城市污水中新兴微量有机污染物控制目标与再生处理技术 被引量：10

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作者 王文龙 吴乾元 +4 位作者 杜烨 黄南 陆韻 魏东斌 胡洪营 《环境科学研究》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1672-1678,共7页

城市污水再生利用是缓解城市缺水问题和改善城市水环境质量的重要方法,其前提是水质安全保障.城市污水中近年来不断检出新兴微量有机污染物(trace organic contaminants,TOrCs),如抗生素、全氟化合物、雌激素等,是再生水水质安全的重要... 城市污水再生利用是缓解城市缺水问题和改善城市水环境质量的重要方法,其前提是水质安全保障.城市污水中近年来不断检出新兴微量有机污染物(trace organic contaminants,TOrCs),如抗生素、全氟化合物、雌激素等,是再生水水质安全的重要威胁.针对城市污水再生深度处理需明确新兴TOrCs控制目标和处理技术的需求,系统比较了欧盟、美国、澳大利亚等再生水利用先行国家和地区在TOrCs控制目标、指南、规范、技术与工艺管理等方面的研究和实践进展.结果表明,由于TOrCs浓度低且种类多,TOrCs被分为高风险TOrCs和指示性TOrCs.美国加州地区和澳大利亚根据风险水平和检出水平分别提出了高风险TOrCs和指示性TOrCs种类清单和浓度限值,然而该清单中的TOrCs种类和浓度限值尚未列入强制标准或规范.针对再生水TOrCs风险控制需求,瑞士、美国加州等提出了多级屏障再生水处理工艺.瑞士提出,城市污水深度处理对卡马西平等药品类TOrCs去除率应大于80%,美国加州规定补充饮用水源的再生水深度处理应去除69%以上的1,4-二恶烷.此外,TOrCs控制高度依赖重源头控污(工业废水阻断)、单元协同、在线监控反馈与实时优化等全流程安全保障措施.随着我国再生水用量持续增加,用途不断拓展,亟需制定针对性强、现实可行的TOrCs控制指南和规范,包括明确高风险和指示性TOrCs,推动多级屏障再生水深度处理工艺,以TOrCs去除率为深度处理目标. 展开更多

关键词 微量有机污染物 城市污水 再生水 控制目标 处理技术

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系统工程视野下的再生水饮用回用安全保障体系构建 被引量：19

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作者 胡洪营 杜烨 +4 位作者 吴乾元 陈卓 杨宏伟 陆韻 李魁晓 《环境科学研究》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期1163-1173,共11页

再生水是就地可取、稳定可靠的城市第二水源.再生水饮用回用(补充水源)技术经济性可行,是解决城市缺水问题的重要途径和构建可持续水循环系统的重要组成部分.作为具有复杂系统特征的非传统供水工程,再生水饮用回用的关键是保障水质安全... 再生水是就地可取、稳定可靠的城市第二水源.再生水饮用回用(补充水源)技术经济性可行,是解决城市缺水问题的重要途径和构建可持续水循环系统的重要组成部分.作为具有复杂系统特征的非传统供水工程,再生水饮用回用的关键是保障水质安全稳定和系统可靠高效运行,因此需要构建包括水质安全管理、健康风险评价和多重屏障工程措施在内的安全保障体系.水质安全管理方面需建设包括制订科学的饮用回用水质标准和再生水处理工艺要求,建立针对再生水处理工艺和饮用回用全系统的危害分析关键控制点管理(HACCP)体系,并加强水质安全监管和认证.健康风险评价方面需开展全方位、统筹性和持续性的化学污染物和微生物风险评价方法.工程措施方面需建设包括源头控制、再生水厂净化、环境缓冲和饮用水厂净化在内的多重屏障系统,以确保水质安全.在多重屏障系统中,再生水厂是保障饮用回用水质安全的核心环节,"反渗透-高级氧化"和"臭氧-生物活性炭"是再生水处理的可行工艺.今后需深入、持续开展新兴高风险污染物控制技术、再生水环境储存和饮用回用模式等方面的研究. 展开更多

关键词 再生水饮用回用 再生水补充水源 危害分析关键控制点(HACCP) 多重屏障系统 再生水处理工艺

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污水特质(水征)评价及其在污水再生处理工艺研究中的应用 被引量：14

