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再生水景观回用与藻类的控制研究

再生水景观回用与藻类的控制研究

作者：郭晓瑜西安建筑科技大学

学位级别：硕士

由于氮磷浓度相对较高,再生水作为景观水体的补给水源时更易引起水体富营养化。因此,研究再生水中氮磷营养物质对藻类爆发的影响及如何控制景观水体富营养化的技术对于再生水景观回用十分必要。本文首先通过实际监测描述了再生水制取和... 详细信息

由于氮磷浓度相对较高,再生水作为景观水体的补给水源时更易引起水体富营养化。因此,研究再生水中氮磷营养物质对藻类爆发的影响及如何控制景观水体富营养化的技术对于再生水景观回用十分必要。本文首先通过实际监测描述了再生水制取和补给景观水体时其中营养物质及藻生物量的演变规律;然后,依据再生水水厂出水监测数据,在实验室人工配制再生水来考察模拟再生水中氮磷浓度、形态和比例对铜绿微囊藻（Microcystisaeruginosa,简写为M.A.）生长、产毒和酶活性的影响,在此基础上,比较实际的再生水和地表水为水源时不同水质和水量对3种常见的蓝绿藻生长的影响;最后,采用混凝法对不同富营养化程度的景观水进行了处理。主要结论如下:（1）再生水制取过程中,絮凝-沉淀对进水中的无机氮磷、藻密度和叶绿素a的去除发挥着主要作用,其中对进水中藻密度和叶绿素a的去除率分别为72.29%和77.68%,使最终出水中二者均值分别为4.44×103 cells/m L和5.97μg/L。模拟试验证明,在夏季,再生水静置4d时,藻华爆发,此时藻密度和叶绿素a浓度分别可达8.08×105cells/m L和81.73μg/L,为原水对应值的27.76倍和5.10倍,因此,为有效降低藻类爆发风险,应严格执行《城市污水再生利用景观环境用水水质》标准（GB/T 18921-2002）中规定的当完全使用再生水作为景观水体的补充水时,其静止停留时间不宜超过3天。此外,尽管藻类在模拟水中随时间出现交替更新,但夏季优势藻主要为小球藻。（2）当再生水中PO43--P和总氮浓度一定时,M.A.藻密度的最大值随着NO3--N/NH4+-N比值的增大而增大;当再生水中NO3--N/NH4+-N比值较高时,M.A.的比增长速率随PO43--P浓度的增加而增加且较高浓度的硝氮使M.A.生长更优。在M.A.生长过程中,优先利用氨氮,只有当水中氨氮低于0.18~0.40 mg/L时才以硝氮为氮源,而对磷的利用基本不受初始氮浓度和比例的影响。（3）微囊藻毒素MC-LR的释放不受PO43--P浓度的限制而与生长阶段相关,在M.A.指数增长期释放量达最大约为7.51~8.51μg/L;在最有利于M.A.生长的再生水水质条件下,脱氢酶活性（DHA）与藻密度的相关性更加显著;当无机氮组成及比例相同时,超氧化物歧化酶（SOD）活性与TIN浓度呈一定的负相关。（4）与地表水相比,再生水中铜绿微囊藻、小球藻和伪鱼腥藻的生长潜力更高,且在14d的培养期间内,M.A.一直呈正增长,而小球藻和伪鱼腥藻藻密度最大值分别为4.93×106cells/m L和2.21×106cells/m L。此外,无论是在再生水还是地表水水质条件下,小球藻的适应能力均最强,而伪鱼腥藻适应能力最差。而不同比例的两种水源水混合培养的结果表明,为了控制有害蓝藻藻华,再生水补给景观水体时补充水量所占的比例不宜超过25%。（5）PAC单独混凝净化景观水,当投加量为70mg/L时,藻细胞数量级由107下降至104,PAC对中度和重度富营养化景观水中叶绿素a的最大去除率分别为57.84%和68.02%,PO43--P的最大去除率分别为83.33%和72.00%,TP的最大去除率分别为79.22%和68.78%。PAM强化PAC混凝净化中度富营养化景观水时,当PAC和PAM的最佳复合投加量分别为30mg/L和1mg/L时,对叶绿素a和PO43--P的去除率达最大分别为86.67%和64.48%;对于重度富营养化景观水,当PAC和PAM的最佳复合投加量分别为50mg/L和2mg/L时,叶绿素a和PO43--P的去除率达最大分别为80.10%和59.19%。

