小型医疗机构污水处理设备

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为了降低污泥利用时有害重金属的影响,目前常采用有机酸和螯合剂EDTA等对污泥重金属进行化学淋洗去除.化学淋洗虽然能将污泥中生物可利用态或可迁移态除去,但污泥在种植利用过程中仍会存在浸出毒性风险,危害生态环境.因此，本研究针对广州市不同类型城市污水处理污泥，考察了污泥中重金属含量、 存在形态及其潜在生态危害风险; 分析了污泥中重金属生物可利用态去除前后重金属浸出毒性风险的变化，以期为城市污水处理污泥的无害化处置和资源化利用提供了科学依据.
       好氧颗粒污泥是废水生物处理中的一种新技术. 与目前普遍使用的活性污泥法中的活性污泥絮体相比，好氧颗粒污泥优势在于活性污泥絮体在一定条件下生长成为颗粒，在水中沉降速度远大于活性污泥絮体，因此，采用好氧颗粒污泥处理废水，曝气池中生物浓度可大大提高，沉淀时间则可大大缩短. 普通活性污泥法曝气池中活性污泥浓度约为3000 mg ·L-1，沉淀时间30 min到2 h. 而采用好氧颗粒污泥技术，曝气池中污泥浓度可达10000～14000 mg ·L-1，沉淀时间只需1~3 min. 与普遍应用于处理高浓度废水及难降解废水的厌氧颗粒污泥相比，好氧颗粒污泥的培养时间约为1个星期到1个月，远小于厌氧颗粒污泥启动时间6个月. 因此，好氧颗粒污泥技术有望为当今污水生物处理技术带来突破性的进展.

　　但是，有关好氧污泥颗粒化的研究时间尚短，人们对好氧颗粒污泥的形成过程、 形成机制、 各种环境因素对好氧颗粒污泥的影响及颗粒污泥微生物学等，还缺乏深入的研究. 另外，有关好氧颗粒污泥的研究中，大部分是在实验室规模下、 采用较高有机物浓度的人工配水(如葡萄糖等)作为基质，较少利用低有机物浓度的城镇生活废水培养好氧颗粒污泥. 另一方面，城镇生活废水中含有各类污染物，COD含量较低，通常小于200 mg ·L-1. 目前这类废水的处理多采用传统活性污泥法，废水的处理效果较好，但传统活性污泥法处理系统普遍占地面积大，建设成本高，剩余污泥量大，运行费用高，而且容易发生污泥膨胀.小型医疗机构污水处理设备

      污水处理过程中产生的污泥,是多种菌胶团与其吸附的有机和无机物组成的集合体.随着我国城市污水处理率的不断提高,污泥的产量也随之不断增大. 到2010年底,全国城镇污水处理量有343亿m3,每年产出的脱水污泥接近2200万t,其中有80%未得到处理.大量来自生活和工业生产的重金属在污水处理过程中,50%～80%以上会通过吸附或沉淀而转移浓缩到污泥中.由于污泥中含有大量的有机质和养分元素,污泥种植利用成为一种成本效益的处置方法.然而,污泥在种植利用过程中,可迁移重金属会释放进入生态环境，重金属生物可利用部分会被植物吸收利用,对生态环境和人体健康造成危害风险.而且,由于污泥长期暴露在环境中,重金属元素的不稳定形态(如可迁移的酸溶态、 还原态、 氧化态等)会逐渐释放进入环境介质,致使重金属在污泥作为种植泥质利用时会产生生态危害风险.污泥中重金属的生物可利用性、 存在形态及其生态危害风险程度限制其大规模土地利用.

市政污水(municipal wastewater)是指城镇居民生活污水，机关、 学校、 医院、 商业服务机构及各种公共设施排水，以及允许排入城镇污水收集系统的工业废水和初期雨水等. 虽然市政污水中生活污水占据相当数量，但与生活污水(domestic wastewater)并不*等同，工业废水的汇入，增加了市政污水的生态风险. 与此同时，市政污水排放量大，与毒性相对较大的工业废水相比，管理控制难度更大.

　　市政污水由于来源复杂，常含有大量难降解物质，如目前受到广泛关注的医药品及个人护理用品 (pharmaceuticals and personal care products，PPCPs)和内分泌干扰物(endocrine disrupting chemicals，EDCs)等，尽管这些污染物在水中浓度低，但往往毒性危害大，易生物积累，有的还具有“三致效应”. 污水处理厂出水可能在达到现行环境标准常规指标要求的同时，对此类物质的削减效果不佳. 这些物质一旦进入到环境中，会影响各级生物的正常生长、 繁殖，导致生态系统结构和功能的损伤，对于回用于与人直接接触、 农业灌溉、 水产养殖的污水的深度处理工艺前后的毒性变化也应进行监测.