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作者 胡洪营 吴乾元 +4 位作者 吴光学 孙迎雪 杨宏伟 巫寅虎 王文龙 《环境科学研究》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期725-733,共9页

近年来,在污水高标准处理研究和工程实践中,发现和遇到越来越多的现有常规水质指标、工艺理论和技术知识等难以解释的新现象和难以解决的新问题.以逐步建立水质复杂体系研究理论和方法体系,构筑科学、有效的污水处理风险管理和安全保障... 近年来,在污水高标准处理研究和工程实践中,发现和遇到越来越多的现有常规水质指标、工艺理论和技术知识等难以解释的新现象和难以解决的新问题.以逐步建立水质复杂体系研究理论和方法体系,构筑科学、有效的污水处理风险管理和安全保障管理系统为目标,介绍了污水的复杂体系特征,阐述了污水高标准处理中工艺设计、运行和诊断面临系统理论方法缺失的问题及其根源,提出了可有效支撑污水工艺研究的污水特质,即"水征(water feature)"的概念.通过分析污水中污染物的浓度水平、组分特征、安全性和稳定性及其时空变化,定义了水征"四维度"内涵,即污染物污染程度、组分特征、毒害效应和转化潜势等4个维度.研究和实践案例表明,水征能有效支撑水质安全评价、处理特性预测、处理工艺设计和工艺诊断优化等.在以水环境质量改善和环境风险控制为目标的污水高标准处理新阶段,基于水征研究,发展高效处理工艺、构筑科学有效的风险管理和安全保障体系尤为重要.今后需深入、持续开展污水处理中水征指标评价方法与理论体系、水征与污染物处理关键技术开发与工艺优化、水征与风险评价管理等方面的研究. 展开更多

关键词 水质评价 污水特质 水征 污水工艺设计 工艺诊断与优化

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双波长紫外线(VUV UV)对有机污染物强化去除特性与原理 被引量：7

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作者 邵婉婷 王文龙 +4 位作者 杜烨 吴乾元 何志明 付志敏 胡洪营 《环境科学研究》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1397-1406,共10页

随着高透石英管壁、汞齐合金和供电电流技术的发展,可同时发射185 nm VUV(Vacuum UV,真空紫外线)和254 nm UV的双波长紫外线新型光源在水处理领域受到广泛关注. VUV/UV可直接活化水分子生成强氧化性自由基和次生氧化剂H2O2等,强化水中... 随着高透石英管壁、汞齐合金和供电电流技术的发展,可同时发射185 nm VUV(Vacuum UV,真空紫外线)和254 nm UV的双波长紫外线新型光源在水处理领域受到广泛关注. VUV/UV可直接活化水分子生成强氧化性自由基和次生氧化剂H2O2等,强化水中有机污染物的去除,是一种绿色环保的高级氧化技术,近年来在饮用水和污水再生处理、超纯水制备领域备受关注.为掌握双波长紫外线的最新进展和发展趋势,该文系统说明了VUV/UV高级氧化的原理,总结了典型VUV/UV降解有机污染物的研究,深入讨论了污染物结构及pH、阴离子和溶解性有机物等水质条件对VUV/UV氧化效率的影响规律.结果表明:(1)VUV/UV能直接裂解水分子生成强自由基,也能活化次生氧化剂H2O2间接生成强氧化性自由基;(2)VUV/UV显著强化难降解有机污染物的去除率,去除速率是UV直接光解的2.0~19.3倍;(3)pH影响VUV/UV生成及利用·OH的效率,改变污染物化学形态和降解速率,对水质基质产生影响;(4)硝酸根、碳酸根、卤素等无机阴离子通过竞争吸收紫外线,消耗强氧化性自由基等方式抑制VUV/UV对污染物的降解效率.随着我国在饮用水、污水再生深度处理中对难降解、高风险有机污染物的去除需求不断增加,亟需明确VUV/UV未来的研究方向,包括研究VUV/UV直接/间接氧化机制,优化水力流态和反应器设计等. 展开更多

关键词 真空紫外线(VUV) 难降解有机污染物 再生水 深度处理 高级氧化

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世界卫生组织《再生水饮用回用:安全饮用水生产指南》解读 被引量：7

