再生水利用設(shè)施

1、再生水的利用研究再生水利用設(shè)施一、再生水利用研究現(xiàn)狀再生水處理技術(shù)水資源的緊缺加快了國際上對再生水處理技術(shù)的研發(fā)，在國外再生水 處理技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，我國也有部分城市已經(jīng)應(yīng)用，但對再生 水處理技術(shù)的深入研究還遠遠不夠。國際上，水污染治理技術(shù)路線已經(jīng)發(fā)生轉(zhuǎn)變，關(guān)鍵性的轉(zhuǎn)變在于由單 項技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)集成。水處理技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在以下兩個方面：一 是城市污水處理廠普遍采用以除磷脫氮為重點的強化二級生物處理技術(shù)， 并增加三級處理流程，包括多種類型的過濾技術(shù)和現(xiàn)代消毒技術(shù)；二是采 用當(dāng)代高新技術(shù)如微濾、反滲透、膜生物生物反應(yīng)器等，使處理后的再生 水達到市政雜用、生活雜用、園林綠化、生態(tài)景觀、工

2、業(yè)冷卻、回灌地下 水、發(fā)電廠鍋爐補給水等多種用途要求。再生水安全性研究盡管世界上許多國家具有廢水再生回用的悠久歷史，但在廢水回用的 安全方面，仍然很難定義和描述人們爭論激烈的可接受的健康危險。當(dāng)再 生廢水使用在人類可能接觸到的地方時，其主要的健康危險來自生物致病 菌，包括致病細菌、寄生蟲、原生動物以及腸道病毒。為保護公共衛(wèi)生， 自20世紀60年代以來，許多國家已經(jīng)建立了再生水安全使用的基本條件 和法規(guī)。再生水安全性評價體系總體可以分為三大部分一一感觀與物理化學(xué)評 價指標(biāo)、致病微生物與病原體評價指標(biāo)、毒理學(xué)評價指標(biāo)。根據(jù)污水回用的目的和回用水域的功能，評價采用相應(yīng)的水質(zhì)標(biāo)準與技術(shù)規(guī)范，因而指 標(biāo)

3、體系也有一定差異。美國各級政府都十分注重對回用水安全性的評價與科研監(jiān)測工作。八 十年代中期以來，隨著回灌地下水和補充地表飲用水源的回用水量逐漸增 長，美國政府及有關(guān)科研機構(gòu)加強了對間接飲用的回用水衛(wèi)生安全性的研 究評價和跟蹤測試。我國目前城市污水回用處于起步階段，尚沒有國家統(tǒng)一制定的相關(guān)標(biāo) 準，再生水回用大多沿用的是各種景觀用水和雜排水的標(biāo)準，僅包括一些 常規(guī)指標(biāo)如氨氮、磷、大腸桿菌等，國內(nèi)環(huán)境標(biāo)準中尚沒有針對大多數(shù)微 量有毒污染物的環(huán)境標(biāo)準，達不到保障奧運公園回用水安全可靠的設(shè)計目 標(biāo)。同時，處理過程（如加氯消毒）可能形成毒性更大或毒性特征不同的 中間體，傳統(tǒng)指標(biāo)體系不能很好適應(yīng)微污染等新問

4、題。因此，迫切需要對 再生水安全性進行深入研究。二、再生水利用研究典型深度處理工藝經(jīng)濟技術(shù)對比研究城市污水深度處理的單元技術(shù)有：混凝沉淀、過濾、生物活性炭、石 灰、臭氧、微濾、超濾、反滲透等。針對不同水質(zhì)情況，可選擇其中一種 或幾種組合，在選擇工藝過程中需要考慮以下因素：（1）回用水的用途和目標(biāo)水質(zhì)；（2）工藝適用性和穩(wěn)定性；（3）技術(shù)經(jīng)濟性；（4）環(huán)境因素，包括環(huán)境污染、人體健康和安全保障。工藝流程的確定最好經(jīng)過現(xiàn)場試驗，借鑒成功運行經(jīng)驗。本部分研究 主要介紹了混凝沉淀、高效過濾、生物活性炭、石灰、臭氧、微濾、超濾、 反滲透等多種水回用深度處理單元技術(shù)，并對其進行技術(shù)經(jīng)濟對比及穩(wěn)定 性分析。

