[发明专利]一种基于生态风险熵评价的浅池处理单元设计方法

说明书

本发明涉及一种基于生态风险熵评价的浅池处理单元设计方法，该方法基于痕量有机污染物的角度和生态安全的角度综合考察浅池处理单元，引入商值法与痕量有机污染物的动态衰减模型，将两者耦合对浅池的尺寸及占地面积进行设计。本发明公开的设计方法，是为进一步提高污水厂尾水水质生态安全而提出的。利用生态浅池单元对尾水进一步处理，以污水中痕量有机污染物引起的水生生物急性毒性为生态安全保障目标，确定处理一定流量的污水所需要的时间，然后获得浅池处理单元的设计模型。本发明给出了浅池处理单元的设计方法，可保障污水受纳水体或者污水回用中水生生物的安全。

技术领域

本发明涉及污水生态净化处理技术领域，特别涉及一种基于生态风险熵评价的浅池处理单元设计方法。

背景技术

近些年，浅层水池作为一种强化自然光解作用的水生态处理单元，在污水处理领域逐渐得到广泛关注。与人工湿地处理单元相比而言，浅池单元具有以下几个优点：①环境要素中，自然光照不受浮水与挺水植物的遮挡，可充分与水体接触；②改善水力效率，不存在死水区；③浅池底部富集固着大量光合作用菌与异养菌，强化污染物生物转化作用；④成本低、灵活性高，可与其它处理单元结合应用。浅池单元作为一种生态净化技术，提供了一种有利于污染物光解及生物转化的微环境，具有明显的水质提升功效。在自然环境条件下浅池处理单元不但可以强化污水厂尾水中常规污染物(氮、磷)的去除，同时可进一步去除城市生活污水来源的多种痕量有毒有害化合物。但是，由于浅池是一种新兴的处理单元，目前仍无相关的设计方法。并且，随着全球对地表水环境生态污染的关注，二级处理出水的生态安全性仍需进一步提高。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明的目的在于提供一种基于生态风险熵评价的浅池处理单元设计方法，在污水厂尾水常规理化指标达标的情况下，利用浅池单元对尾水进一步处理，可应用于污水厂二级处理出水深度处理。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于生态风险熵评价的浅池处理单元设计方法，包括以下步骤；

(1)化合物定量分析：

根据污水中痕量有机污染物的衰减特性，对浅池单元处理过程中目标痕量有机污染物的浓度进行定量分析，利用k-C^*模型进行拟合，得到浅池中痕量有机污染物的动力学衰减曲线；

(2)生态风险表征：

从相关数据库搜集目标痕量有机污染物的毒理学资料，研究其对藻类、蚤类和鱼类的急性毒性，利用商值法(USEPA和欧盟推荐) 分别计算单个化合物的风险熵(RQ)，根据毒性加和原理，计算水样的生态风险熵(RQ_total)，当RQ_total1时表明污水的潜在生态风险不可接受；

(3)浅池处理单元的尺寸：

利用痕量有机污染物的动力学衰减曲线，并结合化合物的风险熵，确定RQ_total1条件下对应的处理时间，根据k-C^*模型，获得浅池处理单元面积和水深的计算模型。

所述步骤(1)中，痕量有机污染物在浅池处理单元中的衰减符合k-C^*模型，模型公式如下：

C_t＝C^*+(C₀-C^*)·e^-kt

其中，C_t为t时刻目标化合物在浅池单元中的浓度，单位ng/L； C^*为常数，表示浅池单元不能削减的化合物背景值，单位ng/L；C₀为化合物第0天的初始浓度，单位ng/L；k为表观速率常数，单位d^-1； t为处理时间，单位d。