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作者 陈卓 吴乾元 +5 位作者 杜烨 孙艳 陆韻 杨宏伟 刘书明 胡洪营 《给水排水》 CSCD 北大核心 2018年第6期7-12,共6页

面对世界各地日益增长的再生水饮用回用研究、实践和发展需求,世界卫生组织(WHO)于2017年8月首次发布了《再生水饮用回用:安全饮用水生产指南》,旨在为各国开展再生水饮用回用规划、设计、运行、管理和系统评价等工作提供技术指导,逐步... 面对世界各地日益增长的再生水饮用回用研究、实践和发展需求,世界卫生组织(WHO)于2017年8月首次发布了《再生水饮用回用:安全饮用水生产指南》,旨在为各国开展再生水饮用回用规划、设计、运行、管理和系统评价等工作提供技术指导,逐步引导并规范再生水饮用回用的广泛、深入和可持续发展。指南从保障公众健康安全的角度,提出了再生水饮用回用管理原则、系统评价、管理方法及监管要求,强调了水回用系统全流程控制、多屏障水质安全保障等措施,并讨论了现有知识鸿沟和今后研究方向,为我国水回用行业开拓和扩展再生水利用途径提供重要指导和借鉴。 展开更多

关键词 再生水 饮用回用 饮用水安全框架 全流程控制 多屏障

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ISO《城镇集中式水回用系统设计指南》国际标准解读 被引量：5

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作者 陈卓 胡洪营 +3 位作者 吴光学 吴乾元 刘书明 文湘华 《给水排水》 CSCD 北大核心 2019年第3期139-144,共6页

面对世界各地日益增长的水回用研究、实践和发展需求,国际标准化组织(ISO)于2018年2月首次发布了《城镇集中式水回用系统设计指南》(ISO 20760-1:2018)。该标准是城镇水回用领域的首个基础性国际标准,以集中式水回用系统安全保障为目标... 面对世界各地日益增长的水回用研究、实践和发展需求,国际标准化组织(ISO)于2018年2月首次发布了《城镇集中式水回用系统设计指南》(ISO 20760-1:2018)。该标准是城镇水回用领域的首个基础性国际标准,以集中式水回用系统安全保障为目标,规定了集中式水回用系统设计原则和方法,阐释了水源、处理、储存、输配、监测等水回用关键环节的设计要求和关键水质指标,提出了集中式水回用系统4种利用模式,明确了处理工艺、管网输配和利用途径之间的关系。 展开更多

关键词 再生水 集中式 水回用系统 评价和质量管理 安全高效利用

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中国电子级超纯水自主化制备关键难题与解决思路 被引量：5

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作者 蔡涵颖 王文龙 +5 位作者 吴乾元 熊江磊 巫寅虎 黄南 王琦 胡洪营 《工业水处理》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1-6,共6页

电子级超纯水(Ultrapure water,UPW)是电子行业的基础性生产资料,需求量大且对水质要求极高[电阻率>18.2 MΩ·cm,TOC<5μg/L(以C计)]。随着中国电子行业自主化发展的要求,电子级超纯水需求量将持续增加,水质要求也将日趋严... 电子级超纯水(Ultrapure water,UPW)是电子行业的基础性生产资料,需求量大且对水质要求极高[电阻率>18.2 MΩ·cm,TOC<5μg/L(以C计)]。随着中国电子行业自主化发展的要求,电子级超纯水需求量将持续增加,水质要求也将日趋严格。然而,中国在电子级超纯水制备领域面临3大关键难题:(1)关键材料设备与技术工艺被国外厂商垄断;(2)水质标准体系与检测能力全面落后;(3)电子级超纯水的多样化供水水源导致反渗透产水中电中性小分子有机物浓度升高且组分更复杂,加剧了电子级超纯水的制备难度。为此,提出应加快国产核心材料设备与关键技术工艺的研发、试验与应用工作,建立水质指标先进标准体系及领先检测方法和平台,开发新型超高标准技术设备与工艺,以实现多样化水源生产的3条解决思路,支撑中国电子级超纯水自主化制备。 展开更多

