降低農村生活污水處理終端出水糞大腸菌群的研究

許鐵強 章斌 周虎 王忠東 許云海

摘 要：隨著生活排水量的增加，日常水處理終端的受重視程度也在逐漸增加。生活污水中的糞大腸菌群是水處理的重點對象，目前所采用的技術主要集中于臭氧、紫外線和次氯酸鈉消毒等。目前，常見的污水處理技術存在一定的缺點，紹興柯橋排水有限公司結合紹興市政府海綿城市建設，進行了水生植物和生物氧化法去除污水中糞大腸菌群的理論研究和實踐，取得了一定的效果。

關鍵詞：生活污水;糞大腸菌群;疾病;水生植物;生物氧化法

隨著人們生活水平的提高，老百姓對于環境的重視程度也與日俱增。紹興作為具有濃厚江南水鄉特色的文化和生態旅游城市，在開展城鄉生活污水治理、改善水源地環境，環保及污水處理部門先后采取了一系列措施，有效推動了農村生活污水處理，治理成效也十分顯著。通過多抓共管的政府舉措，全市開展的農村生活污水治理行動作用明顯。

在取得成績的同時，也要正確看待所面臨的挑戰。水中所含微生物通常是以大腸桿菌群作為評價指標，而大腸桿菌群并不是某一個或某一類細菌，它指的是具有某些共同特性的一群細菌。而大腸桿菌群分布范圍也非常廣，可同時存在于多種環境之下，且存活能力較強。雖然大腸桿菌群是無害的，但若其出現在飲用水中且超出國家標準，那么就有可能會對老人、嬰兒造成健康上的危害。

目前，柯橋排水有限公司也針對大腸桿菌群進行了相關的研究與測試，嚴控污水處理后大腸桿菌群數量，避免出現因大腸桿菌超標帶來的腹瀉、腸胃感染和嘔吐等癥狀。

1 紹興生活污水處理現狀

投入了大量的資金和精力后，紹興市農村污水在覆蓋率、水質達標等方面均已達國家標準，但與其他比較成功的地區相比，還存在一定差距。“四山三盆兩江一平原”可能說是紹興地貌的準確概括，部分村莊居民居住分散，生活污水不易集中，生活污水處理體制還有待健全。

生活污水直排，則其含有的大量氮、磷等物質會造成嚴重的水體富營養化，引起水質惡化，威脅水體生態平衡;污水中含有的大量有機物腐敗后則會散發含氨、硫化氫、硫醇、硫醚等惡臭成分的有害氣體;病人的糞便則含有多種腸道致病菌、蛔蟲卵和病毒，發展中國家70%的疾病與糞便的生物性傳染有關。

2 現有技術分析

生活污水大腸桿菌群數的日最高允許排放濃度：一級A標準的10^3個/L，一級B標準和二級標準的10^4個/L，三級標準沒有要求。原廢水中的糞大腸桿菌群數為多少需要具體水樣專化驗測得，化驗個體不同，所測值也不同，沒有固定屬值。

在進行樣劑檢測時，要特別注意以下事項：

（1）當箱內溫度達到所要求的（44±1℃）后，將接種好的樣品放入恒溫水浴箱或隔水式恒溫培養箱中。若采用恒溫水浴箱，要保持其水面高于接種物平面，同時放濾膜的培養皿要沉到水浴箱底部。

（2）苯胺藍的純度和質量會對MFC培養基菌落的顏色，基于以往經驗數據：用進口苯胺藍，其量為0.1g，用國產苯胺藍，則加0.2g，此時培養出的大腸桿菌菌落顏色較典型。目前，國產苯胺藍的性能是否同樣穩定未有明確結論。因此，為觀察對比菌落的顏色，在接種典型大腸桿菌后，再使用培養基。

因為玫紅酸在高壓條件下會分解，所以在2—10℃保存前提下，配好的試液保存期應不超過2周。若其顏色由暗紅變成棕色沉淀，則應棄之。

（3）在挑取濾膜上生長的藍色菌落時，不要忽略淺藍色菌落或淺藍色中心較深的菌落。

（4）因為生活飲用水通常都是經氯處理消毒，所以在采集水樣時應加硫代硫酸鈉脫氯，以解除大腸菌群受損或受抑制狀態，促使細菌恢復正常狀態，避免計數結果不正常情況出現。

（5）水樣的保存對試驗結果影響較大，若保存不當致使其菌落死亡或再生產，其準確性可想而知。通常檢驗室接到水樣后，應立即進行檢驗。若因故不能檢驗時，應立即將其置于冰箱內并于2小時內檢驗。

國內污水處理廠大多以《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）為執行原則，將糞大腸菌群作為病原微生物管控目標。目前，生活污水處理的主要技術方式有紫外線、次氯酸鈉、二氧化氯和臭氧等。在這四種方式中，尤以次氯酸鈉使用最為廣泛。消毒效率的穩定性受投加次氯酸鈉的方式影響：

