回用水处理技术、水质标准和回用方式

回用水处理技术、水质标准和回用方式

摘要：本文概述了不同回用方式所要求的回用水质和处理技术之间的关系。根据水回用的用途不同，可采取一系列的水质标准和相关的处理方法。一些农业水回用中，公众不应接触回用水，或者所灌溉的作物不是被人类直接食用，或者经过深加工处理后才被人食用。对于这一类回用水，基本的二级处理，甚至更低级的处理就足够了。生物塘处理系统不仅可以将污水中可生物降解的有机物质稳定化，并进行消毒，而且还使水处理系统中附带具有季节性贮存水的作用，把供水与农业需水配合得更紧密。任何情况下都应控制工业废水中有毒物质，不准工业排放物进入准备再生的污水收集系统和（或）要求工厂在排入集水系统之前去除有毒物质。

关键字：回用水处理技术水质标准回用方式

经适当程度消毒后的二级出水（100-1000个粪性大肠菌群/100mL）广泛适用于各种用途，包括限制接触性回用（如某些灌溉方式和非接触性景观用水）、环境修复和许多工业应用。有些形式的环境修复要求去除营养物质，提高消毒水平。回用水用作工业冷却水时，需去除硬度、氨和溶解性固体。当用作给水补充之前要求有一系列的处理过程，要取决于原有供水对回用水的稀释程度和是否形成处理而定，例如回用水流经土壤后汇入原水源即可认为是行成处理工序。目前，许多回用水工程正在运用膜处理技术生产回用水。其中一种为采用二级出水作为原水，经过微滤（予处理）、反渗透、有时加上紫外线消毒。微滤膜和超滤膜也可并入生物处理工艺，取代传统的二沉池。1.简介目前存在许多水的再生和回用方法并在实践中正常运作（美国EPA，1992）,每一种使用方式都有不同的水质要求，因此也要求不同的处理水平。表1总结了常用的回用水使用方式和所要求的相应的处理水平，从最高水平到最低水平处理都有所涉及。本文将论述不同的使用方式和相应的处理方法，还将讨论一些新出现的处理技术。2.非食用型作物和深加工型食用作物的农业回用水回用水可以灌溉人类并不直接消费的各种作物，如灌溉那些动物食用的作物（苜蓿、青草、高粱、玉米、大豆等各种饲料作物）和需要深加工才可食用的作物（如小麦、也许还有大米）。关系公共健康和环境的首要问题是这种回用方式是否会将有毒物质和致病菌带到我们的食物供应中来。主要有两种机制来控制有毒物质，其中包括不允许工业废水（很大可能含有毒物质）排入要回用的污水收集系统和污水处理系统中。为避免工业污水，我们可以从工厂稀少的服务区收集污水或要求工厂首先去除废水中有毒物质，然后再排入市政排水管网。废水中有毒物质的去除方法有许多种。在一些实际应用中，基本的二级处理就可予以足够的保护。事实上，初级处理可能已经足够了，而二级处理则对有毒物质又加了一道关卡。二级处理中允许回用水贮存起来以满足不同季节变化的农灌需水量。致病菌的传播是通过防止一般公众与污水直接接触以及适度的杀菌消毒来解决的。表1回用水一般使用方式和相应处理方法回用方式举例处理工艺举例补充给水非直接饮用水作为给水源使用之前，要根据其是否经过土壤蓄水层处理以及混合稀释程度来确定处理方法是二级处理还是深度处理方法工业性回用包括冷却水的各种生产用水一般要求最少经过二级处理，用作冷却水时，还要去除硬度、脱盐以及去除NH3-N以减少生物污垢的产生非限制接触性回用非限制接触性城市灌溉，直接食用作物的灌溉，接触性景观水体二级（生物）处理，过滤（粒状介质或膜）和严格的消毒（﹤2.2个粪性大肠菌群/100mL）等，引自California州“22条”或相关条款限制接触性回用限制接触性城市灌溉和农业灌溉二级（生物）处理和适度的消毒（100-1000个粪性大肠菌群/100mL）环境修复维持环境所需的一定流量进行二级（生物）处理（至少），有时包括去除营养物质，一般情况下进行适度消毒（100-1000个粪性大肠菌群/100mL）农业性回用于深加工粮食作物小麦、玉米及其它食用前需要热加工的作物至少进行初级处理，但进行贮存时常需要经过二级处理以尽量减少臭味，对工业废水要进行有毒物质的控制，适度消毒农业性回用于非食用作物牧草、玉米、小麦、苜蓿及其他动物饲用作物至少进行初级处理，但进行贮存时常需要经过二级处理以尽量减少臭味，对工业废水要进行有毒物质的控制，适度消毒用于农业性回用的水可通过许多种处理方法，包括初级处理、二级（生物）处理和传统的消毒工艺。生物塘处理系统广泛用于可生物降解有机物的稳定化，因此当回用水季节性贮存时不产生过多令人厌恶的问题（气味、病菌等），同时，生物塘还有自然的消毒作用。如图1所示的污水处理系统，包括一个厌氧或好氧塘，进行污水的基本处理，然后是兼性塘，对污水进行更深一步的处理和消毒，同时还可用作季节性贮水。已经预处理和消毒的再生水则可根据作物的需水量进行农灌使用。这样的一个系统允许回用市政污水中的水和其的营养物质，但要控制有毒物质的量，并进行消毒处理。从水管理的整体和长远角度来看，水回用灌溉农作物时，土壤的进一步处理去除了污染物，减少了环境中污染物质的排放量，因此也减少了污染物质向地表水和地下水的排放量。而净用水量却下降了，因为先前用作农业的水现在可以转向城市供水或以地表水或地下水的方式保留在环境中。3.环境修复暮喂至环浑境丰修症复林指品污顶水荐处拌理墓后汉以伸合背格筋的草水扫质辣向棵环炭境愚排款放长以伍保泥持炒水废环岭境叠的锋流四量程，铲维路持降环搁境可的它功予能祥。器所兆要罚求斜的与处伴理钱则示根蜓据河修斥复勒环仇境卷对紫污芬染摔物铃的共同戚化工容标量怎而端定风。概一牧般碎至浇少笋要勤求折传徒统然的毁二袜级翻（醉生塔物浓）市处育理奥和放一淋定列程通度申的渠消嘱毒周。膊有抵些掏环种境献修滑复蚁则桑要搜求喝更略高砍级候的销处游理蛮方敏式哈，洲如江去际除津营荐养乳物段质抹等拌。怕一脖些高传兆统逝的壤处两理请系六统草可窃用秆于羽这衣些秃情阻况蹈。罚而粮目灰前悉新乓兴概的纷一听种坦处暴理般工烈艺依是灰二午级杆处午理悔（遮传东统硬二访级呼处敢理洪或翻生菌物历塘毫二搬级贞处貌理协）馋后疤加洞湿诵地帜处右理家。崇湿踩地堤不昌仅镰提尽供凶处尘理捏（闪提引高顶了灯水奏质筑）上，始也教改禾善克了美环无境弄。失可纸以倒将确湿居地库设铅计茄成甩野糖生丝生狡物晕栖奸息雁地政或俱者扭设贡计乌成漏市凳区荡开诱放酸性串的跑绿师地锣。

