[發明專利]一種基于生態風險熵評價的淺池處理單元設計方法

有效

• 申請號: 202010030089.1
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111462829B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 王永坤;王曉昌;張世瑩;馬曉妍;姚宇;付鈺琳
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: G16C20/10
• 分類號: G16C20/10
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 王晶

本發明涉及一種基于生態風險熵評價的淺池處理單元設計方法，該方法基于痕量有機污染物的角度和生態安全的角度綜合考察淺池處理單元，引入商值法與痕量有機污染物的動態衰減模型，將兩者耦合對淺池的尺寸及占地面積進行設計。本發明公開的設計方法，是為進一步提高污水廠尾水水質生態安全而提出的。利用生態淺池單元對尾水進一步處理，以污水中痕量有機污染物引起的水生生物急性毒性為生態安全保障目標，確定處理一定流量的污水所需要的時間，然后獲得淺池處理單元的設計模型。本發明給出了淺池處理單元的設計方法，可保障污水受納水體或者污水回用中水生生物的安全。

技術領域

本發明涉及污水生態凈化處理技術領域，特別涉及一種基于生態風險熵評價的淺池處理單元設計方法。

背景技術

近些年，淺層水池作為一種強化自然光解作用的水生態處理單元，在污水處理領域逐漸得到廣泛關注。與人工濕地處理單元相比而言，淺池單元具有以下幾個優點：①環境要素中，自然光照不受浮水與挺水植物的遮擋，可充分與水體接觸；②改善水力效率，不存在死水區；③淺池底部富集固著大量光合作用菌與異養菌，強化污染物生物轉化作用；④成本低、靈活性高，可與其它處理單元結合應用。淺池單元作為一種生態凈化技術，提供了一種有利于污染物光解及生物轉化的微環境，具有明顯的水質提升功效。在自然環境條件下淺池處理單元不但可以強化污水廠尾水中常規污染物(氮、磷)的去除，同時可進一步去除城市生活污水來源的多種痕量有毒有害化合物。但是，由于淺池是一種新興的處理單元，目前仍無相關的設計方法。并且，隨著全球對地表水環境生態污染的關注，二級處理出水的生態安全性仍需進一步提高。

發明內容

為了解決以上技術問題，本發明的目的在于提供一種基于生態風險熵評價的淺池處理單元設計方法，在污水廠尾水常規理化指標達標的情況下，利用淺池單元對尾水進一步處理，可應用于污水廠二級處理出水深度處理。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種基于生態風險熵評價的淺池處理單元設計方法，包括以下步驟；

(1)化合物定量分析：

根據污水中痕量有機污染物的衰減特性，對淺池單元處理過程中目標痕量有機污染物的濃度進行定量分析，利用k-C^*模型進行擬合，得到淺池中痕量有機污染物的動力學衰減曲線；

(2)生態風險表征：

從相關數據庫搜集目標痕量有機污染物的毒理學資料，研究其對藻類、蚤類和魚類的急性毒性，利用商值法(USEPA和歐盟推薦) 分別計算單個化合物的風險熵(RQ)，根據毒性加和原理，計算水樣的生態風險熵(RQ_total)，當RQ_total1時表明污水的潛在生態風險不可接受；

(3)淺池處理單元的尺寸：

利用痕量有機污染物的動力學衰減曲線，并結合化合物的風險熵，確定RQ_total1條件下對應的處理時間，根據k-C^*模型，獲得淺池處理單元面積和水深的計算模型。

所述步驟(1)中，痕量有機污染物在淺池處理單元中的衰減符合k-C^*模型，模型公式如下：

C_t＝C^*+(C₀-C^*)·e^-kt

其中，C_t為t時刻目標化合物在淺池單元中的濃度，單位ng/L； C^*為常數，表示淺池單元不能削減的化合物背景值，單位ng/L；C₀為化合物第0天的初始濃度，單位ng/L；k為表觀速率常數，單位d^-1； t為處理時間，單位d。