日本污水处理与再生利用现状分析

对日本水资源赋存状况、供水用水状况和污水处理与再生利用状况进行了系统梳理和分析。日本水资源总体较为充沛,但关东沿海、北九州和东海等地区严重缺水。近年来(2014—2018年)日本年人均综合用水量稳定在630 m³左右,约是中国的1.5倍;2018年,全国年污水处理总量约为146.4亿m³,平均污水处理成本为143.3日元/m³。日本的再生水利用总量约为2亿m³/a,再生水利用率约为1.5%。大型城市如东京等城市集中式再生水利用率为3.2%,显著高于全国平均水平。日本的再生水利用途径广泛,再生水分类统计工作细致且全面,针对冲厕、景观环境、融雪等9种用途进行分别统计可知：再生水的主要用途为补充地表水用水、观赏性景观环境用水和融雪用水,约占再生水利用总量的78.0%。日本在污水处理与再生利用信息统计、收集、分类等方面的经验和方法可为我国再生水利用规范化管理和发展提供重要参考。     

紫外线对铜绿微囊藻的抑制效果及特性研究

采用紫外平行光仪辐照方法,研究紫外线对"水华"蓝藻中常见的铜绿微囊藻生长的抑制效果,并探讨紫外线对藻沉降性能、叶绿素、藻胆蛋白的影响,以及藻生长光照条件对紫外线抑藻效果的影响.结果表明,紫外线对铜绿微囊藻的生长具有显著抑制作用,150 mJ/cm<'2>紫外剂量下,藻细胞个数被控制于初始水平,藻生长受抑制,如增加紫外剂...     

污水处理厂二级出水中四环素抗性菌的生长特性与耐药性

抗生素抗性菌的扩散已成为全世界面临的重要公共卫生安全隐患.本文从某城市污水处理厂二级出水中分离出21株四环素抗性菌,对其种属、生理生化特性、抗生素耐受性进行了研究.结果表明,21株四环素抗性菌均属于肠杆菌科,分别属于气单胞菌属(9株)、埃希氏菌属(5株)、肠杆菌属(3株)、克雷伯氏菌属(2株)、柠檬酸杆菌属(1株)和哈夫尼菌属(1株).这些菌大多属于条件致病菌,且有18株携带质粒.21株四环素抗性菌中,气单胞菌、埃希氏菌的平均最大生长量显著高于肠杆菌,大部分菌株的迟滞时间在2 h以内.抗生素耐受性试验结果表明,四环素抗性菌对氯霉素耐受能力最强,对β-内酰胺酶类抗生素(青霉素、氨苄青霉素、头孢噻吩)的耐受性次之,对利福平的耐受性最弱.75%以上的四环素抗性菌同时表现出对其它5种抗生素具有抗性.以上结果为我国污水处理厂抗生素抗性菌的风险分析与控制提供了参考数据.     

重庆市污水处理厂进水水质特征分析

以重庆市57座城市污水处理厂进水实际运行数据为基础,系统分析了进水(污水)水质特征以及有机物、氮、磷和悬浮物之间的概率分布和相关关系。结果表明,重庆市污水中BOD5、COD、SS、NH3-N、TN和TP全年浓度分布均呈正偏态分布,月中间值分布范围分别在140~180、300~350、180~220、25~33、37~46和3~5 mg/L。进水BOD5/COD值分布在0.4~0.6之间的占39.4%,说明重庆市污水中存在一定的难生物降解性污染物,但仍适应于生物处理。BOD5/TN分布在4~6之间的概率为37.8%,表明大多数情况下生物脱氮的碳源不足。BOD5/TP的平均值为39.8,且大于20的累积概率为95.9%,表明污水在处理中可以满足生物除磷的需求。TN/TP分布在5~15之间的概率为88.5,平均值为10.8,且TN/TP5的概率为98.3%,表明进水完全满足微生物生长对氮、磷的需求。     

昆明市污水处理厂进水水质特征分析

文章系统分析了昆明市污水处理厂进水主要污染物指标的概率分布和季节变化规律,以及有机物、氮、磷和悬浮物之间的相关关系。结果表明,在达到90%的累积概率时,昆明市7座污水处理厂实际进水COD、BOD5、SS、TP、NH3-N和TN的浓度范围为370¹ 100、1901 100、190⁵90、330590、330⁹60、5960、5¹0、1810、18³6和3836和38⁷4 mg/L。其中合流制排水区域的污水处理厂进水COD、BOD5、SS和TP在雨季的浓度变化程度明显大于旱季,TN和NH3-N浓度旱季和雨季变化不大。7座污水处理厂BOD5/COD平均值均高于0.4,说明进水水质可生化性较好。BOD/TN波动较大,第二和第四污水处理厂进水BOD5/TN的平均值分别为3.5和4.2,进水BOD5/TN>4的概率分别为36%、和44%,说明反硝化碳源不足现象存在。7座污水处理厂进水BOD5/TP值均>20,且全年>20的样本概率依次为98%、94%、97%、95%、90%、87%和82%,基本满足生物除磷的要求。     