关键词 电子制造 超纯水 自主化制备 超高标准处理

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城市水环境治理面临的课题与长效治理模式 被引量：47

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作者 胡洪营 孙迎雪 +3 位作者 陈卓 吴光学 李锋民 种云霄 《环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第10期6-15,共10页

在系统分析城市水环境特点、面临的突出问题及其成因的基础上,提出了水环境治理的基本措施和长效模式。城市水体是一个由物理环境、化学物质和水生生物共同组成的复杂生态系统,影响城市水体水质的关键要素包括环境条件、水力学特征、生... 在系统分析城市水环境特点、面临的突出问题及其成因的基础上,提出了水环境治理的基本措施和长效模式。城市水体是一个由物理环境、化学物质和水生生物共同组成的复杂生态系统,影响城市水体水质的关键要素包括环境条件、水力学特征、生态禀赋、污染物通量和补水退水等,关键过程主要有溶解氧补充与消耗过程、污染物迁移与转化过程和微藻生长繁殖与死亡过程等。通过总结分析水环境治理经验,以及在污染成因、水质目标、治理技术和治理方案等方面存在诸多误解和误区,提出了城市水环境治理的基本措施(截污控源、补水活水、生态修补、亲用促管)和生态耦联水循环模式。 展开更多

关键词 城市水环境 水质特征 水质目标 治理措施 生态耦联循环

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再生水生态利用安全保障需求与发展策略 被引量：1

9

作者 胡洪营 陆韻 +14 位作者 魏东斌 陈卓 巫寅虎 吴乾元 黄南 苑宝玲 徐明 王爱杰 刘贤伟 齐维晓 柏耀辉 梁斌 高淑红 张志勇 邹如森 《环境工程》 CAS CSCD 2024年第10期1-10,共10页

再生水生态利用可缓解水资源短缺和改善城市水生态环境。但是,目前还存在再生水的生态效应不清楚,相关水质指标体系和阈值确定方法不完善,深度处理工艺和生态缓冲区构建待优化,经济成本、节能降碳和环境效益缺乏统筹等关键问题。因此,... 再生水生态利用可缓解水资源短缺和改善城市水生态环境。但是,目前还存在再生水的生态效应不清楚,相关水质指标体系和阈值确定方法不完善,深度处理工艺和生态缓冲区构建待优化,经济成本、节能降碳和环境效益缺乏统筹等关键问题。因此,亟需建立快速评价水质生态安全的有效技术与方法,厘清再生水的生态效应,完善再生水水质标准的指标体系,建立体现环境特质的再生水水质安全阈值确定方法,开发新污染物和病原微生物等关键风险因子的绿色去除技术,明晰生态缓冲区构建原理和水质净化融合机制,建立再生水生态利用综合环境效益评价方法和再生水生态利用方案优化方法。 展开更多

关键词 再生水 生态利用 生态效应 风险因子 安全保障

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城市污水二级处理出水中不同种类PPCPs的臭氧氧化效果与机制研究 被引量：7

10

作者 牙柳丁 王文龙 +3 位作者 胡洪营 吴乾元 巫寅虎 陈卓 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第11期3868-3876,共9页

研究了臭氧氧化对城市污水二级处理出水中15种典型药品和个人护理品(PPCPs)的去除效果及O3分子氧化和·OH自由基氧化的贡献.结果表明,PPCPs的臭氧氧化去除效果与其亲核官能结构特性相关,芳香胺结构为主的PPCPs易降解,烷基胺结构为主... 研究了臭氧氧化对城市污水二级处理出水中15种典型药品和个人护理品(PPCPs)的去除效果及O3分子氧化和·OH自由基氧化的贡献.结果表明,PPCPs的臭氧氧化去除效果与其亲核官能结构特性相关,芳香胺结构为主的PPCPs易降解,烷基胺结构为主的PPCPs可部分降解,亲核特性较弱的双键为主的PPCPs难降解;在臭氧投加量为5.5 mg·L-1条件下,这3类PPCPs的去除率为分别为大于95%、57%~68%和39%~57%.臭氧氧化过程中,O3分子氧化和·OH自由基氧化均起重要作用.易降解PPCPs的氧化机制以O3分子氧化为主,贡献率为82%~91%;可降解和难降解PPCPs的氧化机制以·OH自由基氧化为主,贡献率分别为48%~71%和66%~94%.二级出水中臭氧氧化过程中,UVA254去除率可呈单线性或分段线性指示PPCPs的去除效率. 展开更多

