三、我国再生水安全评价研究
1、再生水中病原微生物研究
病原微生物是再生水回用中对人体健康直接影响最大的污染源。我们对不同污水厂出水水样的病原微生物进行了分析,主要选取了几个指示性的微生物,包括总大肠菌群、粪大肠菌群、沙门氏菌、E.coli O157,发现再生水厂进水均有不同程度的肠道病原菌(总大肠菌群、粪大肠菌群、沙门氏菌、E.coli O157等)的检出,经过再生水工艺及不同的消毒方式处理后基本上达到了相应的国家标准。样品检测数据见表1。从表中可以看出,再生水进水均检出“两虫”,但经过再生水处理工艺后,两虫检出均为零或1,表明现有再生水工艺可以有效地控制两虫的风险。
2、不同处理工艺安全性评价研究
由于再生水厂很多,并采用不同的处理工艺,有臭氧工艺、混凝沉淀砂滤工艺及二者相结合的工艺,需要对不同工艺处理的出水进行生物安全评价,主要评价参数包括:RAR诱导活性、遗传毒性、鱼卵孵化率、急性生物毒性,各项评价结果分别见图5、图6、图7、图8。通过比较试验可以得出以下结论:
(1)RO能有效去除二级水中绝大多数有机污染物从而导致出水的生物毒性降低至空白水平。
(2)超滤和混凝沉淀砂滤工艺对生物毒性的去除效果相当;加氯处理能够明显提高出水的急性生物毒性。
(3)臭氧能有效去除二级出水中的遗传毒性,RAR诱导活性和急性生物毒性,但高剂量臭氧氧化过程中产生的醛类副产物对鱼卵成功孵化具有显著的抑制作用,建议臭氧出水后续进行生物处理。
3、臭氧氧化再生水处理工艺研究
(1)对病原微生物及色度的去除
通过对上述几种处理工艺的比较,发现臭氧对各项指数的去除有一定的效果,因此专门对臭氧氧化工艺在病原微生物、色度方面进行了比较研究(见图9、图10),并得出以下研究结论:
①由于臭氧的氧化反应具有很强的选择性,主要是不饱和键的反应。因此,臭氧对色度的去除效果非常明显,当投加量达到2mg/L后色度就在5度以下。
②臭氧氧化对所有的荧光物质都具有较好的去除效果。
③Humic acid及Fulvic acid(棕黄色)在原水中含量较高,经过臭氧化后得到很好的去除。
(2)对嗅味的去除
臭氧工艺对嗅味的去除也有很好的效果,嗅味层次分析(FPA)见表2,感官气象色谱分析(SGC)见表3。
表2
表3
(3)对磺胺类及土霉素类抗生素的影响
由于大量过期药品不经处理倒入下水道,以及人体服用抗生素后排泄,导致污水处理厂的进水中抗生素含量大幅提高,经试验表明,再生水中抗生素根据种类不同浓度从几十到几百ng/L。臭氧化过程对抗生素类有机物具有较好的去除效率,3mg/L的臭氧投加量在出水中基本检不出抗生素(见图11)。
图11
四、结论与建议
1、目前再生水处理工艺出水中指示性病原微生物能够达到现行水质标准的要求。
2、臭氧氧化处理工艺不仅对毒害有机物具有较高的去除效率,而且对感官指标有较好的改善。
3、再生水安全性的保证是污水回用的前提,去除可能造成长期健康和环境影响的成分,建立我国保护水生生物的水质基准是当前的主要目标。
4、应当以安全保障为目标进行污水再生处理工艺优化及新工艺开发。