关键词：再生水景观回用藻类营养物质富营养化混凝

改进A^2/O法处理生活污水在景观回用中的实验研究

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环境保护科学 2006年第2期32卷 15-18页

作者：樊开青吕伟娅南京工业大学城市建设与安全环境学院

对传统的A2/O工艺进行了改进,并将改进后的A2/O工艺用于小区生活污水的处理。实验结果证明出水经混凝沉淀后回用景观可行。

关键词：生活污水 A^2/O工艺景观回用

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城市景观回用再生水的生态安全风险评价

城市景观回用再生水的生态安全风险评价

面向景观水回用的污水厂尾水优控污染物去除工艺优选及效能

中国环境科学学会2016年学术年会

作者：薛银刚许霞谢显传江苏省环境保护水环境生物监测重点实验室常州市环境监测中心常州大学环境与安全工程学院南京大学环境学院污染控制与资源化研究国家重点实验室

为了科学评价再生水回用安全风险,以某城市污水处理厂的再生水为例,建立成组生物毒性测试方法对污水与再生水的生物急性毒性、胚胎发育毒性、内分泌干扰毒性及遗传毒性进行检测。结果发现深度处理后的景观回用水对斑马鱼没有明显的急性... 详细信息

为了科学评价再生水回用安全风险,以某城市污水处理厂的再生水为例,建立成组生物毒性测试方法对污水与再生水的生物急性毒性、胚胎发育毒性、内分泌干扰毒性及遗传毒性进行检测。结果发现深度处理后的景观回用水对斑马鱼没有明显的急性毒性效应,但对斑马鱼胚胎的短期急性毒性等级为微毒;景观回用水具有一定的遗传毒性效应,易引起生物DNA的碱基突变与氧化损伤,再生回用水排放对受纳水体的生态系统及接触到的人群身体健康有潜在的遗传毒性效应与安全风险;景观回用水的内分泌干扰活性雌二醇当量值为3.4ng/L,对雄性斑马鱼体内卵黄蛋白原(VTGs)有显著诱导效应,表明再生回用水具有一定的环境雌性激素活性,对水生态和人体健康有潜在的内分泌干扰毒性作用。

关键词：城市再生水景观回用生态安全评价

来源： cnki会议评论

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面向景观水回用的污水厂尾水优控污染物去除工艺优选及效能

作者：夏鑫慧哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

经有效处置的生活污水/工业废水的再生回用是解决当前水资源短缺最为有效的途径之一,再生水水质的安全是保障有效回用的前提。再生水中的微量/痕量的优控污染物种类丰富、毒性较大,威胁水生生物生长及人类健康,是当前研究的热点。本课... 详细信息