5、通過大量試驗，得出如下結(jié)論：（1）膜過濾技術(shù)產(chǎn)水濁度低；封閉運行，對周圍環(huán)境無干擾；只加 少量化學(xué)藥劑，基本上無二次污染；運行穩(wěn)定，操作簡便，易于維護，占 地小。因此，與傳統(tǒng)的物化處理工藝相比，具有明顯的優(yōu)越性。微濾、超 濾膜過濾技術(shù)對有機污染物、氮、磷的去除受進水水質(zhì)影響比較大，對非 溶解態(tài)污染物具有極高去除率。（2）超濾膜過濾技術(shù)出水水質(zhì)可基本滿足城市污水再生利用景觀 環(huán)境用水水質(zhì)（GB/T18921-2002）及城市污水再生利用城市雜用水水 質(zhì)（GB/T18920-2002）標(biāo)準，可以作為奧運公園補水的優(yōu)選深度處理工 藝。（3）降低氮、磷類相關(guān)指標(biāo)應(yīng)在二級生化處理工藝中解決，這是最 為有

6、效和經(jīng)濟的。因此，建議污水處理廠二級處理增加脫氮除磷工藝，這 樣可使反滲透工藝出水穩(wěn)定滿足地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準II類，甚至更 嚴格的標(biāo)準。（4）反滲透工藝出水水質(zhì)最優(yōu)，可以滿足地表水二類水質(zhì)標(biāo)準，大 部分指標(biāo)滿足飲用水水源標(biāo)準，可以作為最優(yōu)質(zhì)的回用水用于奧運公園中 心區(qū)，但此工藝投資和運行費用較高。再生水安全性評價研究針對奧運公園重要的政治意義和再生水回用的示范意義，本研究擬綜 合化學(xué)、生物毒性和生態(tài)風(fēng)險三套評價指標(biāo)體系，評價不同處理工藝所能 達到的水質(zhì)處理效果，并以回用奧運公園的長期健康風(fēng)險和生態(tài)風(fēng)險為重 點，發(fā)展適合于北方地區(qū)再生水回用補充城市景觀水體的水質(zhì)評價指標(biāo)體 系和監(jiān)測技術(shù)方法。研究

7、以深度處理工藝的進出水為對象，從生態(tài)安全性和人體健康安全 性以及再生水利用對生態(tài)綠地的影響兩方面出發(fā)，對奧運公園補水技術(shù)作 全面的安全性評價。研究中應(yīng)用和發(fā)展了先進的監(jiān)測技術(shù)，建立經(jīng)濟適用、 符合奧運公園補水方案要求的評價指標(biāo)體系和監(jiān)測技術(shù)規(guī)范。（1）生態(tài)安全和人體健康安全試驗在高碑店和北小河污水處理廠進行，通過大量試驗研究，得出如 下結(jié)論：1）北小河污水廠二沉出水及各種深度處理工藝出水對斑馬魚與大型 水蚤未見急性毒性?；炷恋沓鏊袪I養(yǎng)物質(zhì)略有減少，對柵藻的生長有 一定影響。2）經(jīng)深度處理（活性炭、絮凝沉淀或反滲透）后的出水，沒有致突 變現(xiàn)象發(fā)生。3）采用適當(dāng)?shù)奶幚砉に嚭兔鞔_不同工藝再生水的

