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。     

固定在活性炭聚砜中空纤维膜中的Pseudomonas putida菌对四氯苯酚的共代谢降解

以苯酚-四氯苯酚共代谢体系为对象,研究了中空纤维聚砜膜作为细菌固定化材料对该共代谢过程的强化作用.结果表明,该膜具有内、中、外3层的结构,Pseudomonas putida菌可被固定在膜的表面和中间层;固定化后,细菌对高浓度有毒底物的忍受限度增强,从而得以持续生长,并在29 h内将600 mg/L和120 mg/L的苯酚和四氯苯酚完全降解.在膜的制作过程中添加了一定量的活性炭后,发现膜对苯酚和四氯苯酚的吸附能力增强,同时结构上更疏松,对四氯苯酚的降解效率得到了提高.固定在活性碳中空纤维膜中的Pseudomonas putida可以将1 000 mg/L和200 mg/L的苯酚和四氯苯酚在51 h内完全降解,比不加活性炭的情况缩短了37 h,中空纤维膜可以连续多次使用,对相同浓度的四氯苯酚的降解速度保持稳定.     

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。     

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.     

投加化学药剂改善城市黑臭河流水质的研究

该研究通过投加化学药剂比选、药剂投加浓度和投加方式优化试验,考察了投加化学药剂对城市黑臭河流水质的改善效果和适用性。结果表明,投加过氧化钙能够快速提高水体溶解氧含量,同时降低水体总磷含量。在该试验条件下,投加400 mg/L的过氧化钙后水中的溶解氧迅速升高,但1天后即恢复到投加前水平。由于投加过氧化钙增氧的成本相对较高,并且水体流动性会影响过氧化钙的增氧效果,投加过氧化钙方法仅适用于对封闭的污染水体进行快速增氧和修复。     

石化废水生化处理前后抗雌激素活性的变化

以某企业的石化废水处理工艺为对象,利用固相萃取-双杂交酵母法,对混入和未混入苯胺废水2种典型工况下进、出水的抗雌激素活性进行了研究,以了解不同性质废水的混合处理对石化废水抗雌激素活性的影响规律. 结果表明,现有的废水处理系统能有效降低有机物浓度,2种典型工况下溶解性有机碳(DOC)的去除率分别可达72%和74%,但生成了更具抗雌激素活性的物质. 在混入苯胺废水的工况下,出水的抗雌激素活性显著高于进水,为进水的2.8倍. 进一步研究废水中不同组分的抗雌激素活性发现,苯胺废水中的疏水性物质是导致出水抗雌激素活性升高的主要原因.      

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%.     

厌氧-缺氧-好氧处理出水中溶解性有机物组分的特征分析

本研究利用XAD-8大孔树脂对某城市污水处理厂的厌氧-缺氧-好氧(A2O)工艺出水中的溶解性有机物进行了组分分离,分析了各组分的溶解性有机碳(Dissolved organic carbon,DOC)、紫外-可见光谱和遗传毒性.结果表明,污水中亲水性物质和疏水酸性物质的DOC含量分别占总DOC含量的65%和24%.亲水性物质组分中的芳香族化合物含量显著高于其它组分,但是单位质量的亲水性物质、疏水酸性物质和疏水碱性物质中的芳香族化合物含量相近.污水具有一定的遗传毒性,主要遗传毒性物质为亲水性物质和疏水酸性物质,而疏水碱性物质和疏水中性物质则未检出遗传毒性.     

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。     

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.