响人体健康.与传统的消毒手段相比,絮凝、澄清、过滤等污水深度处理工艺能有效地控制两虫污染.本研究主要考察了絮凝剂种类、投加量、pH和温度等操作条件对污水再生处理絮凝过程中病原性原虫去除特性的影响.结果发现,污水絮凝过程中,pH为6～8时两虫的去除率较高,低温条件不利于两虫的去除.氯化铁对两虫的去除率随投加量的增加而增加;硫酸铝絮凝和聚合氯化铝的最佳投加量分别为70 mg/L和20　mg/L左右.