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目前，我国城市污水处理厂主要采用活性污泥工艺，出水水质以COD、BOD5、SS、NH4+-N、总磷等常规指标的达标为目的。随着对城市污水处理研究的深入，人们逐渐认识到城市污水处理厂的出水水质不应只满足于污染物的减量化，而应进一步到水质的无害化。因此，有必要对城市污水处理工艺进行生态风险评价，并从降低生态风险的角度对其进行改进研究。
本课题选择具有良好应用前景的DAT-IAT工艺为研究对象，从生态安全角度，采用常规指标和生态毒理指标，评价了实际应用中的DAT-IAT工艺的生态风险，并对DAT-IAT工艺、其改进型A/DAT-IAT工艺及增加聚合氯化铝(PAC)絮凝预处理的工艺的运行参数进行了优化改进，主要研究内容和结论如下。
(1)天津经济技术开发区污水处理厂处理城市污水的生态风险评估的结果为：
常规水质指标检测结果显示，污水经过DAT-IAT工艺处理后COD、NH4+-N、SS可达标排放，但是其中NH4+-N转化为NO3--N，并没有从污水中去除，污水经过处理后并未降低受纳水体发生富营养化的生态风险。
生态毒理指标检测结果显示，进水、DAT、出水各阶段污水中COD对小麦种子发芽的IC50逐渐降低，表明DAT-IAT工艺处理过程中污水的生态毒性变化趋势为逐渐增大。
(2)在相同水质条件下，小麦根伸长抑制率比小麦种子发芽抑制率更显著。小麦根伸长可以作为评价污水处理工艺生态毒性效应的一个较敏感的指标，用于生态风险评价。
(3)通过正交试验，得到DAT-IAT工艺去除常规指标的最优运行条件为运行周期3h，回流比200％，混合液污泥浓度5000 mg·L-1；去除生态毒性指标的最优运行条件为运行周期3h，回流比150％，混合液污泥浓度4000 mg·L-1。两项指标的最优条件并不完全相同，主要原因是原水中含有具有一定生态毒性且在好氧条件下难生物降解的有机物。
(4)通过正交试验，得到A/DAT-IAT工艺去除常规指标的最优运行条件为运行周期3h，外回流比20％，内回流比150％，混合液污泥浓度5000 mg·L-1；去除生态毒性指标的最优运行条件为运行周期3h，外回流比20％，内回流比150％，混合液污泥浓度3000 mg·L-1。造成去除两类指标的最优运行条件不同的主要原因是污水中存在具有一定生态毒性的难生物降解有机物和经水解酸化后毒性增强的有机物。
(5)在正交试验的同一工艺中，COD去除最优运行条件的出水COD值优于生态毒性削减最优运行条件的值，但是COD去除最优运行条件出水的生态毒性较大。由于厌氧池的水解酸化作用，A/DAT-IAT工艺对COD和生态毒性的处理效果均优于DAT-IAT工艺，并且回流总能耗低于DAT-IAT工艺，但是出水的COD仍不达标。
(6)为了降低进入工艺的COD的总量，以絮凝沉淀做为预处理工艺。并采用Al残留量最小时的絮凝剂投药量，这样既可以节省成本，又可以降低出水中残留Al带来的生态风险。在絮凝剂投加量为2.0 mg·L-1时(按Al计)，Al残留量最小。
(7)絮凝-DAT-IAT工艺和絮凝-A/DAT-IAT工艺试验中，在COD去除最优运行条件下，具有絮凝预处理的工艺对COD的去除效果优于没有絮凝预处理的工艺。并且絮凝-A/DAT-IAT工艺在COD去除最优运行条件下出水COD为104.46mg·L-1，满足排放标准。在毒性削减最优运行条件下，具有絮凝预处理的工艺的出水生态毒性有所上升，但是污染物的总量得到了大幅削减。
(8)絮凝-A/DAT-IAT工艺与DAT-IAT工艺相比，在污染物去除效率得到大幅增加的同时，生态毒性得到有效控制，生态安全得到了有效的保障。