经有效处置的生活污水/工业废水的再生回用是解决当前水资源短缺最为有效的途径之一,再生水水质的安全是保障有效回用的前提。再生水中的微量/痕量的优控污染物种类丰富、毒性较大,威胁水生生物生长及人类健康,是当前研究的热点。本课题聚集再生水水质安全问题,将再生水中2种富营养化类优控污染物(氮、磷)、有机物和检出频率较高的8种微量有毒类优控污染物(阿特拉津(ATZ)、磺胺甲恶唑(SMZ)、双氯芬酸(DCF)、布洛芬(IBP)、萘(Na P)、蒽(Ant)、苯并[a]蒽(Ba A)、苯并[a]芘(Ba P))作为目标污染物,探究了不同运行工况下混凝沉淀、臭氧氧化、超滤三种深度处理工艺以及组合工艺对于二级出水中优控污染物的去除效率,解析了各优控污染物的降解途径,在此基础上提出了各优控污染物的去除策略。通过混凝沉淀、臭氧、超滤三种工艺对二级出水中污染物进行去除,从有机物、氮磷以及8种微量有毒类优控污染物的去除效率等方面对出水水质进行评估。结果表明,在出水有机物方面,臭氧对有机物显示出较大的优势,随臭氧投加量增加,UV逐渐下降,表明有机物结构被破坏;在对氮磷的去除过程,混凝沉淀表现出最佳的效果,尤其对TP的去除,氨氮随臭氧投加量的升高浓度略有升高,而截留分子量为10 KDa的超滤膜对氮磷的去除没有明显的效果;混凝沉淀对微量有毒类优控污染物的去除差异显著,其中,DCF和ATZ去除率相对较高,分别为82.28%和52.28%,其余6种微量有毒类优控污染物去除效率均不超过23.8%。臭氧投加量在5-20 mg/L时,对SMZ、DCF、Na P、Ant的去除率可达90%以上,而ATZ、IBP、Ba A和Ba P几乎无降解。随着臭氧投加量的增加,ATZ、IBP、Ba A和Ba P的去除效率也随之增加。超滤工艺对抗生素和多环芳烃的去除效率相差很大。抗生素类污染物的去除效率均低于20.54%,4种多环芳烃基本上完全去除。相比于单独的工艺单元,组合工艺对提升二级出水中有机物以及氮磷的去除意义显著。其中,混凝沉淀-臭氧对水中有机物的去除效果最佳,DOC和UV的去除率分别为46.67%和63.18%。除臭氧-超滤组合工艺外,混凝沉淀-超滤和臭氧-超滤对于氮磷的去除均能够满足《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB/T 18921-2019)。三种组合工艺对Na P、Ant、SMZ、DCF的去除效率均能达到90%以上,ATZ和IBP在混凝沉淀-臭氧中去除效率相对较高,去除效率分别为54.59%和72.45%,Ba A和Ba P在两种超滤组合工艺中的去除效率较高。通过分析各污染物的去除效能和去除机制,归纳总结各优控污染物的物理化学特性,提出各再生水中各污染物的去除策略。建议磷的去除选用混凝沉淀工艺,氮的去除选用混凝沉淀-臭氧组合工艺,抗生素的去除选用臭氧工艺,多环芳烃的去除选用混凝沉淀-超滤工艺。此外,采用层次分析法分析深度处理工艺的评价指标,通过权重计算和专家打分对各工艺的评价指标进行量化,建立再生水中污染物去除工艺优选的模型,相关研究成果将对二级出水中优控污染物的去除提供了理论依据和技术支持。

关键词：景观回用优控污染物混凝沉淀臭氧超滤

城市污水处理厂二级出水回用于景观水体的氮磷控制技术研究

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城市污水处理厂二级出水回用于景观水体的氮磷控制技术研究

作者：罗涛南京林业大学

学位级别：硕士

根据统筹化综合治理法“截、引、净、减、调、养、测”七原则,调市污水厂二级出水作为景观河道补充水源是目前较经济可行的解决办法。本课题通过小试试验和中试试验相结合的方式,在全面总结再生水用于景观水体的水质指标分析研究的基础... 详细信息

