污水再生利用微生物控制标准及建议_付波.pdf

第 3 期第 53 卷工业微生物课题项目：陕西省自然科学基础研究计划项目“铁碳复合载体介导厌氧膜生物反应器甲烷化增效提质的机理研究”（编号：2022JM-237）；陕西省科技创新团队项目“环境废弃物生物能源与资源再生创新团队”（编号：2019TD-025）；教育部高校学生司第二期供需对接就业育人项目“重点领域校企合作项目”（编号：20230110406）作者简介：付 波（1975.02），男，汉族，陕西西安人，大专，助理工程师，研究方向：MBR污水处理技术。E-mail：M。污水再生利用微生物控制标准及建议付波，周玲，李冲西安思源学院，陕西 西安 710038摘要：对污水再生利用微生物的控制，是确保再生水水质安全、减少环境污染的重要前提。由于中国污水再生利用微生物控制的技术标准不健全，污水处理和再生存在一定的难度。文章分析了相关概念，梳理了中国污水再生利用微生物控制标准制定存在的问题，提出了污水再生利用微生物的控制标准及制定方法以有效保证中国再生水质的安全，减少环境污染。关键词：污水再生；微生物；控制标准；制定方法doi：10.3969/j.issn.1001-6678.2023.03.045第 53 卷第 3 期2023 年 6 月工业微生物Industrial MicrobiologyVol.53 No.3Jun.2023近年来，随着人们生活水平的提高和环保意识的增强，污水再生利用得到广泛推广和应用。然而，再生水的水质安全问题受到了广泛关注，再生水水质安全最大的威胁源于微生物污染。虽然部分再生水厂已采用膜生物反应器、活性污泥法等工艺对再生水进行处理，但其运行过程中微生物污染风险依然存在。1污水再生与微生物1.1污水再生污水再生利用是指在不改变出水水质的情况下，使污水中所含的污染物浓度达到某一水平，并根据需要恢复或改善水质功能的过程。污水再生利用涉及水质、水量、工艺、工艺控制参数等诸多因素，而微生物是决定水质和水量的主要因素之一。污水再生利用技术主要包括物理处理技术、化学处理技术和生物处理技术。1.2微生物污水中主要的微生物有细菌、病毒、藻类和真菌等。其中细菌数量最多，占污水微生物总量的 90%以上，按其形态可分为革兰氏阴性菌（占细菌总量的90%）、革兰氏阳性菌（占细菌总量的 10%）、兼性或专性厌氧菌（占细菌总量的 10%）及厌氧和兼性厌氧菌（占细菌总量的 5%）四大类。病毒是一类没有细胞壁或细胞壁很薄、形态很小、结构很简单或没有细胞壁、必须在活细胞中才能生长和繁殖、在活细胞中不能独立存在、无芽孢或芽孢很低的微生物。藻类是最常见的微生物，占污水中的微生物总量的 7%10%。藻类对污水中的污染物有明显的降解作用，能净化水质。真菌对污水中污染物也有一定的降解作用，但其降解作用的发挥受到较多因素的影响。2污水再生利用微生物控制中存在的问题2.1水质指标不明确首先，中国再生水标准中缺乏对生物安全性指标的规定。中国对污水再生利用中生物安全性指标的规定主要参考 生活饮用水卫生标准（GB57492006），但该标准的适用范围仅限于饮用水，并未涵盖生活污水及工业废水，而上述两种水质类型的微生物污染情况差异较大，影响着污水再生利用中对微生物指标的控制。其次，控制指标规定不完善，现行水质标准中，污染物控制指标主要有 COD、SS 等，对BOD、BOD5、氨氮等微生物指标无明确规定。最后，现行水质标准中未明确规定生物安全指标限值，缺乏微生物控制所需的生物安全性指标。2.2微生物控制体系不完善缺乏微生物控制标准。由于缺乏微生物控制标准，再生水在生产过程中难以准确检测微生物污染，178-第 3 期第 53 卷付波等：污水再生利用微生物控制标准及建议难以保证水质的安全和稳定。在 城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 189182002）规定的二级标准中，对 BOD5、COD、氨氮、总氮等常规水质指标的限值没有明确规定，由于缺乏微生物控制标准，导致污水处理厂不能准确监测出污水中的微生物污染，无法对其进行有效控制。微生物控制指标未根据实际情况进行确定。城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 189182002）中对活性污泥法和生物膜法处理污水厂的消毒要求中，只规定了接触时间与消毒剂量，而未具体规定其微生物指标。在污水处理过程中，微生物指标主要是指细菌总数、总大肠菌群等，其主要受水温、pH、溶解氧等环境因素的影响，因此，微生物指标的控制范围未根据实际情况确定会影响污水的再生利用。2.3微生物检验方法不合理对污水再生水的微生物检验方法不合理是导致水质微生物超标的主要原因之一。缺乏水质常规指标的监测方法。目前，国内污水处理厂缺少水质常规指标的监测方法，尤其缺少对水中总大肠菌群、总氮、总磷等指标的监测方法，以及缺少对主要微生物（如细菌、藻类等）的常规检测方法，导致污水处理厂不能对水中的微生物进行有效控制。缺乏针对污水再生利用工艺运行情况下水质变化情况和微生物增长趋势的监测方法。一是缺乏水质在线自动监控系统。在线自动监控系统对污水厂的出水进行连续监控，可对出水水质指标参数进行实时采集、记录和分析。二是没有定期取样检测对污水处理厂的出水进行检验，从而不能直观反映污水厂出水水质参数的变化情况。3污水再生利用微生物控制标准的内容3.1明确水质指标为了控制污水再生利用微生物的污染，首先要明确污水再生利用的水质指标。根据水质指标的使用目的、适用范围和检测方法的不同，按国家一级标准、二级标准、三级标准、四级标准分类，根据各地区污水再生利用的水质现状，按照相应的技术经济条件进行排序，以确定水质指标中各指标的具体限值1。3.2完善微生物控制体系污水再生利用微生物控制标准的制定应立足于中国现行有效的水质标准、地方标准和相关管理规范，综合考虑污水再生利用过程中的微生物控制要求，遵循系统性、科学性、合理性、可操作性和先进性的原则，建立以生物安全为核心的微生物控制体系2。生物安全体系。建立以生物安全为核心的微生物控制体系，在污水处理和再生利用过程中保障再生水的安全供应，满足公众的健康需求，实现可持续发展。首先，对不同用途污水再生利用的生物安全管理进行风险分级；其次，建立完善的监测评价体系，对污水再生利用过程中微生物的变化进行监测、评估和评价。微生物控制标准。微生物控制标准是指通过规定污水再生利用微生物的控制指标和检验方法，从源头上保证水质符合使用要求。