《再生水地下安全儲存的水質調控原理》是依託東北師範大學，由霍明昕擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：再生水地下安全儲存的水質調控原理
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：霍明昕
- 依託單位：東北師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目針對我國巨大的再生水資源空間，以城市再生水地下儲存為對象，以保障再生水地下儲存過程中的水質安全為目標。研究地表滲濾、人工快滲、井灌等回灌方式下，再生水地下儲存動力學過程、包氣帶變化對水質回響、包氣帶-含水層結構穩定的反饋機制；闡明再生水地下儲存對地下水水質影響及其回響機制；通過對再生水與天然地下水混合比例、污染物靜態衰減規律等研究，以保護地下水水質為目的，確定基於不同地下水功能區劃的再生水水質特性。在此基礎上，採用以超濾為核心，強化混凝、活性炭吸附、高級氧化、臭氧消毒工藝為主線的再生水處理技術，分析評價各處理單元對再生水中無機鹽、溶解性有機物、微生物、消毒副產物前體物等的單項參數與綜合參數去除作用；評價不同消毒條件下消毒副產物生成潛能；最佳化各處理單元參數；闡明各單元獨立及協同去污機制；提出基於地下水水質安全的再生水地下儲存綜合調控原理，為我國城市再生水的大規模利用提供科學依據。
結題摘要
本項目針對我國巨大的再生水資源空間，以城市再生水地下儲存為對象，以保障再生水地下儲存過程中的水質安全為目標，基於野外回灌區水文地質背景的概念模型、室內模擬實驗物理模型、耦合過程的數學模型，圍繞“典型城市二級出水及再生水的水質特徵解析”→“再生水地下儲存過程中的堵塞和滲流效率變化機制”→“再生水地下儲存過程中典型污染物的遷移擴散（水質變化機理）”→“實際野外場地再生水地下回灌示例研究”→“再生水深度處理工藝技術研究”這一主線開展五項相應內容的研究工作。重要研究結果包括：（1）通過系統地採樣分析，以污水廠二級出水及混凝沉澱過濾後的二級出水為出發點（再生水源水），篩選出再生水回灌可能引起高風險水質指標；（2）系統研究了再生水回灌過程中的物理、化學及生物堵塞機制，特別揭示了再生水中懸浮顆粒物獨特的堵塞模式、依託實際場地水文地球化學演化導致的化學沉澱堵塞、殘餘混凝劑堵塞及生物膜堵塞，實現了從堵塞微觀機理到模型預測的全體系研究；（3）基於（1）的認識，系統研究了包氣帶滲流過程中典型污染物在水-土界面上的環境行為，包括溶解性有機物、重金屬、懸浮膠態物質、抗生素、藥物及個人護理品等多類物質的吸附、對流、彌散特性，揭示了再生水回灌過程中污染物的遷移擴散機制，提出了這些污染物遷移沉積的影響因素及其機理；（4）依託我國北方某再生水回灌區，探明了回灌區的地質與水文地質條件，在率定工程運行參數的背景下，通過大量的野外調研、勘察採樣、測試分析，揭示了回灌工程運行過程中入滲量變化、入滲水質與儲水區水質及區域地下水水質之間的相互關聯，判明了再生水回灌對地下水質的影響；（5）針對COD、氮（硝酸鹽）、雌激素、三氯生、磷等典型污染物，研發了高效降解有機廢水及硝酸鹽污染水的光催化技術，實驗室成功製備出松針炭、磁性氧化石墨烯、磁性多孔石墨烯等吸附劑。松針炭、磁性氧化石墨烯的聯合使用實現了再生水中雌激素及磷的同時高效去除；採用磁性多孔石墨烯與臭氧聯合技術實現了對再生水中三氯生的快速完全去除；採用UV/Cl高級氧化技術在有效控制再生水中10種微量有機物的同時降低消毒副產物產生。