根据统筹化综合治理法“截、引、净、减、调、养、测”七原则,调市污水厂二级出水作为景观河道补充水源是目前较经济可行的解决办法。本课题通过小试试验和中试试验相结合的方式,在全面总结再生水用于景观水体的水质指标分析研究的基础上,对城市污水氧化沟二级处理工艺、生物滤池深度处理工艺和化学絮凝与过滤单元等工艺开展试验研究,形成降低氮、磷含量的污水再生处理工艺方案,主要研究内容如下:1、研究作为景观水体补给水的再生水中氮、磷控制指标;研究补给水质满足《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB/T 18921-2002)标准,景观水体流动性控制指标。2、通过对现有城市污水处理厂处理程度、出水水质指标的分析评价,研究出水以景观利用为目标的污水处理技术,重点针对氧化沟升级改造工艺、生物滤池深度处理工艺和化学絮凝与过滤单元等工艺开展中试实验研究,确定关键工艺参数。3、分析城市污水再生处理后作为城市景观水系主要补给水源的条件和存在的问题,重点针对氮磷含量的控制,提出污水再生处理组合工艺流程,分析工艺的运行效能,确定最佳技术性能参数。结果表明:1、磷是水体中藻类种群和密度的第一限制性营养元素,为控制景观水体富营养化的发生,需要严格控制其浓度水平在0.3 mg/L以下。氮的标准可以参照《再生水景观环境用水标准》定在15 mg/L,建议最好控制在8 mg/L以下。2、水力条件是控制景观水体富营养化的另一个重要因素,试验确定的水体流动的最低临界流速为80 cm/min左右,流速过低时需结合其他措施来抑制藻类的过度繁殖。3、在氧化沟工艺内投加固定填料的活性污泥/生物膜复合工艺可提高系统的硝化能力,改善污泥的沉降性能;向氧化沟投加碳源可以显著提高系统的脱氮水平,使出水TN达到一级A的排放标准,为节约碳源,投加点宜选择在中沟。4、采用葡萄糖、甲醇、乙醇、乙酸和乙酸钠作为碳源的生物滤池深度处理均有较好的反硝化效果,对硝酸盐氮的平均去除率均达到65%以上。不同类型碳源条件下滤池的脱氮速率和脱氮效率各异,乙酸钠为碳源时,滤池对硝酸盐氮的去除速率最高,接触时间最短,需要的碳氮比也较低,可作为缺氧生物滤池脱氮的优先选择碳源。5、采用普通曝气生物滤池、反硝化滤池或A/O一体式生物滤池可实现对常规二级处理出水中TN和氨氮的进一步去除,通过运行参数的控制优化,出水可以达到一级A的排放标准。不同的氨氮和总氮浓度需要选择不同的生物滤池型式和运行模式。当二级出水氨氮含量低而TN含量较高时可采用反硝化生物滤池进行深度处理;当二级出水氨氮和TN含量均较高时可采用具有反硝化和硝化功能的一体式生物滤池进行深度处理。6、城市污水处理厂二级出水经过混凝-沉淀-砂滤工艺、微絮凝-砂滤工艺和混凝-沉淀-纤维束过滤工艺深度处理后,出水TP可以稳定在0.3 mg/L以下。混凝-沉淀-纤维束过滤在处理效果的稳定性和经济性方面具有较大的优势,若再生水以回用于景观水体为目标,可以优先采用。7、对再生水处理工艺流程的选择应满足再生水利用的标准要求,并充分考虑再生水使用的安全性、合理性和经济性。对再生水回用于景观河道水体的工艺流程可以根据不同的进水水质条件进行选择,为确保稳定达到景观回用的要求,应结合进水水质实际情况,控制各单元进水的污染物浓度。

关键词：景观回用富营养化污水再生氮磷控制

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二级出水回用于景观水体的试验研究

长春工程学院学报（自然科学版） 2004年第4期5卷 24-25,55页

作者：顾恩大陈建华吉林省环保局吉林油田建设公司

采用纤维生物膜滤池—强化微絮凝纤维过滤的方法,对城市污水厂二级出水进行深度处理的中试研究表明:出水水质可以达到GB3838—2002《地表水环境质量标准》中Ⅲ—Ⅳ类水体标准,可满足人工景观用水等高级回用的要求。

关键词：污水回用二级出水脱氮除磷景观回用

营养物质和藻类在再生水制取及景观水体补给中的变化

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西安建筑科技大学学报（自然科学版） 2018年第1期50卷 105-110页

作者：王怡郭晓瑜赵超西安建筑科技大学环境与市政工程学院陕西西安710055 西安清远中水有限公司陕西西安710055

通过实际监测了再生水处理单元中营养物质及藻生物量的沿程变化,探讨了其相关性,并以满足景观水体水质要求的再生水进行了静态模拟试验研究,分析了氮、磷在水华形成过程中的演变规律.结果表明,再生水制取过程中,絮凝-沉淀对进水中的无... 详细信息