微生物控制标准应采用定性和定量相结合的方法，明确不同指标所代表的意义或检测方法、适用范围和检验规则。3.3建立合理的微生物检验方法污水再生利用的微生物控制标准是在完善污水处理微生物控制体系的基础上，结合污水处理工艺和水质指标制定的微生物控制标准。制定合理的检验方法是保证污水处理系统微生物控制体系有效运行的关键，其内容包括检测项目、检测方法、检测指标及相关要求等。中国可借鉴国外研究成果和经验，结合我国的实际情况，制定合理的微生物检验方法标准，保证污水处理系统中微生物控制体系的有效运行3。3.4规划完善的微生物检测内容污水再生水的用途很多，有饮用、灌溉、景观用水、工业用水等，如果将水质标准作为控制指标，则每一种用途都要检测水质指标。饮用水：中国饮用水标准要求每升水中要含有不少于 100 mg 的大肠菌群数，在制定再生水标准时，应对饮用水进行大肠菌群和大肠埃希氏菌的检测。灌溉：灌溉用水的微生物控制标准比饮用水稍简单，灌溉用水是农作物生长的必要水源，若微生物含量超标，则可能影响农作物的产量和质量。灌溉用水应在灌溉前检测微生物指标，以保证灌溉用水的179-第 3 期第 53 卷工业微生物安全性，保障农作物的自然生长。景观用水：景观用水一般用来浇花、洗地等，目前没有严格的排放标准，对景观用水进行微生物指标检测，可以保证景观植物的生长，有效减少其对地面的腐蚀。4污水再生利用微生物的制定方法4.1污水再生利用微生物的制定原则标准制定应充分考虑污水再生利用系统的实际情况，对现有污水处理厂的出水进行评价后制定；明确适用范围和使用条件，限定使用范围和条件；标准制定应以强制性为主，指导性为辅。根据国家相关法律、法规、规章的要求，结合实际情况进行科学分析后合理确定强制性指标要求；以国家及地方相关标准、规范为指导，结合污水再生利用系统的特点制定；标准制定应遵循科学性、针对性、可操作性和可比性的原则。4.2定量控制方法微生物定量控制是指在污水处理过程中，通过检测污水中微生物的数量，并根据微生物的生长曲线，确定污水处理过程中所需要的微生物数量和种类，从而制定相应控制标准。采用定量控制方法时，检测对象可以是处理单元出水和进水中的微生物，也可以是整个污水处理厂的出水和进水；检测方法可以是传统的稀释涂布法、平板培养法、生物滤池过滤法、化学法、气浮法等。4.3定性控制方法定性控制是根据污水处理工艺中的微生物，如细菌、真菌和病毒等进行的检测与控制。定性控制主要针对污水中的常规微生物，具有快速、有效和经济等优点。定性控制方法的基本原理是：根据污水处理过程中微生物的生长状况，将其分为正常菌和有害菌。通过对这些微生物的数量和种类进行检测，判断其是否处于正常状态或对环境有潜在危害，从而采取相应的控制措施。5结语本文通过对中国再生水微生物控制标准制定过程中遇到的问题进行分析，提出了中国污水再生利用微生物控制标准的内容，建议建立以生物安全为核心的微生物控制体系，建立合理的微生物检测标准；提出了污水再生利用微生物控制标准的制定方法，建议采取定量检测与定性检测相结合的方法，为中国污水再生利用系统的微生物控制标准及管理提供参考。参考文献1 张爱哲.城市污水再生利用研究 J.水科学与工程技术,2010(z1):97-99.2 张保生,黄哲,刘慧.城市污水再生利用途径分析与利用量预测 J.环境与发展,2011,23(5):93-95.3 张昱,郑兴灿,李殿海,等.城市污水再生利用及水质安全保障的关键技术集成与示范应用 J.给水排水,2013,49(4):9-12.AbstractThe control of microorganisms in wastewater recycling is an important prerequisite for ensuring the safety of recycled waterquality and reducing environmental pollution.In China,due to the lack of microbiological control technology standards for wastewaterrecycling,there are certain difficulties in wastewater treatment and regeneration processes.This paper analyzes relevant concepts,sortsout the current situation and existing problems of microbial control standards for wastewater recycling in China,proposes microbialcontrol standards and development methods for wastewater recycling,and suggests the establishment of a microbial control systemcentered on biosafety.The research adopts a combination of quantitative and qualitative detection methods to effectively ensure thesafety of recycled water quality in China,reduce environmental pollution,and provide guidance suggestions for the control standardsof microorganisms in wastewater recycling.Key wordswastewater regeneration;microorganism;control standards;develop methodsResearch on Microbial Control Standards and Formulation Methods for WastewaterRecycling and UtilizationFU Bo1，ZHOU Ling2，LI Chong2Xi an Siyuan University,Xi an 710038，China180-