栅藻LX1和雨生红球藻的胞外产物产生特性及其对藻细胞生长的影响

基于微藻在资源化大规模培养过程中,其胞外产物对藻细胞生长影响的不确定性,对比研究了两株高含油脂藻种,栅藻LX1（Scenedesmus sp.LX1）和雨生红球藻（Haematococcus pluvislis）的生长特征、胞外产物的产生特性,以及胞外产物对藻细胞生长的影响。研究结果表明,在相同培养条件下,栅藻LX1与雨生红球藻的内禀生长速率基本相当,分别为0.16和0.17 d-1。两株藻在不同生长期的胞外产物（以DOC值表征）产生速率不同,其中栅藻LX1胞外产物的对数期产生速率（1.4 mg·L-1·d-1）﹥稳定期后期产生速率（0.56 mg·L-1·d-1）﹥稳定期产生速率（0.48 mg·L-1·d-1）;雨生红球藻胞外产物的稳定期后期产生速率（2.3 mg·L-1·d-1）﹥稳定期产生速率（0.88 mg·L-1·d-1）﹥对数期产生速率（0.66 mg·L-1·d-1）。栅藻LX1胞外产物对其整个生长过程都有明显抑制;雨生红球藻胞外产物则在稳定期后期才对其生长产生明显抑制作用。     

放射性废水处理中吸附铀的优势藻种筛选

随着核工业的发展,含铀放射性废水的产生量越来越大,必须进行妥善处理与处置.微藻吸附技术是近年来放射性废水处理领域的研究热点,而获得吸附铀的优势藻种则是该技术得以研究和应用的基础.从工程应用的角度出发确定了筛选原则,并针对11株备选藻种进行了优势藻种筛选工作.栅藻LX1对铀的吸附容量最大,为40.7 mg·g~(-1);在m BG11培养基(模拟城镇污水处理厂污染物排放一级A标准的氮磷浓度限值)中的生物质产量较高,为0.32 g·L~(-1);生长进入稳定期后的沉降性能较好,沉降率为45.3%.综上,在本研究范围内,栅藻LX1为放射性废水处理中吸附铀的优势藻种.     

基于固相萃取的水中多种有毒有害有机污染物富集方法优化

以降低固相萃取杂质、提高目标化合物的回收率为目的,提出了一种基于固相萃取的水中多种有毒有害有机污染物富集方法.用丙酮和二氯甲烷等溶剂洗脱未上样的固相萃取柱,评价了固相萃取各个环节对正构烷烃、酞酸酯等杂质浓度的贡献值,发现85%杂质来自填料的溶出物(以Waters Oasis HLB为例).填料经二氯甲烷、丙酮、甲醇依次索氏提取24 h后,填料的溶出物明显减少,气相色谱图中杂质峰的数量和强度均明显降低.比较了6种常用固相萃取填料在索氏提取后对lgKow1.46～8.1之间的农药、多环芳烃、酚、酞酸酯等40种目标化合物的回收率,发现Waters Oasis HLB在改性聚苯乙烯-二乙烯基苯填料中回收率最高,平均为77%;Waters SepPak AC-2在活性炭填料中回收率最高,对农药的平均回收率为74%.WatersOasis HLB和Waters SepPak AC-2固相萃取柱串联后,目标化合物的回收率明显提高,平均为87%.     

沉水植物矮慈姑对重污染底泥的耐受及其中主要污染物的去除

矮慈姑(Sagittaria pygmaea Miq)是常见的稻田杂草类沉水植物,但在水污染防治中较少被研究应用.本研究利用典型黑臭河道中厌氧还原态的底泥模拟构建污染水体,考察矮慈姑在其中的生长情况和主要污染物的变化.结果表明,矮慈姑及其根系对底泥具有非常强的耐受性,经过180 d的生长,其植株数量扩增了20倍以上,生物量(干重)达到(411.09±136.19)g·m~(-2),不但地上部分形成了对底泥密集覆盖的沉水植被层,而且地下部分在底泥中也形成了发达的根系.对矮慈姑根与茎叶生物量进行对比分析发现,矮慈姑的根冠比高达0.66±0.36,远高于其它沉水植物,表明矮慈姑的根可以抵御底泥中还原态物质的胁迫作用,从而发育出较庞大的根系.矮慈姑生长使得底泥中还原性物质浓度大幅下降,相较初始底泥,矮慈姑根系到达的底泥区域中典型还原物质亚铁(Fe(Ⅱ))和酸挥发性硫化物(AVS)分别下降了92.6%和96.3%.此外,矮慈姑生长也较好地阻控了底泥中氮、磷向上覆水释放,使得上覆水氮、磷维持在较低的浓度范围.上述研究结果首次发现,矮慈姑能够很好地耐受重污染水体中厌氧还原态的底泥并可对其中的主要污染物进行去除,在黑臭河道等重污染水体的生态修复中具有很大的应用潜力,可以作为沉水植被修复的先锋种,是值得进一步开发的野生水生植物资源.     

再生水系统的可靠性:内涵及其保障措施

面对日益增长的社会经济可持续发展需求,污水再生利用已成为缓解水资源短缺和改善水环境质量问题的有效措施。随着集中式再生水系统应用规模的不断扩大和再生水利用途径的逐渐拓展,保障再生水系统的可靠性,即安全稳定高效运行显得越来越重要。目前,针对再生水系统可靠性的研究十分有限,尚未形成统一的认识和评价方法。面对再生水系统水质保障的复杂性和现有评价指标的局限性,提出了再生水系统可靠性的概念,并从冗余度、鲁棒性、弹韧性等多个维度详细阐释了再生水系统可靠性内涵、评价指标体系和保障措施。今后,需进一步深入探讨再生水系统可靠性评价方法,为构建安全可靠经济的再生水系统提供技术支撑。