通过实际监测了再生水处理单元中营养物质及藻生物量的沿程变化,探讨了其相关性,并以满足景观水体水质要求的再生水进行了静态模拟试验研究,分析了氮、磷在水华形成过程中的演变规律.结果表明,再生水制取过程中,絮凝-沉淀对进水中的无机氮磷、藻密度和叶绿素a的去除发挥着主要作用,其中对进水中藻密度和叶绿素a的去除率分别为72.29%和77.68%,出水中二者均值分别为4.44×10~3 cells/mL和5.97μg/L;沿程的藻密度和叶绿素a与NH_4^+-N、PO_4^(3-)-P和TP呈显著正相关(相关系数r>0.80).模拟试验证明,在炎热的夏季,再生水静置4d时,藻华爆发,优势藻主要为小球藻,藻密度和叶绿素a浓度分别可达8.08×10~5 cells/mL和81.73μg/L,为原水的27.76倍和5.10倍,因此,为有效降低景观水体藻类暴发增长的风险,景观回用的再生水静止停留时间不宜超过3d.所得结论对城镇污水厂再生水回用景观水体水质目标控制具有实用价值.

关键词：营养物质藻类再生水景观回用

城市污水处理厂二级出水深度处理工艺及运行优化控制研究

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城市污水处理厂二级出水深度处理工艺及运行优化控制研究

作者：李贝河北工程大学

学位级别：硕士

本试验以城市污水处理厂二级出水为研究对象，通过对二级出水水质的分析，采用深度处理组合工艺以去除污染物达到景观回用水标准。试验过程中，通过对比试验，确定了最佳组合工艺“混凝沉淀—O—生物砂滤—GAC”;同时分析了温度、pH值... 详细信息

本试验以城市污水处理厂二级出水为研究对象，通过对二级出水水质的分析，采用深度处理组合工艺以去除污染物达到景观回用水标准。试验过程中，通过对比试验，确定了最佳组合工艺“混凝沉淀—O—生物砂滤—GAC”;同时分析了温度、pH值、臭氧投加量在不同进水水质下的变化，以及考察不同水力负荷、反冲洗方式及反冲洗强度、初始浓度等参数对工艺的影响，从而确定组合工艺的最佳运行参数，试验结果表明：本试验混凝剂采用聚合氯化铝(PAC)，通过烧杯试验确定最佳投药量为75mg/L时，混凝沉淀对二级出水污染物的去除达到最佳效果。在自然挂膜期间，生物砂滤对NH-N、CODMn、浊度的去除率分别为80%、15%、80%时达到稳定，挂膜时间为12天。分别对臭氧前置与后置、普通砂滤与生物砂滤进行对比试验研究。分析得出臭氧前置组合工艺对水中有机物的降解效能优于臭氧后置组合工艺;生物砂滤组合工艺对水中有机物的降解效能优于普通砂滤组合工艺。通过两组对比试验可以得出“混凝沉淀—O—生物砂滤—GAC”为处理二级出水最佳组合工艺。研究了水温、pH值、反冲洗、臭氧投加量、进水初始浓度以及水力负荷等试验条件对组合工艺除污效能的影响。当组合工艺控制生物砂滤水力负荷为6m3/(m·h)，臭氧投加量为3mg/L，初始CODMn浓度为11mg/L，初始NH-N浓度为15.64mg/L时可以取得较好的处理效果。此外，生物砂滤反冲洗采用气水联合反冲洗方式：单独气冲强度为14L/(m·s)、单独气冲时间为4min;混合冲洗时气冲强度为12L/(m·s)、水冲强度为8L/(m·s)，混合冲洗时间为6min;单独水冲强度为12L/(m·s)、水冲时间为5min。组合工艺控制活性炭水力负荷为5m3/(m·h)，反冲洗采用先气洗后水洗方式：单独气冲强度为4L/(m·s)，单独气冲时间为2min;单独水冲强度为80L/(m·s)，单独水冲时间为3min。在此运行条件下，“混凝沉淀—O—生物砂滤—GAC”组合工艺对二级出水中的CODMn、色度、NH-N、TN的平均去除率分别为52.39%、72.44%、93.9%、40.95%，工艺出水平均值分别为5.17mg/L、7.4NTU、2.72mg/L、13.40mg/L，出水水质符合《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB/T18921-2002)。

