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专家为您讲解污水再利用过程中病原微生物如何控制

北极星环保网来源:《水工业市场》2017/4/21 14:08:52我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:污水再生 污水处理 再生水

北极星环保网讯:2017年4月13-15日,由中国国际贸易促进委员会建设行业分会主办,《水工业市场》杂志承办的“2017(第12届)水处理行业热点技术论坛”在京召开(详情:“2017(第12届)水处理行业热点技术论坛”在京隆重揭幕),北京排水集团科技研发中心主任助理李魁晓在会上做了主题报告,报告主要围绕再生水微生物安全保障技术研究、检测方法对微生物风险影响研究等内容展开。

再生水

北京城市排水集团有限责任公司科技研发中心主任助理 李魁晓

李魁晓毕业于中国科学院生态环境研究中心。现任北京城市排水集团有限责任公司科技研发中心主任助理,技术主管。主要从事污水再生利用技术及水质安全保障相关研究。主持和参与自然科学基金3项,国家高技术研究发展计划(863计划)2项,水体污染控制与治理科技重大专项1项。

在中外文核心期刊和学术会议上发表论文20余篇,获得北京市科学技术二等奖1次,北京水务科学技术一等奖2次,获得授权专利23项,其中发明专利8项。参与编写了住房与城乡建设部发布的“城镇污水再生利用指南”,作为第一编写人完成了CJJ252-2016《城镇污水再生利用设施运行、维护与安全技术规程》的编写工作。

北京排水集团科技研发中心主任助理李魁晓带来题目为《污水再生利用过程微生物安全保障技术研究》的报告。

报告分为三个部分:研究背景、再生水微生物安全保障技术研究、检测方法对微生物风险影响研究。

再生水

一、研究背景

标准污水处理流程包括一级处理、二级处理,传统二级处理很少有消毒手段,基本以再生水的形式直接排河。由于污水来源组成复杂,含有大量损害人体健康的成分,因此,消毒工艺单元是保障污水再生及安全利用必不可少的环节。

再生水

影响再生水安全因素有两个,一是有机物,它的毒性相对来说是慢性的、长期的。另外一部分是病原微生物,会对人体健康造成直接危害。病原微生物控制,包括细菌、病毒、原生动物、寄生虫这四类。平时我们主要监测和研究的是细菌,比如大肠杆菌。目前,国内再生水卫生学安全指标中,杂用水质要求最高,要求总大肠菌群小于3CFU/L,这个标准在全世界范围内都是最严格的。

二、再生水微生物安全保障技术研究

再生水消毒方法主要包括氯消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒、紫外线消毒等。这些方法虽能杀灭常见病原微生物,但无法对部分具有抗性的病原微生物进行有效消毒。现有饮用水消毒工艺研究表明,部分组合消毒工艺对抗性病原微生物的灭活效果明显高于单一技术,但其研究内容还较少。本次报告即针对几类常见消毒手段对病原微生物的灭活效果进行了研究分析。

再生水

臭氧氧化工艺是基本所有再生水厂都采用的消毒方法,同时可与有机物和病原微生物反应。对于需要通过管道输送再生水的非现场回用情况,次氯酸钠消毒是最主流的方式,同时能够有效改善后续构筑物中藻类、菌的繁殖。因此这两种消毒方式是主要的研究对象。

报告选取了目前北京市主流的几种处理工艺:CS-SF传统处理工艺、MBR、UF。分析在不同消毒试验中三种工艺的微生物指标情况。

1.臭氧消毒试验。试验表明,在臭氧量达到到6mg/L时,三种处理工艺的指标都达到了城市污水再生利用地下水回灌水质标准(GB/T19772-2005)。但这种量的臭氧,也意味着成本达到了0.08元/吨,因此纯臭氧消毒的成本核算有待于进一步考虑。

2.次氯酸钠消毒试验。试验表明,次氯酸钠氧化性没有臭氧强,但它的作用点主要在与微生物发生有机化学反应,所以脱色速度快,效率高于臭氧消毒。但当在有效投氯量上加1mg/L时,由于有些病原微生物有了耐氯性,消毒效率减缓。

3.联合消毒。该试验模拟目前水厂现状,臭氧脱色之后进入消毒工艺,使不同工艺出水达到同样指标。结果表明:MBR有效投氯量为1mg/L,CS-SF有效投氯量2mg/L,UF有效投氯量3mg/L。经研究发现,由于MBR有一个致密生物层,因此在不考虑膜破损情况下,余氯消耗量优于其他两种。

同时,研究还针对次氯酸钠消毒试验和联合消毒试验的消毒副产物(主要是针对三氯甲烷)进行了对比分析。结果表明:联合消毒溴代消毒副产物比例升高,但TCM仍占THMs50%以上。次氯酸钠消毒TCM始终占THMs75%以上,THMs以卤代消毒副产物(TCM)为主。

三、检测方法对微生物风险影响研究

污水再生处理利用过程中,部分病原菌在消毒剂压力条件下,可进入具有活性但不可培养(VBNC)状态,处于VBNC状态的病原菌丧失了在传统培养基上生长繁殖能力,采用常规培养检测法无法检出,但仍保留原有的代谢活性、致病性,并可在再生水贮存、输送、使用过程中复活、繁殖。因此,针对该状态病原菌检测也十分重要。

研究利用了三种方法:基于可培养性的培养法、基于细胞完整性的PMA-qPCR方法以及一种逆转录活性法。试验结果表明:1、VBNC状态菌的存在可能导致基于传统检测方法的风险评估值偏低。2、分子生物学的检测方法更好的反应出水中病原微生物浓度水平。

(本文为《水工业市场》根据李魁晓在“2017(第12届)水处理行业热点技术论坛”讲话整理。)

延伸阅读:

城市污水处理厂再生水回用工艺的研究

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