关键词 城市污水 深度处理 臭氧氧化 药品和个人护理品 自由基 紫外吸光度

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城市污水再生处理中微量有机污染物控制的关键难题与解决思路 被引量：6

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作者 王文龙 吴乾元 +4 位作者 杜烨 黄南 陆韻 魏东斌 胡洪营 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期2573-2582,共10页

城市污水中的一些微量有机污染物(TOrCs)具有浓度低、风险高和去除难等特点,是污水再生处理研究的热点,但其控制面临"四难"问题.首先,TOrCs浓度低,其化学检测面临结构定性难和浓度定量误差大等问题;其次,TOrCs的风险评价结果... 城市污水中的一些微量有机污染物(TOrCs)具有浓度低、风险高和去除难等特点,是污水再生处理研究的热点,但其控制面临"四难"问题.首先,TOrCs浓度低,其化学检测面临结构定性难和浓度定量误差大等问题;其次,TOrCs的风险评价结果受评价物种、毒性终点等影响,优先控制TOrCs种类及浓度限值确定难;再次,TOrCs占总有机碳比例小于0.01%,其处理过程面临选择性弱和效率低难题;此外,城市污水中污染物组分复杂变化大,TOrCs处理工艺运行面临调控难及时、处理效率评价和管理困难等问题.针对以上难题,本文提出利用TOrCs非靶向筛查和"指纹图谱"克服TOrCs浓度检测和处理效率评价难题的新思路,发展去除能力标准、处理技术标准和替代性指标体系支撑TOrCs处理技术开发和工艺运行管理的新体系,指导TOrCs风险控制. 展开更多

关键词 再生水 微量有机污染物(TOrCs) 水质安全 深度处理 控制标准 环境风险

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污水再生利用微生物控制标准及其制定方法探讨 被引量：7

12

作者 陈卓 崔琦 +3 位作者 曹可凡 陆韻 巫寅虎 胡洪营 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期2558-2564,共7页

污水再生利用的关键是水质安全保障和风险控制.微生物风险是再生水安全利用过程中需要优先控制的重要问题.本文系统探讨了我国现行污水再生利用标准中的病原微生物控制要求,分析了基于病原微生物指示指标浓度控制的必要性与不足,提出了... 污水再生利用的关键是水质安全保障和风险控制.微生物风险是再生水安全利用过程中需要优先控制的重要问题.本文系统探讨了我国现行污水再生利用标准中的病原微生物控制要求,分析了基于病原微生物指示指标浓度控制的必要性与不足,提出了引入微生物去除能力保障控制的必要性,并详细介绍了其制定方法与保障措施.今后,需进一步深入探讨基于浓度控制与保障能力控制相结合的污水再生利用微生物控制方法,以期为我国再生水安全利用提供技术支撑. 展开更多

关键词 再生水 水质安全保障 微生物风险 浓度控制 保障能力控制

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再生水系统的可靠性:内涵及其保障措施 被引量：9

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作者 崔琦 陈卓 +6 位作者 李魁晓 时玉龙 巫寅虎 王文龙 吴乾元 吴光学 胡洪营 《环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第12期75-79,108,共6页

面对日益增长的社会经济可持续发展需求,污水再生利用已成为缓解水资源短缺和改善水环境质量问题的有效措施。随着集中式再生水系统应用规模的不断扩大和再生水利用途径的逐渐拓展,保障再生水系统的可靠性,即安全稳定高效运行显得越来... 面对日益增长的社会经济可持续发展需求,污水再生利用已成为缓解水资源短缺和改善水环境质量问题的有效措施。随着集中式再生水系统应用规模的不断扩大和再生水利用途径的逐渐拓展,保障再生水系统的可靠性,即安全稳定高效运行显得越来越重要。目前,针对再生水系统可靠性的研究十分有限,尚未形成统一的认识和评价方法。面对再生水系统水质保障的复杂性和现有评价指标的局限性,提出了再生水系统可靠性的概念,并从冗余度、鲁棒性、弹韧性等多个维度详细阐释了再生水系统可靠性内涵、评价指标体系和保障措施。今后,需进一步深入探讨再生水系统可靠性评价方法,为构建安全可靠经济的再生水系统提供技术支撑。 展开更多