关键词：二级出水深度处理混凝沉淀—O3—生物砂滤—GAC 景观回用

再生水补水型河道水质及生态效应评价——以青岛市李村河为例

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再生水补水型河道水质及生态效应评价——以青岛市李村河为例

作者：羊坤青岛理工大学

学位级别：硕士

再生水作为缺水型城市的“第二水源”,被广泛用于城市河道的生态补给,而再生水在经过污水厂处理后,其中残留的有毒有害物质会使被补给河流存在一定的潜在生态效应。因此,针对再生水补水水体的水质生态效应评价尤为重要。本文以青岛市李... 详细信息

再生水作为缺水型城市的“第二水源”,被广泛用于城市河道的生态补给,而再生水在经过污水厂处理后,其中残留的有毒有害物质会使被补给河流存在一定的潜在生态效应。因此,针对再生水补水水体的水质生态效应评价尤为重要。本文以青岛市李村河再生水补水河段作为研究对象,对李村河12项水质指标进行监测,并结合主成分分析法及水质标识指数法综合分析李村河水质变化规律;同时,基于细菌-藻类-鱼食物链营养等级,利用发光菌、小球藻和斑马鱼胚胎作为受试生物,开展基于物种敏感度分布曲线的生态效应评价,以期为再生水的河道补给提供参考。李村河再生水补水河段水质分析结果表明,再生水出水水质全年较为稳定,再生水的补给对上游来水中氨氮、总磷、化学需氧量指标有一定的稀释作用,但会增加河道中总氮的浓度。受丰水期地表径流影响,夏季氨氮、总磷、化学需氧量浓度均高于其他季节,总氮浓度变化幅度较小;枯水期氨氮浓度较低,且河流沿程变化幅度较小,总磷及化学需氧量则呈现上游来水及蓄水区浓度较高,生态溪流区浓度较低的变化规律。主成分分析法分析结果表明,李村河总体水质状况受再生水补给及河流上游来水中的氮磷营养元素影响较大;水质标识指数法分析结果表明,河流总体水质等级处于良好等级,冬季枯水期河道沿程综合水质状况变化较小;夏季丰水期在河流蓄水区会出现水质等级下降的现象,导致各监测断面的年综合水质状况从从上游到下游呈现水质变差的趋势。基于不同营养级生物的生态效应测试结果表明,再生水对三种受试生物均表现出一定生物抑制作用,抑制敏感度均为斑马鱼胚胎>发光细菌>小球藻。河道沿程生态效应测试分析结果表明,再生水补给口处,河道对生物的抑制效应有所升高,但经过上游来水稀释及生态溪流区湿地净化后,生物抑制效应得到削减,最大削减率为46%。此外,整条监测河道内,存在人工铺设的硬化底基,该处水深最浅,其生物抑制作用也最小,水质安全分级法结果表明再生水补给河道总体水质安全等级较高,最低安全等级为B级。根据生物效应实验结果进行分析,结果表明,再生水及河道各断面对高营养级生物均具有较高生态影响水平,其中再生水对消费者的最高影响水平为6.38%,对低营养级分解者及生产者的生态影响较低,两者均处于以保护95%物种为目标的生态影响限值以下;综合考虑李村河、张村河上游来水水质状况和河流季节性流量变化的影响,可在丰水期将以保护95%物种为目标的污染物限值放宽至保护90%物种,据此再生水补水对李村河中下游造成的生态影响处于较低水平。

关键词：再生水景观回用生态补水水质安全生态风险