8、用途，可以有效控 制使用再生水的風(fēng)險，達到安全使用再生水的目的。其中超濾+反滲透和 活性炭對慢性有毒物質(zhì)的去除效果最好。4）反滲透工藝及活性炭工藝出水中營養(yǎng)物質(zhì)明顯不足，出水有利于 控制水體富營養(yǎng)化的發(fā)生。5）北小河污水處理廠各深度處理工藝出水有毒有害污染物檢出濃度 均未超出地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準（GB3838-2002）中特定項目的標(biāo)準限 值，可以安全地回用于景觀環(huán)境。（2）再生水利用對生態(tài)綠地的影響在再生水澆灌作物研究中，健康安全性一直是人們關(guān)注的一個重點。 健康安全性是指：灌溉作物時，再生水中有毒有害物質(zhì)（包括重金屬）為 作物所吸收或在其上累積，進而影響農(nóng)作物產(chǎn)品的品質(zhì)，被人類食用或為 牲畜

9、飼用時，危害健康。文獻中大部分研究是針對農(nóng)作物的試驗或局限于研究灌區(qū)土壤生態(tài)系 統(tǒng)某一方面的試驗，而再生水灌溉對某一地區(qū)甚至整個城市綠地生態(tài)系統(tǒng) 的影響研究尚未見報導(dǎo)。本研究主要在北京市北小河污水處理廠內(nèi)進行， 試驗分四個部分，即水培、盆栽、實地調(diào)查和大田試驗。經(jīng)過調(diào)查和試驗得到兩方面的結(jié)論：1）用于園林綠化、城市生態(tài)綠地澆灌的再生水的最重要指標(biāo)是總硬 度、溶解性總固體（全鹽量）、氯化物，而再生水的這三項指標(biāo)值均大于 自來水值，但遠小于飲用水標(biāo)準值。2）再生水與自來水澆灌的植物中，葉綠素含量未發(fā)現(xiàn)明顯差異。再生水水質(zhì)保障系統(tǒng)研究研究分小型試驗和露天景觀水塘的模擬試驗兩部分。小型試驗在試驗 室中

10、進行，主要是對北小河污水處理廠再生水混合槽出水、高碑店污水處 理廠石灰法出水、自來水配水水樣等進行人工光照培養(yǎng)。露天景觀水塘在 北小河污水處理廠內(nèi)，除了模擬將來實際運行再生水質(zhì)變化情況及水體流 動的水力條件等，還進行了人工載體的研究，最終得到如下結(jié)論：（1）深度處理后的水中仍有部分氮磷，因此，在夏季應(yīng)抑制水體富 營養(yǎng)化的發(fā)生。（2）通過對比分析，藻類數(shù)量最大值隨磷濃度的增加而增加，說明 磷是水體富營養(yǎng)化中影響顯著的因子。當(dāng)水樣中藻生長達到最大值時水中 大部分磷已被轉(zhuǎn)化為藻體內(nèi)的磷，水中溶解磷的濃度一般已低于 0.02mg/L。再生水體富營養(yǎng)化的優(yōu)勢藻種為柵藻，藻類轉(zhuǎn)化水體中磷濃度 的最大限制因

11、素為氮營養(yǎng)。（3）人工載體對于控制水體富營養(yǎng)化有較大的作用，它可以有效地 控制浮游藻類的生長，提高水體的透明度。再生水利用的衛(wèi)生學(xué)研究根據(jù)奧運公園景觀補水處理技術(shù)方案，對北小河污水處理廠深度處理 中試裝置出水進行氯和二氧化氯及紫外消毒試驗，比較各種消毒方法的消 毒效果，研究消毒副產(chǎn)物的產(chǎn)生，選擇最佳的經(jīng)濟有效的、適于再生水回 用的消毒技術(shù)。（1）紫外消毒不產(chǎn)生任何消毒副產(chǎn)物，對滅活大多數(shù)細菌、病毒、 孢子均有效。與化學(xué)消毒技術(shù)相比，紫外消毒少了有毒、有害化學(xué)品的運 輸、儲藏和投加過程，占地少，且年總運行成本比加氯消毒法低很多。（2）加氯消毒試驗中，對于大多數(shù)所測污水處理廠二沉池出水，即 使在采用遠