关键词 再生水 系统可靠性 冗余度 鲁棒性 弹韧性

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紫外线消毒对再生水中微生物生长分泌特性的影响 被引量：8

14

作者 刘博 王运宏 +1 位作者 巫寅虎 胡洪营 《环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期28-34,共7页

膜污堵是阻碍污水再生处理反渗透(RO)系统稳定、高效运行的突出问题。前期研究表明,RO系统常用的氯消毒预处理会导致微生物群落结构及代谢产物分泌特性发生显著改变,从而引起严重的生物污堵。为优化污水再生处理RO系统的预处理工艺选择... 膜污堵是阻碍污水再生处理反渗透(RO)系统稳定、高效运行的突出问题。前期研究表明,RO系统常用的氯消毒预处理会导致微生物群落结构及代谢产物分泌特性发生显著改变,从而引起严重的生物污堵。为优化污水再生处理RO系统的预处理工艺选择,该研究全面考察了紫外线消毒对再生水中细菌的生长、群落结构和分泌特性的影响。结果表明:紫外线剂量为20,40,80 mJ/cm^2时,对膜生物反应器出水中细菌的灭活率分别可达1log、3log、4log。紫外消毒后,存活细菌再培养时其生长迟滞期变长,稳定期细菌数量在紫外线剂量为40,80 mJ/cm^2时分别比对照组降低18.6%和19.2%。高紫外线剂量下(40,80 mJ/cm^2),变形菌门、β-变形菌纲、詹森菌属相对丰度有所增加。分泌特性方面,细菌胞外多聚物含量随紫外线剂量升高先减少后增多,且其中大分子物质增多,并表现出更强的RO膜污堵潜势。 展开更多

关键词 反渗透 紫外线消毒 生长特性 群落结构 分泌特性 胞外多聚物

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二氧化氯对不同微生物的灭活特性及其对群落结构特征的影响 被引量：4

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作者 徐闯 巫寅虎 +2 位作者 胡洪营 徐傲 倪欣业 《环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期57-63,共7页

二氧化氯是一种性能优良、应用广泛的消毒剂,可通过破坏细胞或病毒的组成结构、阻碍细胞代谢等方式实现微生物灭活。在自配水条件下,以二氧化氯投加量×消毒时间计算,二氧化氯剂量在15 (mg·min)/L时,可实现对常见病毒(包括肠病... 二氧化氯是一种性能优良、应用广泛的消毒剂,可通过破坏细胞或病毒的组成结构、阻碍细胞代谢等方式实现微生物灭活。在自配水条件下,以二氧化氯投加量×消毒时间计算,二氧化氯剂量在15 (mg·min)/L时,可实现对常见病毒(包括肠病毒71型、大肠杆菌噬菌体MS2等)3 log以上灭活率,在60 (mg·min)/L时,可实现对常见细菌(包括大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等)1.5 log以上灭活率,但灭活隐孢子虫卵则需要更高的剂量(如1.9 log灭活率可能需约600 (mg·min)/L剂量);在实际污水厂进水中,30 (mg·min)/L二氧化氯剂量只能分别实现0.8 log和0.5 log的大肠杆菌和总大肠菌群灭活率。二氧化氯消毒效果随温度升高显著提升,对于不同微生物,pH的变化对二氧化氯消毒效果的影响可能存在不同,而水中的有机物通常会因消耗二氧化氯而降低消毒效果,但在自然水体中也存在由于天然有机物可能的影响导致消毒效果优于自配水的情况。关于二氧化氯消毒后细菌群落结构的变化研究不多,仅有少量研究涉及市政污水、再生水、饮用水等。二氧化氯消毒一定时间后,悬浮态和生物膜上的微生物均可能出现再生长现象,但再生长过程中这些残生细菌的群落结构变化及其生长分泌特性仍有待研究。 展开更多

关键词 二氧化氯 消毒 影响因素 群落结构 再生长

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