（1）投放點位不同，對控制糞大腸菌群數影響不大;

（2）次氯酸鈉投放量對數據影響較大，當其提高至12mg/L后，試樣中未檢出糞大腸菌;

（3）若場地和資金允許，可考慮加建接觸消毒池，這樣消毒作用最理想。

目前，很多院校也在嘗試活化過硫酸鹽技術殺滅污水中存有的大腸桿菌，且取得了較好效果。過硫酸鹽（PS）高級氧化技術利用低價態過渡金屬元素離子（如Fe2+）活化過硫酸鹽產生大量硫酸根自由基（SO4-·）與水中難降解有機物發生一系列氧化還原化學反應，實現對生活污水中難降解有機污染物分解、礦化。硫酸根自由基（SO4-·）氧化還原電位（2.5-3.1V）高于羥基自由基（·OH）（1.9-2.7V），穩定性和半衰期更長，是高級氧化技術創新和研究的新方向。經活化的PMS對水中大腸桿菌的殺滅能力提高顯著，但若亞鐵離子數量過大反而會產生抑制效果。因此，在實際使用時，要特別注意添加劑的使用量。

3 發展趨勢

統計數據顯示：由不衛生水引發的疾病占全球疾病發病率的5.7%，大腸桿菌超標率更是高達86%。臭氧發生器是一種強氧化劑，而且還有一個特性就是很活躍，容易和空氣的氧原子結合生成氧氣，邊產生邊還原，消毒徹底無殘留無死角無二次污染，消毒期間人不能處在該區域中，長期處在有臭氧的環境對人體有傷害，臭氧分解的時間一般為30—60分鐘，消毒30—60分鐘后方可入室工作。紫外線燈管消毒期間人也不可以長時間留在該區域中，因為紫外線對皮膚對眼睛都會造成一定程度的傷害。紫外線燈管相對臭氧殺菌效果并不徹底，照射不到的地方基本上無法滅菌，且需要的時間較長。利用臭氧和紫外線進行消毒，其瞬時作用明顯，但恒定性差。

次氯酸鈉是目前較為廣泛使用的高效氧化消毒劑，殺滅作用明顯，且價格很低。次氯酸鈉屬于高效的含氯消毒劑。含氯消毒劑的殺菌作用包括次氯酸的作用、新生氧作用和氯化作用。次氯酸的氧化作用是含氯消毒劑的最主要的殺菌機理。含氯消毒劑在水中形成次氯酸，作用于菌體蛋白質。次氯酸不僅可與細胞壁發生作用，且因分子小，不帶電荷，故侵入細胞內與蛋白質發生氧化作用或破壞其磷酸脫氫酶，使糖代謝失調而致細胞死亡。在使用過程中，要清除物體表面上的有機物質，同時因其具有腐蝕作用，所以要特別注意防腐安全。

美國環境保護署（USEPA）在上世紀末就曾經針對生活用水的病原微生物帶來的污染進行了最具挑戰性的實驗和研究。一旦農村受污染水體向下游排放，會導致一系列污染。紹興水域廣闊，河道眾多，應積極開展水生植物在去除生活污水中大腸桿菌的研究實踐。已有實驗數據表明：水生植物可以明顯降低水體pH值，而不同水生植物對糞大腸菌群的去除率也有所不同，而水體pH值會進而影響大腸桿菌的生存繁殖能力。

香菇草是原產于歐美的多年生挺水或濕生觀賞植物，生長迅速，成形較快。野茭白，多年生根狀莖植物。除以上兩種水生植物外，其他像美人蕉、巖菖蒲對糞大腸菌群去除效果較佳。紹興市政府在海綿城市建設中組織性強，強化專項規劃編制，完善項目實施內容，已經取得了顯著效果。因此，在進行人工濕地或自然生態溝渠施工時，可進行適宜當地水態環境的水生植物（水芹、巖菖蒲、再力花、狐尾藻、美人蕉和水葫蘆等）及其組合養殖，此可作為輔助措施，但不同水生植物對大腸桿菌去除效果和機理還需進一步深入研究。

除此之外，還可根據當地實際情況，開展生物接觸氧化法進行生活污水的處理，經此處理后的水可達標排放，或用于景區綠化。

4 結語

紹興柯橋排水有限公司主要經營排水工程建設和污水處理運行，在生活污水處理方面已經取得了一定成績，目前采用的技術主要是臭氧消毒、紫外線消毒和次氯酸鈉消毒等。隨著居民對于生活環境及質量要求的提高，正進行水生植物和生物氧化法去除生活污水中糞大腸菌群的研究與實踐，已取得一些理論和實踐成果。

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