　　市政污水中主要的污染物是有机物，尤其是溶解性有机物(dissolved organic matter， DOM). 一般认为，水体中能通过孔径为0.45 μm滤膜的有机物即为溶解性有机物. DOM不仅可能造成水体缺氧水质恶化，它还是水体中微污染物的潜在载体，是消毒副产物的主要前驱物，自身又可能成为微污染物，因此，成为污水毒性的主要来源. 一些的分析方法，如核磁共振(nuclear magnetic resonance，NMR)、 气相色谱质谱联用(gas chromatography mass spectrometry， GC/MS)、 傅里叶转换红外(fourier transform infrared spectroscopy， FTIR)及高效液相(high performance liquid chromatography，HPLC)等已被用来对污水中有机物进行分析，但利用这些技术对污水中溶解性有机物进行扫描式的鉴别分析，需要花费大量的时间、 经费及人力. 针对污水中的溶解性有机物进行物理化学性质——分子量分布及荧光特性表征，省时省力，进一步分析其与毒性的相关性，有针对性地强化去除毒性较大的那部分物质，对节约污水处理成本，提高出水安全性具有重要意义.

目前，超滤膜法对污水DOM分子量进行表征已趋于成熟，简单易操作，并能得到大量的分离水样，用作进一步的分析. 三维荧光光谱法(three dimensional excitation-emission fluorescence spectra， 3D-EEM)对DOM荧光性质进行表征是近年来广泛用于研究DOM荧光性质的一种分析技术，同时也是一种新型的水质分析方法. 三维光谱图中荧光峰的位置可定性指示荧光物质的类型和性质，荧光光谱以水中各类有机物的特征荧光强度之和表示水中荧光类有机物的综合含量，以特征荧光峰中心zui大荧光强度作为表征水中某类溶解性有机物含量的指标，与传统表征有机物含量的水质参数相比，不仅能反映有机物的浓度，同时还可以提供有机物组成成分的信息. 发光细菌毒性测试法，是zui常用的微生物毒性测试方法，因其*的生理特性，与现代光电检检测手段*匹配的特点而备受关注. 中国、 美国现都已将发光细菌毒性测试法作为水质急性毒性测试的标准方法，并发布了一系列的标准，具有快速、 灵敏的特点.

针对污水DOM，上述3个方面的研究工作国内外都已有报道，并取得了一定成果，但是，将分子量分布及荧光特性等理化性质与毒性结合起来，并在此基础之上有的放矢地对污水进行处理的研究还很鲜见. 本研究综合采用超滤膜法、 三维荧光光谱法及发光菌毒性测试技术，分析了实验室污水处理装置(A/DAT-IAT工艺)处理市政污水过程中DOM的相对分子质量分布、 荧光特性及毒性变化趋势，以了解不同相对分子质量DOM在污水处理系统中的迁移转化行为，及市政污水常规指标与毒性指标去除的相关性，以期为基于生态安全的污水处理工艺的选择提供依据.

氮、 磷污染已成为破坏水体环境的主要因素之一(如水体富营养化)，生物脱氮除磷越来越受到人们的重视. 在常规污水生物处理系统中，由于脱氮与除磷之间存在矛盾，常采用化学法辅助除磷(通过投加铁盐和铝盐出水TP含量在0.02 mg ·L-1以下); 而脱氮由于受温度、 DO、 pH值等因素的影响难以达到稳定的脱氮效果.

　　好氧颗粒污泥具有优异的沉降性能、 较高的微生物浓度和良好的抗冲击负荷能力. 有研究发现，颗粒污泥一定的粒径和紧密结构导致DO在污泥内部传质时形成好氧区/缺氧区/厌氧区从而有利于系统同步脱氮除磷. Kerrn-Jespersen等发现PAOs具有反硝化聚磷能力，它以NO-x(NO-2+NO-3)代替氧作为电子受体同步去除N和P，可以有效节约碳源和能源，反应器形成NO-x是反硝化聚磷的重要步骤. 如果系统中存在反硝化聚磷菌，反应器吸磷过程中可以减缓硝酸盐存在对聚磷菌活性的影响; 如果反硝化聚磷菌不存在，在脱氮除磷颗粒污泥中好氧段硝酸盐将对好氧吸磷产生影响.

　　同步硝化反硝化(simultaneous nitrification and denitrification, SND)作用是使在污泥外部好氧区形成的NO-x，通过内层缺氧区反硝化作用降低从而减少主体溶液中NO-x(NO-2+NO-3)的积累(NO-x不积累可以降低其对聚磷菌活性的影响). 因此，污泥内部形成稳定性的好氧区/缺氧区是影响系统脱氮效果的关键. 在较低DO下硝化菌活性受到抑制，在较高DO下反硝化菌受到抑制，因此在好氧池中DO对脱氮影响很大. 文献指出，当DO浓度为0.5 mg ·L-1时，系统可以获得良好的同步硝化反硝化脱氮效果.

　　利用好氧颗粒污泥进行脱氮除磷研究近年来取得了较大进展，但少有人系统研究脱氮除磷颗粒污泥的硝化反硝化特性. 因此，笔者以好氧/厌氧交替运行的SBR反应器培养的脱氮除磷颗粒污泥为研究对象，采取一定的手段对颗粒污泥反应器的N、 P历时去除效果、 硝化及反硝化反应特性等进行研究，并通过N的平衡细致分析脱氮除磷反应过程中N的去除走向，丰富了颗粒污泥进行脱氮除磷研究.
     

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