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如果通过地表漫流方式注入地下水的回用水所占比例相当小，则仅需要经过二级处理和适度消毒。土壤的渗滤作用可将回用水中大量的有机物和致病菌去除，然后再与地下水混合。这种情况下要考虑的主要的问题是可能引入氮，而氮可以在土壤中转化为硝酸盐。天然地下水和回用水混合后在取水井抽取之前流经地下蓄水层时也会进行一些处理。

自然环境所提供的处理程度越低，和回用水混合的天然水比例越小，回用水所需要的处理程度就越高，就需要更高级别的处理方法去除有机物和致病菌。图5列出UpperOccoquan污水管理部门（UOSA）使用的传统处理工艺。UOSA睛厂索从谅服网务腾区劣域压收政集乳包琴括帅生弦活遇污左水恭、亏商吩业泽污锯水姻和欢达牧标闭排盯放株的具工搞业暮废张水捎在遵内槽的沈原柄污比水夺，冷处腾理徐后惩出暑水什接螺近车饮锅用诞水谱质艺标亲准丢，伐排杏放返至风O刑c誉c船o蕉q爪u奖a僵n算水咱库侍，暑这筹是谣美着国匆弗饥吉迁尼注亚羞州屿东罢北拆部免的群主许要颂饮督用街水窗源棵。熊处维理滋工有艺导为机传两统春的局初岔级懂处刻理帖和但带旗硝蠢化公的等二谦级帖处漂理兰、瓣石兰灰闯再青碳切酸镇化肺处奋理惠、膏过拦滤属、胶粒猎状辞活腾性孩炭蜜吸厘附乎，狠最唐后别进硬行脊消阻毒赖处壶理融。涨在寇p全H脆﹥损1秒1售的扎情梁况术下聋石炮灰筑澄墙清坊处汤理三起耕到蜓消挽毒丰、临去桌除烂高顽分预子钥有腊机形物幻、汁阻悦拦暮重伍金梯属舌的急作属用迅。洁粒树状誓活开性恢炭镰更宵进宇一机步轧地爆去袭除泊溶养解秒性西有贤机嫌物堵，哑尤提其元是决上熄道博工氧艺菊的讲生工物升处诊理闯中盛无薪法垃去甘除肉的禽非待生抚物仆降指解狡性大有早机港物银。些加讨氯任消鹿毒茧为梳最扁后行一搬个炸环末节谦。UOSA设施从1978年便开始运行，已经显示了满足常规的具体排放标准和保护公众健康的能力。其目前的能力为130,000m3/d，正在扩建为210,000m3/d。进入Occoquan水库的水中回用水（UOSA厂出水）占的比例为雨季时不到10%，旱季时超过90%。

目前新兴的一种处理流程为二级处理后接微滤(MF)、反渗透（RO）和紫外线消毒（UV）（AWWA,1996）。MF可很大范围地去除颗粒物质，放在RO处理工艺的前面是十分必要的。RO广泛去除有机物和无机物，这两级顺序的膜处理工艺也起到了广泛的消毒作用。UV消毒则是公众免受致病菌侵袭的又一道保护屏障。如上所述，MF后接RO工艺也成为生产各种工业用水的新兴技术。另一新兴的处理技术为膜生物反应器，以置于反应器外部或浸没在反应器内部的生物膜取代传统的二沉池(Gunder,2001;Stephenson,etal.,2000)。膜上留有必要的生物量，用于处理污水，也能去除颗粒物质，所以出水的颗粒物质含量很低。生产的出水可用于许多回用目的，或经活性炭吸附、RO和UV消毒可用于非直饮水的回用。8.总结与结论总之，不同回用方式所要求的水质同相应的处理技术之间的关系已经列出，如表1所示。大范围的水质及其相应的生产回用水所用的处理方法取决于不同的回用目标。基本的二级处理，或更低程度的处理对农业性回用来说就足够了。这种农业性回用，一般不允许公众接触回用水，而且所浇灌的作物是人类不直接食用的和（或）需要深加工的作物。由于生物塘处理工艺可以使进入的污水中可生物降解有机物稳定化，具有消毒的作用，生物塘还